球团矿开题报告

硕士学位论文开题报告

论文题目：包钢不同工艺球团性能的优化研究

学号：201102103

姓名：廖凯

专业名称：钢铁冶金

指导教师：邬虎林

2012年12月28日

内蒙古科技大学硕士论文开题报告申请表

I

II

目录

1文献综述 (1)

1.1 高炉炉料结构发展现状 (1)

1.2球团矿概述 (2)

1.2.1球团矿的概念 (2)

1.2.2 球团矿工艺的发展 (3)

1.2.3 球团矿在钢铁生产中的作用 (4)

1.3 球团矿焙烧 (6)

1.3.1 球团矿焙烧方法 (6)

1.3.2球团矿的固结机理 (9)

1.3.3 影响球团矿焙烧固结的因素 (9)

1.4包钢球团矿生产 (12)

1.4.1包钢含氟铁精矿的特性 (12)

1.4.2球团焙烧过程氟和硫的脱除 (13)

2选题的背景和意义 (14)

2.1选题背景 (14)

2.2选题意义 (15)

3研究方案及进度安排 (16)

3.1研究内容 (16)

3.2研究方案 (16)

3.2.1原料条件 (16)

3.2.2研究路线 (17)

3.3进度安排 (17)

参考文献 (20)

1文献综述

1.1 高炉炉料结构发展现状

在现代工业化的炼铁生产中，无论是广泛采用的高炉炼铁工艺、还是直接还原炼铁工艺或熔融还原炼铁工艺，其含铁原料必须使用一定规格的块状炉料，主要包括块矿、烧结矿和球团矿，也包括少部分符合入炉要求的原矿。早期的炼铁炉料采用块矿，随着炼铁技术的进步和铁矿资源的制约，细颗粒铁矿资源越来越多地应用于炼铁生产，铁矿粉造块成为钢铁生产流程中的重要环节。

而且随着世界钢铁产量的连年攀升，现代钢铁联合企业的可持续发展越来越受到原料因素的严重制约，特别是近几年来铁矿石的价格的成倍上涨及高位震荡，使得铁前降本成为钢铁企业必须首要考虑的问题。而炼铁系统的能耗占钢铁生产总能耗的70%以上（有的高达74%）。因而，合理的炉料结构和精料仍然是今天炼铁工作者重要的工作核心[1-4]。

配加酸性炉料的高碱度烧结矿炉料结构模式得到了世界各钢厂的普遍认可，各国根据各自资源条件、经济技术水平、技术条件等现实情况，发展着各自的烧结矿、球团矿等高炉炉料。鉴于细精矿特色矿源，北美长久以来一直使用酸性氧化球团配以大量炉内熔剂进行高炉炼铁生产，但这种模式的操作指标十分落后，难以适应当下冶炼现状，现正广泛推广超高碱度烧结矿配以原有的酸性氧化球团的炉料结构。欧盟高标准的环保要求严格限制了本地区烧结厂的生产和建设，但高炉炼铁指标仍需要进一步改善，这就使得在高炉炼铁中具有优越冶金性能的球团矿成为首选炉料。如上所述球团矿已经成为国外高炉炼铁炉料结构的主体，无论是熔剂型球团还是酸性球团在炉料配比中都占有很高的比例。如墨西AHMSA 公司Monclova厂5号高炉熔剂球团矿比例为93%，美国AK Steel 公司Ashland．KY厂Amanda高炉熔剂球团矿比例为90%以上；另一部分高炉以酸性球团矿为主，如西欧诸国高炉炼铁酸性球团的配比一般在70%以上[5,6]。

世界产钢大国主要聚集在亚洲地区，无独有偶各产钢大国均铁矿资源不足或几乎没有铁矿资源[7]，均需从澳洲或南美等地进口矿石。以粉矿为主的进口矿无疑使烧结矿成为亚洲高炉炼铁炉料结构的主体，部分地区甚至高达70%左右。烧结矿在日本炉料结构中的比例一直都比较高且配比水平比较平（71.3%~76.9%），但球团矿比例达到14%的高峰后呈现逐年下降趋势，目前已在10%以下了。典型的如新日铁4号高炉的炉料结构，烧结矿占70%，球团矿占10%，和歌山4

号高炉使用75%~80%的烧结矿，巴西块矿占20%；只有神户制钢厂由于烧结机老化报废后，才开始改变炉料结构采用高比例的球团矿，其配比达70%以上。韩

国高炉炉料结构与日本相似均，以烧结矿为主球团矿为辅，如浦项光阳厂的高炉炉料结构中烧结矿为74%，球团矿为11.84%。中国幅员辽阔钢铁企业众多，各钢铁生产厂的炉料来源、结构迥异，高炉炉料球团矿配比各不相同。其中宝钢高炉的炉料来源和炉料结构与日、韩差别不大，该企业的炉料配比为：烧结矿74.5%，球团矿8.5%，块矿17%。

从世界高炉炉料结构的现状来看，随着原料条件的变化，球团矿的产量及其入炉比例正在不断增加。发展球团矿生产是铁矿资源紧缺的必然趋势，也是高炉炉料结构合理化的需要，有着十分广阔的发展前景。

1.2球团矿概述

球团矿作为良好的高炉炉料，具有品位高、强度好、粒度均匀等优点。酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配可以减少高炉渣量，构成合理的高炉炉料结构，使高炉炼铁达到增产节焦，提高经济效益[8]。

1.2.1球团矿的概念

烧结和团矿是两种人造富矿的生产方式。其中根据加工机理的不同，团矿又有压团和球团之分。粒度较粗的富矿粉宜采用烧结方式造块，而粒度极细的铁精矿则适宜团矿生产。外加一定的机械压力使铁精矿具有一定的物理外形，再通过高温焙烧进一步提高其机械强度、热稳定性以满足高炉冶炼的性能要求，这样的造块方式称为压团。然而由于压团的生产效率低下，且物理性能也不利于高炉冶炼，所以这种生产方式被逐渐淘汰，取而代之的是球团人造富矿。

球团，指的是铁精矿粉依靠滚动成球，再经过高温焙烧使其具有足够的机械强度进而保证良好的冶金性能和满足长途运输、存储的需要。其成品的粒度十分均匀稳定。而且球团的固结机理不同于烧结机理，它对原料的SiO2含量没有严格的要求，可以使用品位很高的铁精矿，极大的开阔了高炉渣量降低的空间；另外物料在球团过程中，其密度、孔隙度、形状大小和机械强度等物理性质都发生了改变，更重要的是在该过程中其化学组成、还原性、膨胀性、高温还原软化性、低温还原、熔融性等化学性质也发生了改变，这使得物料的冶金性能得到极大的提升[9,10]。此外，球团的基本应用除了利用精矿和粉矿制成球状为高炉提供冶炼原料外，还可用于生产直接还原的金属化球团矿，这在综合利用回收有用金属方面有着极为乐观的前景。