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    煉鐵爐料結構技術的發展

    2015-11-14 08:58:28

    文章摘要:

    煉鐵爐料結構技術的發展 -------------------------------------------------------------------------------- 高爐煉鐵所用的爐料包括:燒結礦、球團礦、   塊礦、熔劑和焦

     煉鐵爐料結構技術的發展     --------------------------------------------------------------------------------            高爐煉鐵所用的爐料包括:燒結礦、球團礦、   塊礦、熔劑和焦炭。所謂煉鐵爐料結構技術主要是指所用燒結礦、球團礦、   塊礦的比例。熔劑是在產燒結和球團過程中配加,在高爐正常生產時是不單獨配加熔劑。焦炭用量是隨高爐冶煉條件(包括入爐礦石含鐵品位、熱風溫度、噴吹煤粉量、高爐操作水平和富氧率等)而不斷變化的。      高爐煉鐵的爐料結構是沒有一個固定模式的。每個高爐都是根據本企業所能獲得自然資源的條件(品級和價格)、鐵礦石的冶金性能和物理化學成分,以及高爐煉鐵成本等方面因素來進行選擇的。隨著各種條件的變化,不同時期會出現不同的爐料結構??傮w上講,煉鐵爐料結構是受復雜因素影響的,是與煉鐵技術進步的發展密切相關的。       爐料的特性       1 燒結礦       燒結礦是用粒度<8mm的鐵礦粉、溶劑、燃料、代用品(鋼鐵企業產生的含鐵塵泥)和返礦(燒結生產過程中產生<5mm的篩下物)按   比例進行混勻,配以小于9%的水分,經過造球和二次混合之后,在帶式燒結機上進行焙燒而成。燒結礦是一種由多種礦物組織而組成的多孔集合體??紫堵试?0%-50%。燒結礦分類為酸性燒結礦(堿度小于1.0),自熔性燒結礦(堿度在1.0左右),堿性燒結礦(堿度大于1.0)。高堿度燒結礦(堿度在1.8-2.0)具有良好的冶金性能。高堿度燒結礦的特點如下:       (1)好的還原性。鐵礦石還原度每提高10%,高爐煉鐵焦比會下降8%-9%;       (2)較好冷強度和較低的還原粉化率;       (3)具有較高的荷重軟化溫度,有良好的高溫還原性和滴熔性。       燒結礦的上述特點,決定了要在高爐爐料結構中占有主導地位,約在85%左右,并在短期不會有較大的變動。隨著冶金科技進步的不斷發展,燒結生產技術也在不斷取得新進展。如采用小球燒結,厚料層燒結技術,不但可以節能(減少燃料消耗20kg/t左右),而且可以提高燒結機作業率;為降低煉鐵成本,多配低價褐鐵礦燒結技術;為提高燒結礦品位,成功高鐵低硅燒結生產技術;偏折布料,熱風燒結,燒結余熱回收和配加添加劑等技術的和應用等技術,都為燒結生產創造出良好的條件,同時也為高爐料層提高透氣性創造出良好條件。       2 球團礦       球團礦的生產是用顆粒度較細的精礦粉,配加4%左右的燃料,2%左右的皂土,使用圓

     

    盤造球機,生產出8-16mm大小的園球,經烘干的生球進行焙燒形成具有   強度的氧化球團。球團礦對所用精礦粉的要求是,含鐵品位≥66%,含SiO2≤4%,-200網目的顆粒含量要≥85%,含水分要≤10%;并且希望精礦粉要有較好的成球性能,以減少造球過程的皂土用量。這就是說,不是所有的鐵礦粉都可以去生產球團礦。   程度上講,我國自產的大多數鐵礦粉是不適宜去生產球團礦。這也是建國以來我國高爐煉鐵爐料中燒結礦占有主導地位的原因?,F在,各鋼鐵企業均重視增加球團礦生產能力,這里有積極的因素。但是,企業在制定建設球團生產規劃時,   要先落實好原料的來源,並要做好所用礦粉的冶金性能分析,特別是礦的造球性能實驗。否則,球團生產設備建成,投產后會出現一些難以克服的困難。       球團礦是具有較多微孔的球狀物體,粒度在8-16mm,與燒結礦來比較,是有如下特點:       (1)含鐵品位高,可以達到68%,一般在65%左右,SiO2含量可以在1.5%;       (2)堆積密度可以達到2.27t/m3,假密度可以達到3.8g/cm3,氣孔度   低可以達到19.7%,且微氣孔多;       (3)含FeO很低,可在1%左右;       (4)冷強度好,故運輸過程中不易粉化,ISO轉鼓指數可達95%;       (5)自然堆角小,在24℃-27℃,而燒結礦在31℃-35℃,故布料性能好;       (6)還原性好,但酸性球團礦還原軟化溫度一般較低,一些球團礦有異常膨脹或還原遲滯現象。       3    塊礦       因為   鐵礦石生成的條件和礦組成、結構構造不同,所以鐵礦石的強度、粘度、冶金性能差異很大。       高爐煉鐵對   塊礦的質量要求是:       (1)還原性要好。一般赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦的還原性好,磁鐵礦質密,還原度低。       (2)熱爆裂性低。要求礦物含結晶水要少,或含碳酸鹽礦物少。       (3)粒度要偏小。大中型高爐宜在8-25mm,小高爐宜在5-20mm,且小于5mm的粉末含量都應小于總量的5%。       (4)高溫冶金性能要好。軟熔溫度要高,熔化溫度區間窄;       (5)含鐵品位要高,一般應大于65%。這是高爐煉鐵使用   塊礦的   要條件,否則在

     

    經濟上是不合算的。       合理爐料結構搭配的原理       高爐煉鐵的生產方針是:   、高產、低耗、長壽、環境友好。貫徹上述方針的措施很多。但是高爐煉鐵是以精料為基礎。精料技術水平對高爐煉鐵生產的影響因素在70%左右,而高爐操作,設備和管理等方面的因素影響率僅在30%左右。所以,搞好高爐煉鐵生產的決定性因素是精料水平的高低。精料技術的核心是要努力提高入爐礦石的含鐵品位,其次才是高(、燒結礦堿度高)、熟(熟料比高)、均(粒度均勻)、穩(成份和冶金性能穩定)、小(粒度偏小)、好(冶金性能好)和少(含雜質少)。高爐入爐礦含鐵品位提高的效果是:品位升高1%,焦比下降1.5%,產量提高2.5%,噸鐵渣量減少30公斤,允許多噴煤粉15Kg/t。提高高爐入爐礦含鐵品位的直接手段就是購買高品位的鐵礦。高品位的鐵礦是以   塊礦和精礦粉兩種形式存在。高爐使用大量   塊礦會造成生產指標惡化,而精礦粉是   要經過造塊才能供給高爐煉鐵使用。精礦粉的加工方式(指去生產燒結礦還是去生產球團礦)是要由其礦物性能(粒度組成,成球性能)和冶金性能(還原性,造塊性能)等因素來決定??傮w上講,生產球團礦要比生產燒結礦的投資少、運行費低、單位產品能耗低。但是   可供生產球團礦的資源是有限的。如果買來粗顆粒的鐵礦粉,再去細磨、選礦,去生產球團礦,肯定是要增加設備投資和運行成本。       1 高爐冶煉的爐渣堿度會制約爐料結構       高爐煉鐵要求將爐渣堿度控制在1.00~1.10,冶煉鑄造鐵時,爐渣堿度還會有所提高。主要原因是要爐渣要有好的流動性、穿透性,高的脫硫能力,以高爐生產的順序。高爐無論以何種結構進行配料,   終總的爐渣堿度都要滿足高爐正常生產的需求。       2 優化高爐爐料結構的原則是要充分發揮出各種爐料的優點       酸性燒結礦和中性燒結礦的強度不好,且還原性能也不是   佳點。高堿度燒結礦具有、還原性好、含FeO量少等優點。但是,高爐煉鐵全用高堿度燒結礦,會使爐渣堿度太高,高爐生產會出現困難。所以,用高堿度燒結礦煉鐵   要搭配酸性球團礦或適當比例   塊礦。       球團礦的   大優點是含鐵品位高,還原性能好。增加球團礦配比,可以地提高高爐煉鐵入爐礦的含鐵品位,同時還可以解決高堿度燒結礦給爐渣堿度造成的影響。高爐煉鐵全用酸性球團礦生產時,要   配加   量的熔劑(石灰石、石灰等),以爐渣的適宜堿度。但是高爐加入石灰石,會使高爐容易出現結瘤現象。如果使用中性球團礦,會使球團礦含鐵品位高的優點失去,並且其強度和膨脹率均會產生負面影響。將熔劑加往燒結,生產高堿度燒結礦是一種優化的選擇。          塊礦具有含鐵品位高的特點。高爐煉鐵適量加入   塊礦,可以地提高煉鐵的入爐礦品位,同時還會產生減少燒結礦或球團礦生產過程對環境的污染和能耗的效果。但是   礦配加比例要有個度,本人認為不宜超過20%。否則會使高爐順行變差,焦比生高,高爐內煤氣流不穩定等負面作用。  

     

        2 評價合理爐料結構的原則       (1) 經濟效益   的原則       煉鐵企業經營的   終目標是取得   大的經濟效益,又實現環境友好。高爐煉鐵的合理爐料結構,除了技術方面的因素之外,主要是經濟效益起決定性因素。近年來,   上商業球團價格偏高(   高達1600元/t),造成日本煉鐵廠和寶鋼等企業使用球團礦配比大幅度下降?;旧鲜乔驁F的配比從17%降到5%以下。為調節爐渣堿度,增加   塊礦使用的比例,獲得了較好的經濟效益。據統計,2005年部分企業的熟料比如下:寶鋼80.92%,唐鋼83.04%,水鋼83.25%,邯鋼85.09%,湘潭85.09%,廣鋼85.15%,韶關86.14%,青島86.33%,天鋼86.44%,海鑫86.77%,泰山86.77%。       (2) 鐵礦石的冶金性能是造塊方法的依據       根據鐵礦石的冶金性能來選擇造塊工藝、技術、裝備。大多數煉鐵廠所用的原料是多個渠道。多種礦物混合后的冶金性能是會產生變化的。不同的配合會有不同的效果。所以,各企業應當加強對混合后的鐵礦粉冶金性能的   。這里存在著優化配方和經濟效益等方面問題?,F在,我國已成功多種礦石進行混合,不同配比條件下,去生產球團還是去生產燒結礦好的計算機軟件。用的方法去評價礦石處理方法,會產生較大的經濟效益。       (3) 鐵礦石加工技術水平和設備管理水平對爐料結構有重大影響       我國鋼鐵企業之間鐵礦石加工技術水平和設備管理水平存在較大差異??傮w上講,我國鋼鐵工業約有三分之一的裝備是屬于   水平,有三分之一的裝備是屬于淘汰之列;我國燒結生產技術水平仍存在較大差距。主要是我國球團礦的大部分產量是由落后的豎爐工藝生產出來的,而大型帶式焙燒機來沒有發展。       我國高爐煉鐵爐料結構發展的趨勢       來,我國煉鐵科技工作者一直在探討合理爐料結構技術。   礦比例的逐年增加,已地提高了我國入爐礦品位,當然也有國產礦石提高品位的功勞。從精料科技管理水平來講,已從提高含鐵品位轉移到礦石加工方法,原料的穩定和冶金性能優化等方面的   作。       1 努力提高球團礦配比已成為煉鐵界的共識       高爐煉鐵提高球團礦配比可以地提高入爐礦品位,同時   高堿度燒結礦生產技術的發展,為煉鐵增產降耗,降成本,實現環境友好做出貢獻。球團生產工序能耗在42Kgce/t,而燒結工序能耗在65Kgce/t。多用球團還可以產生煉鐵系統節能的效果。       1982年杭鋼成功8m2豎爐球團生產設備,很快在國內推廣,1988年,本鋼建成16m3豎爐。1989鞍鋼312m2帶式球團設備投產。包鋼,承鋼也分別建成162m2帶式焙燒機和鏈篦機—回轉窯生產球團設備。1986年   鋼遷安鐵礦成功具有自主知識產權的大型鏈篦機——回轉窯生產球團設備,并于1999年又進行了技術改造,使之各項指標達到水平,形成年產100萬噸球團生產能力。上述情況表明,我國煉鐵界一直在努力提高球

    團生產能力。到2000年,   球團礦產量已達1360萬噸,球團礦在爐料結構中的比例約在8%。到2005年,我國球團礦全產量已接近5000萬噸,并   了2355萬噸球團礦,爐料結構中球團礦的比例已升到12%左右。2005年底,武鋼500萬噸/年的生產球團設備投產了。據統計,   已投產和在建的鏈篦機——回轉窯生產線有33條,其生產能力在4700萬噸/年。如果全部投產,屆時中國球團礦在爐料結構中的比例會升至20%?,F在,我國已有近70座高爐爐料中球團配比在25%以上。如寶鋼3號(4350m3),鞍鋼12號(3200m3),本鋼6號(2600m3),韶關6號和萊鋼4號(750m3),酒鋼1號(1800m3),重鋼3、4號(620m3),長冶3號、6號和濟鋼5號、馬鋼12號(350m3)等。       2 不再追求高的熟料比,提高   塊礦使用比例       隨著煉鐵生產技術的不斷進步,人們已不再追求高爐煉鐵的高熟料比。由于高品位   礦為增加   礦配比提供了技術支持。一些      礦的冶金性能好(爆裂性低、還原性能好,冶金性能好),適用于高爐直接使用,又可以企業熟料供應緊張的局面。據統計,2004年   有28座高爐   塊礦的配比超過了15%,有90%的高爐不同程度地配加   塊礦煉鐵。       3  燒結礦和球團礦的質量在不斷提高,使合理爐料結構的優勢得以充分發揮出來。       近年來,我國燒結生產技術在不斷提高,積極采用各項的技術裝備,設備的大型化、自動化、節能化不斷取得新進展。據統計,      鋼鐵企業2005年燒結堿度為1.91,比2000年提高0.21;轉鼓指數由65.81%升高到83.78%,固體燃耗由58kg/t降到53kg/t,工序能耗由69.50%kgce/t降到64.83kgce/t。一批大型鏈篦機——回轉窯生產球團設備的投產,使我國球團質量提高,抗壓強度提高,質量穩定性能   。在使用   的燒結礦和球團礦條件下,高爐煉鐵才允許多配加   塊礦。       不同容積的高爐操作均會有一個適宜的透氣性指數。不同的爐料結構均要滿足適宜透氣性指數的要求。我國高爐爐料結構是多樣化的。但就   總體而言。燒結礦在爐料中是占有主導地位,一般在70%-85%,球團礦配比在10%-15%,   塊礦在10%以下。杭鋼、新疆八一、韶鋼、重鋼等企業的球團礦配比在30%-60%。各煉鐵企業應探尋自己合理爐料結構之路。武鋼、鞍鋼等企業將會提高爐料中的球團礦配比。 

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