伊朗粉對燒結(jié)礦冶金性能的影響研究

張明遠(yuǎn)　包 政　將發(fā)云　白 銳　楊 春

(重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院， 重慶 401331)

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伊朗粉對燒結(jié)礦冶金性能的影響研究

張明遠(yuǎn)包 政將發(fā)云白 銳楊 春

(重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院， 重慶 401331)

摘要：根據(jù)重鋼現(xiàn)有鐵礦石資源配置情況，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，針對降低原料成本增加效益的迫切要求，開展了不同比例的伊朗粉燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，觀察燒結(jié)礦礦相，分析了燒結(jié)礦入爐后的高溫冶金性能。結(jié)果表明，重鋼燒結(jié)礦中伊朗粉的最優(yōu)配比為10%時(shí)，抗磨指數(shù)為5.66%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)為69.24%，低溫還原粉化率為70.24%，還原度為68.60%，軟化區(qū)間為115 ℃，符合高爐冶煉要求。

關(guān)鍵詞：伊朗粉； 燒結(jié)實(shí)驗(yàn)； 冶金性能； 配比

世界鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展促使了煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步。鋼鐵產(chǎn)量每年都在快速增長，形成了一大批有發(fā)展?jié)摿透偁幜Φ匿撹F企業(yè)，但是中國鋼企也面臨著一些問題?！朵撹F產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》中指出：目前貧礦多、富礦少。國家鼓勵各個企業(yè)洽購低品位礦，并且充分利用貧礦資源。因此合理利用貧礦，使之滿足鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需要，成為了各鋼企研究的重點(diǎn)。

燒結(jié)礦的生產(chǎn)是鋼鐵生產(chǎn)工序中重要的一步。燒結(jié)配比不僅影響燒結(jié)礦的質(zhì)量，還影響燒結(jié)礦的最終成本[1-3]。伊朗粉是一種新礦種。到目前為止，在伊朗發(fā)現(xiàn)的有47億t，其中有4個大型鐵礦的總儲量就高達(dá)30億t。伊朗粉中的TFe介于43%～57%，品位中等，價(jià)格便宜，但是其SiO2含量相對較高，粒度粗不易制粒，因此，一般只是少量配合其他原料使用。

重鋼因地域限制無固定的原料供給，其鐵礦石原料出處多樣、成分也多變[4-6]。為降低成本選擇適宜冶煉的低礦，是減小燒結(jié)成本的可行方法之一。而配加價(jià)格低、儲存量大的伊朗粉也成為了有效降低鋼鐵廠原料成本的一種方法。

1實(shí)驗(yàn)原料及方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)選用PB奧粉、高硅巴粉、伊朗粉(55%)、綦江粉、燒結(jié)鋼渣、馬來粉(54%)、印尼粉、接龍粉、遼寧精粉、天然氣、白云石、生石灰、石灰石、冷固球、輕燒白云石粉、混合煤、水等作為原料。主要設(shè)備有燒結(jié)實(shí)驗(yàn)平臺、燒結(jié)礦性能檢測設(shè)備，如鐵礦石還原性測定設(shè)備、鐵礦石低溫還原粉化性能測定設(shè)備、鐵礦石荷重軟化性能測定系統(tǒng)、煤氣發(fā)生系統(tǒng)等。

1.2試驗(yàn)方法

首先對原料、燃料的化學(xué)成分進(jìn)行表征，對加配不同比例的伊朗粉燒結(jié)礦進(jìn)行高溫冶金性能(還原度、低溫粉化率、軟熔性能)的測定實(shí)驗(yàn)，檢測其性能，確定最優(yōu)伊朗粉的配入比。表1為燒結(jié)礦粉配料單。由于劣質(zhì)礦粉鐵品位低不符合高爐生產(chǎn)需求，需要在配料過程中加入鐵品位高的優(yōu)質(zhì)礦粉。其中PB奧粉比例固定為25%，依次提高伊朗粉的占比，同時(shí)微調(diào)其他礦粉。各個配比方案依次為A、B、C、D。

燒結(jié)礦在不同伊朗粉配比下的低溫粉化指數(shù)、還原性、軟熔特性和熱爆裂指數(shù)均按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和評價(jià)。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1燒結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

高爐冶煉要求含鐵爐料的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)大于等于70%，抗磨指數(shù)小于等于5%。

表1 　各配料的質(zhì)量百分含量　%

表2為燒結(jié)礦成分及冷強(qiáng)度測定表。由表2可知：當(dāng)燒結(jié)礦中配加伊朗粉時(shí)，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)均在68%以上；當(dāng)伊朗粉配比為15%時(shí)，轉(zhuǎn)股指數(shù)最高為69.5%，其冷強(qiáng)度較小，符合燒結(jié)礦入爐要求，因此推薦其配比為15%；燒結(jié)礦抗磨指數(shù)均在6%以下，伊朗粉配比為15%時(shí)，抗磨指數(shù)最大為5.37%。對照入爐要求，D方案的抗磨指數(shù)最差。隨伊朗粉配比的增大，燒結(jié)礦中MgO的質(zhì)量含量也隨之增大，Al2O3的質(zhì)量含量則逐漸降低。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知燒結(jié)礦中的ωCaOωSiO2基本保持不變，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)升高，抗磨指數(shù)變差。分析發(fā)現(xiàn)，伊朗粉加入量變化了9%時(shí)，抗磨指數(shù)變化了0.27%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)變化了1.72%，這說明伊朗粉的配入量對燒結(jié)礦的物理性能影響不明顯。當(dāng)伊朗粉含量為10%時(shí)，燒結(jié)礦抗磨指數(shù)和轉(zhuǎn)鼓指數(shù)都相對較好，燒結(jié)礦質(zhì)量也最好。

表2　燒結(jié)礦成分及冷強(qiáng)度測定表　%

2.2高溫冶金性能研究

伊朗粉燒結(jié)礦各項(xiàng)高溫冶金性能對比分析見圖1 — 圖3。

由圖1可以看出，隨著燒結(jié)礦中伊朗粉配比的增加，伊朗粉礦的低溫粉化指數(shù)先增加后減小。配加伊朗粉在10%時(shí)，礦的低溫粉化指數(shù)最高，達(dá)到70.24%。因此根據(jù)低溫粉化指數(shù)分析伊朗粉含量為10%時(shí)為最優(yōu)配比。燒結(jié)礦的低溫粉化指數(shù)指標(biāo)在60%～70%，低于國家標(biāo)準(zhǔn)(低溫粉化指數(shù)≥70%)。

由圖2可知，當(dāng)伊朗粉配比逐漸升高時(shí)燒結(jié)礦還原性先降低后升高。當(dāng)伊朗粉質(zhì)量含量為10%時(shí)，燒結(jié)礦的還原性最低，為68.60%。伊朗粉變化了4%而還原性變化了1.67%，再繼續(xù)增加伊朗粉量至15%時(shí)，還原度上升到70.01%，因此當(dāng)伊朗粉的添加量超過10%時(shí)，燒結(jié)礦的還原性較好。

由圖3可知：隨著伊朗粉質(zhì)量含量增加，燒結(jié)礦的滴落溫度呈整體下降趨勢；在伊朗粉配比為 6%～8%時(shí)，軟化區(qū)間相差較大，在伊朗粉質(zhì)量含量為10%時(shí)軟化溫度為115 ℃。高爐煤氣更容易通過爐料，且具有更長的固相區(qū)間使得更多鐵礦石被煤氣還原，有利于高爐生產(chǎn)。所以就滴落區(qū)間而言，伊朗粉的最優(yōu)配比為10%。

圖1　伊朗粉質(zhì)量含量與低溫粉化指數(shù)的關(guān)系曲線

圖2　伊朗粉質(zhì)量含量與燒結(jié)礦還原性的關(guān)系曲線

圖3　伊朗粉質(zhì)量含量與燒結(jié)礦熔滴性能關(guān)系曲線

3結(jié)語

通過不同伊朗粉配比下的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)和高溫冶金性能研究，認(rèn)為伊朗粉配比為10%時(shí)，燒結(jié)礦的冶金性能最優(yōu)，經(jīng)濟(jì)效果最好。所生產(chǎn)的燒結(jié)礦的各項(xiàng)指標(biāo)能達(dá)到高爐冶煉生產(chǎn)的條件，能平衡燒結(jié)礦的鐵品位，能控制燒結(jié)礦的堿度和重鋼的冶煉成本。

參考文獻(xiàn)

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Influence of Iran Powder on the Metallurgical Properties of Sinter

ZHANGMingyuanBAOZhengJIANGFayunBAIRuiYANGChun

(School of Metallurgy and Materials Engineering, Chongqing University of Science and Technology,Chongqing 401331, China)

Abstract:This article focuses on the existing iron ore resources of Chongqing Steel, combined with the actual situation of production, in order to lower raw material costs and increase benefits. Through different proportions of Iran powder sintering experiments, the sinter ore phase observations and experimental researches were carried out on the pyrometallurgical performance of sinter. The results showed: the optimal proportion of Iran powder in Chongqing Steel sintering ore is 10%, abrasion index by 5.66%, drum index by 69.24% and RDI by 70.24%. And degree of reduction is 68.60% and softening range is 115 ℃. All the metallurgical properties can meet the requirements of blast furnace smelting.

Key words:Iranian powder; iron sintering; metallurgical properties; proportion

收稿日期：2015-11-10

基金項(xiàng)目：重慶市教委科學(xué)研究項(xiàng)目“基于冶金高爐的垃圾飛灰高溫熔融處理應(yīng)用基礎(chǔ)研究”(KJ111419)；重慶科技學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目“塊礦磷含量對其高溫冶金性能的影響研究”(201567)

作者簡介：張明遠(yuǎn)(1971 — )，男，甘肅白銀人，碩士，教授，研究方向?yàn)殇撹F冶金工藝及資源環(huán)保優(yōu)化利用。

中圖分類號：TF046

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-1980(2016)03-0126-03