新型澳大利亚矿粉烧结性能研究.docx
《新型澳大利亚矿粉烧结性能研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新型澳大利亚矿粉烧结性能研究.docx(50页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、澳大利亚新型进口矿粉烧结性能实验研究- 1 - 摘要摘 要近年我国钢铁产量的大幅度增长,对铁矿石的需求量迅猛增加,但是,铁矿石价格连续大幅上涨,带来高昂的烧结矿成本和铁水成本。钢厂烧结投产以来,烧结矿产量及成本压力一直较大。本文结合钢厂烧结现有的原料条件,在实验室进行了利用澳大利亚进口的新型铁矿粉A矿粉烧结杯试验,烧结杯试验结果表明: (1)A矿粉满足钢厂烧结厂目前在碱度R=2.0、MgO2.5%条件下的烧结生产要求,烧结过程中加入一定量的A矿粉可以在一定程度上改善烧结矿的综合性能指标。(2)烧结过程中配加5%15%的A矿粉时烧结矿的冶金性能指标可以保持在较为理想的水平;(3)烧结过程配加A矿
2、粉后烧结矿的显微结构发生变化,矿相中还原性能优良的铁酸钙比例增加。关键词:烧结杯试验;显微结构;冶金性能- 1 - ABSTRACTABSTRACTIn recent years, with the growth of Chinas steel production, substantial growth in demand for iron ore increased rapidly, but the continued sharp rise in iron ore prices, resulted in high costs of the sintering and the molten
3、iron ore. Since QingGang sintering plant put into production, output and cost pressures have been significant. In this paper, the laboratory test of A iron ore as one of iron ore fines was conducted in the sinter pot on the conditions of the existing raw materials in QingGang. Experimental results s
4、how that :(1)A mineral powder meet production requirements of Qingdao steel plant when it is under the conditions of R=2.0、MgO2.5% ,adding some A mineral powder can help improve the sinter comprehensive Eex to a certain extent in sinter process.(2)The sinter performance Eex can maintain a ideal leve
5、l when 5%15% A mineral powder were added to in process. (3)The microstructure of sinter mixture changed and the calcium ferrite which have excellent reduction property increased in the proportion when A mineral powder were added to .Keywords: Sinter pot test; Microstructure;Metallurgy performance 目录
6、目 录摘 要IABSTRACTII1 文献综述- 1 -1.1 铁矿石资源的现状- 1 -1.1.1国内铁矿石资源现状- 1 -1.1.2国外铁矿石资源现状- 3 -1.2铁矿粉烧结的理论分析- 3 -1.2.1烧结成矿机理- 3 -1.2.2烧结矿的矿物组成与结构及其对质量的影响- 5 -1.3烧结工艺的发展及意义- 6 -1.4我国烧结生产的现状- 8 -1.5高品质烧结矿生产工艺分析- 12 -1.5.1优化配矿- 12 -1.5.2小球烧结- 13 -1.5.3热风烧结- 13 -1.5.4低温烧结- 14 -1.5.5厚料层烧结- 14 -1.5.6高碱度烧结- 16 -1.5.7
7、硅含量对烧结矿质量的影响- 16 -2 A矿粉烧结实验研究- 18 -2.1 实验方法及实验设备- 18 -2.1.1 实验方法- 18 -2.1.2实验流程- 22 -2.1.3 实验设备- 22 -2.2实验用原燃料性能分析- 24 -2.2.1实验用原燃料成分分析- 24 -2.2.2实验用原燃料粒度分析- 24 -2.3 实验方案设计- 25 -3 烧结杯实验结果与分析- 27 -3.1 基础实验研究- 27 -3.2 A取代 D实验结果与分析- 27 -3.3 A 取代 C实验结果与分析- 29 -3.4 A 取代 B实验结果与分析- 30 -3.5 A 取代 E实验结果与分析- 3
8、1 -3.6 A部分取代进口粉矿实验结果与分析- 32 -3.7 不同MgO 含量条件下使用A粉矿实验结果与分析- 33 -3.8 烧结杯优化实验研究- 34 -3.9 烧结过程其它指标检测- 35 -3.10 烧结矿冶金性能指标测试- 37 -3.11 烧结矿微观结果检测- 39 -4 结论- 42 -参考文献- 43 - 1文献综述1 文献综述1.1 铁矿石资源的现状1.1.1国内铁矿石资源现状我国的铁矿石资源比较丰富,目前我国累计探明的铁矿石储量达531亿吨,保有储量为501亿吨。但在现有的铁矿储量中,可供利用的储量仅170亿吨1-2,可供开采设计的储量仅100亿吨左右。由于我国铁矿石资
9、源的采选难度大,再加上我国矿山生产企业装备水平低,设备陈旧落后,因此扣除开采,冶炼过程中的损失,实际可供利用的金属量仅为20亿吨左右。我国可供开采铁矿石资源的保证年限不到60年3-4。同时,随着经济的迅速发展,我国钢铁产量大幅度增长,铁矿石作为钢铁工业生产的主要原料,近年来需求量也迅猛增长。因此,长远来看,我国铁矿石资源并不能满足工业需求的稳定供应。由于受我国铁矿石特点及其选矿和成本的限制,我国精矿粉的品位尚低,大多数用于烧结的精矿粉的SiO2含量还都在在6.5%以上,很难将烧结矿中的SiO2含量降至4.5%。表1.1列出了我国几种精矿粉的品位和SiO2含量 5。表1.1 我国几种精矿粉的品位
10、和SiO2含量 %项 目东烧大孤山迁安邯郸翼军峨口大宝山梅山TFeSiO264.76.1566.177.0066.066.8065.589.464.297.1555.406.9352.185.2963.027.57根据我国现已探明的情况,我国铁矿石资源主要有以下特点6-7:(1) 贫矿多,富矿少。铁矿石品位低,平均含铁约32.0%,贫矿约占93.2%;含铁较高,能直接入炉的富矿比较少,仅占2.7%。(2) 分布广。现已探明的铁矿产地有1800余处,分布于我国27个省区的600多个县。主要铁矿集中在16个地区,约占全国铁矿贮量的70%。(3)多金属矿多。我国铁矿约有三分之一除含铁外,还有钒、钛、
11、铜、钴、金、银等元素。(4) 磁铁矿较多,约占总贮量的73%。其中易选的磁铁矿石达277亿吨,占56%,钒钛磁铁矿石73亿吨,占15%。根据我国铁矿石资源贫矿多、富矿少以及复合矿石多的特点,应发展综合利用,加强选矿和造块,并根据各种矿石的特殊性质选择特殊的冶炼制度,即可以充分利用资源,回收各种有价值的元素,又可获得良好的高炉冶炼指标和综合经济效益。我国的铁矿资源分布比较广。随着地理位置的不同,铁矿石品位及成分有着很大的差异。主要矿区分布及其特点如下8:(1) 鞍本矿区 该矿区目前是我国储量最大、采量最大的矿区,是鞍钢和本钢的主要原料基地。本矿区的特点是以贫矿为主,富矿极少。含铁量20%40%,
12、平均30%左右,精选后品位可达到60%以上;铁矿物以磁铁矿和赤铁矿为主,部分为假象赤铁矿和半假象赤铁矿。矿物结构致密、坚硬。大部分矿石可选性好,但还原性较差。(2) 冀东铁矿区 本矿区主要包括迁安、邯郸、武安、庞家堡等矿山。是首钢和邯郸钢铁公司的原料基地。其中迁安矿为贫磁铁矿,原矿品位为30%左右,可选性好,精矿品位可达68%以上。邯邢矿区主要是赤铁矿和磁铁矿,矿石含铁在40%55%之间,矿石强度较差,但还原性较好。(3) 大冶矿区 本矿区主要分布在大冶、鄂城一带,是武钢和大冶钢厂的重要原料基地。矿石中重要矿物为磁铁矿,其次为赤铁矿和半假象赤铁矿,另有少量褐铁矿。该矿区的特点是:含铁量高,大部
13、分为45%60%,低的也有40%50%;含磷低,硫高。矿石多为致密块状,还原性较差。(4) 白云鄂博矿区 该矿区是我国最大的复合矿区之一,储量丰富,是包钢的原料基地。矿区以磁铁矿为主,亦有假象和半假象赤铁矿。大部分为贫矿,含铁25%35%,富矿含铁在50%左右。这种矿石组织致密,但还原性好。(5) 攀西铁矿区 本矿区主要分布在攀枝花到西昌一带,是我国最大的复合矿区,为攀枝花等钢铁公司的原料基地。该矿区的主要特点是:矿石属含钴、镍细粒嵌布的钒钛磁铁矿型。主要金属矿物为钛磁铁矿。含铁量在48%左右,伴有钒、钛、铜、钴镍等多种稀有元素,有很高的综合利用价值。(6) 华东矿区 该矿区主要分布在安徽芜湖
14、至江苏南京一带的凹山,南山,梅山,凤凰山等矿山,此外还有山东的全岭镇、利国等地都有丰富的铁矿资源储藏。芜宁地区矿石主要是赤铁矿,其次是磁铁矿,也有部分硫化矿,如黄铜矿和黄铁矿。铁矿石的品位不高。(7) 其它铁矿区 除了上述主要铁矿区外,我国还有一些分散的中小铁矿区,比如山东的莱芜,河南的安阳,舞阳,河南的湘潭,吉林德通化等,广东的大宝山等。但是在东南沿海工业发达地区,铁矿石资源却严重不足。1.1.2国外铁矿石资源现状国外铁矿石资源主要集中在澳大利亚,巴西,南非,印度等国。这些国家的铁矿石不仅储量丰富(约占世界储量的78%),而且品位普遍比较高、有害杂质少、烧结性能好。国外铁矿石资源的主要特点归
15、纳如下9:(1)品位高。巴西、南非、加拿大、印度等国的铁矿石TFe含量一般大于64%,有的甚至可以高达67%68%。(2)SiO2含量适中。巴西的MBR、卡拉加斯及委内瑞拉、加拿大等国铁矿石的SiO2 含量一般为1%或小于1%,其余铁矿石中SiO2含量一般在4.0%左右,最高仅达到5.5%。(3)有害元素少。除南非铁矿的钾、钠含量偏高外,其余铁矿石的钾、钠、硫、磷、铅、锌等有害元素的含量均较少。(4)烧损低。铁矿石的烧损与烧结率直接相关,同时它还直接影响铁矿石中各个化学组分在烧结矿中的实际作用,由于进口铁矿石多为赤铁矿,所以烧损比较低(褐铁矿除外) 10-13。 1.2铁矿粉烧结的理论分析1.
16、2.1烧结成矿机理烧结成矿机理包括烧结过程的固相反应、液相反应和冷凝结晶三个过程。这三个过程不仅对烧结矿的矿物组成及结构起着决定性的影响,而且和烧结矿的质量有着很大的关系14-15。烧结过程矿物形成过程如图1.1。(1)固相反应过程及对烧结矿质量影响分析混合料在烧结过程中被加热到熔融之前,相互接触的某些组分之间,在固体状态下发生反应,生成新的化合物或共熔体的过程称为固相反应。固相反应是由离子扩散作用引起的,而在烧结过程中由于固体燃料的燃烧产生的废气加热了烧结料,从而为固相反应的发生创造了有利条件。固相反应可以形成在原始料中所没有的易熔化的新物质。这些新物质在烧结过程中产生许多特性,最后获得强度
17、高的烧结矿。铁矿石 石灰石含SiO2脉石铁氧化物生石灰铁酸钙熔 化反应 溶解液相凝 固 如CaO/SiO21.8 如CaO/SiO21.8铁氧化物玻璃质硅酸硅酸钙与硅酸二钙图1.1 烧结过程中矿物的形成机理16(2)液相反应过程及对烧结矿质量影响分析烧结过程一些低熔点物质在高温作用下,熔化成液态物资,在冷却过程中,液态物质凝固而成为那些尚未熔化和溶入液相的颗粒的坚固连接桥。在烧结物料中,主要矿物都是高熔点的,在烧结温度下大多不能熔化。但物料加热到一定温度时,各组分之间以及新生化合物与原组分之间存在低共熔点,使得它们在较低的温度下生成液相,开始熔融。烧结过程形成液相是烧结矿固结成型的基础,液相的
18、性质和数量在很大程度上决定了烧结矿的还原和强度。从而直接影响烧结矿质量。(3)冷凝固结过程及对烧结矿质量影响分析当烧结层移动后,被熔化的物质温度下降,液相放出能量而结晶或变成玻璃体。如果在冷凝过程中放出了几乎所有的能量,则液相全部转化成结晶体析出。而在实际烧结中,冷却很快,有相当的潜热来不及释放而蕴藏在里面,从而使部分硅酸盐以玻璃体形态存在于烧结矿中。从而导致烧结矿强度降低。1.2.2烧结矿的矿物组成与结构及其对质量的影响 烧结矿是由多种矿物按一定结构方式组成的多孔块状集合体。因此,它的矿物组成及其结构特征与烧结矿的冶金性能有着密切的关系,对烧结矿的质量有很大的影响。通过研究烧结矿的矿物组成和
19、结构特征,弄清影响烧结矿质量的因素,可以有效地采取相应的措施来提高烧结矿的质量。(1)烧结矿的矿物组成及其对质量的影响烧结矿是由含铁矿物及脉石矿物形成的液相粘结而成的,其矿物组成随原料及烧结工艺条件不同而变化,主要受碱度和燃料用量的影响。由烧结的固相反应,液相生成和冷凝固结的全过程可以看出,烧结矿是一种有多种矿物组成的复合体,虽然随着原料条件及烧结工艺条件不同其矿物的组成不同,但总是有含铁矿物和粘结相矿物两大类组成的17,含铁矿物有磁铁矿、赤铁矿、方铁矿;粘结相主要有铁橄榄石、钙铁橄榄石、硅灰石、硅酸二钙、铁酸钙、钙铁辉石等;此外还有少量反应不完全的游离石英和游离石灰石等。烧结矿的机械强度和还
20、原性与其中的主要矿物和粘结相的机械强度和还原性有直接的关系。因此,烧结矿的矿物组成直接影响着烧结矿的质量。表1.2列出了烧结矿中主要矿物及粘结相的强度和还原性。 表1.2 烧结矿中主要矿物及粘结相的强度和还原性18主要矿物及粘结相抗压强度 kg/mm还原率 %赤铁矿26.749.9磁铁矿36.926.7铁橄榄石20261.013.2x=020.01.0x=0.2526.52.1x=0.556.62.7x=1.023.36.6x=1.510.24.2铁酸一钙37.040.1铁酸二钙14.228.5从表1.2中可以看出赤铁矿、磁铁矿、铁酸一钙、铁橄榄石等均有较好的强度;而钙铁橄榄石当x=1.0(玻
21、璃质)时,其强度最差。要得到强度较好的熔剂性烧结矿,就要使烧结矿的粘结相矿物中最大的形成低氧化钙的钙铁橄榄石(x=0.5)和铁酸一钙。各种矿物的机械强度和还原性并不完全一样的,铁橄榄石和某些钙铁橄榄石虽有较好的强度,但一般都是还原性较差,只有铁酸一钙机械强度和还原性都好,而玻璃质都差。(2)烧结矿的结构及其对质量的影响烧结矿的结构包括宏观和微观两种结构。由于受液相数量和粘度的影响,烧结矿的宏观结构可分为三种结构。当燃料用量和烧结温度适宜,液相生成量适度,并在粘度较大的情况下,形成微孔海绵状结构;当燃料配比多,烧结温度高,并在液相生成量多且粘度小的情况下,形成粗孔蜂窝状结构;当燃料配比更多,烧结
22、温度过高时,产生过熔现象,结果形成板结的石头状结构。这三种不同结构的烧结矿所对应的还原度和强度也不同,具体区别见表1.3。表1.3 三种宏观结构的烧结矿的还原度和强度比较结构还原度强度海绵状结构好高蜂窝状结构较差较差石头状结构尚好很差烧结矿的微观结构,就矿物的结晶形态而言,按结晶的完善程度可分为自形晶、半自形晶和他形晶三种,熔化温度高,比周围其它矿物结晶进行早或结晶生长能力强的矿物形成自形晶,自形晶具有完好的结晶外形;没有适宜的结晶环境的矿物形成半自形晶,它只有部分结晶面完好;结晶进行较晚,结晶环境更差,或填充于结晶完好的矿物孔隙中者,形成形状不规整且没有任何良好晶面的他形晶。由于生产工艺条件
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 新型 澳大利亚 烧结 性能 研究
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2040519.html