（冶金工程专业论文）酒钢高炉合理炉料结构研究.pdf

酒钢高炉合理炉料结构研究 专她：冶套工程 颟圭象：石自新 掺导老辨：李躐生教旋) 秘双平( 嗣教授) 马襞麋高土( 渣钢) 摘要 通过分析国内外高炉炉料结构，结台洒钢高炉冶炼的生产状况井以大量的生产数据为 依据，对酒翻高妒各个时期酌炉辩缩构进行了对魄分析。通过不断优化和实践探索出了 酒钢旆炉目前较为合理的炉料结构。 就酒钢烧结原料条件下，碱度为1 7 s 左右的烧结矿的烧结性能和不同碱度烧结矿搭配 后斡飧金性能进毒亍了硬究。结果表明，离碱发烧结矿中( r # 1 5 2 、l + 7 3 、1 7 5 ) ，碱度共l 。7 5 的烧结性能相对较好；炉料结构采用6 0 - - 6 5 左右r = i 7 5 的烧结矿+ 3 s 左右r = 0 3 5 球 圈矿，著配娃5 擘扣。冁的富扩为室，其撞金蛙藐挽予其余足静妒糕蘸翰。傻a 妒焦毙鬻骶、 喷煤比提高取得了较好的经济效擞。 关键谰：离妒烧始性能炉辩结构 论文类型：成用研究 西安建筑科技太学硕士学位论文 r e s e r c ho nr e a s e o n a b l es t r u c t u r e so f b l a s tf u r n a c eb u r d e n d e s i g n a tj i s c o s p e c i a l t y ：m e t a l l u r g i c a le n g i n e e r i n g n a m e ：s h iz i x i n i n s t r u c t o r ：l i j i n gs h e n gy a n gs h u a n gp i n g m az h i l i a n a b s | i r a c 薯 b yc o m p a r e d a n da n a l y s e ds t r u c t u r e so fb l a s tf u r n a e eb u r d e n sa tv a r i o u sp e r i o d s a tj i s c ow i 也c o n s t a n to p t i s ma n dp r a c t i c e ，ac o m p a r a t i v e l yr e a s o n a b l es t r u c t u r e so f b u r d e n so fb l a s tf u r n a c eh a sb e e nw o r k e do u tb a s e do i ll a r g en u m b e ro f p r o d u c t d a t a a n d m e t a l l u r # c a ls i t u a t i o n sa tj i s c o w i t hr e f e r e n c et os t r u c t u r e so fb u r d e n si n s i d ea n d o u t s i d eo u r c o u n u y t 挺si n v e s t i g a t i o ni sc o n d u c t e da ts i n t e rc o m b i n a t i o no f d i f f e r e n t b a s i c i t ym - o m l d 1 7 5u n d e rc o n d i t i o n so fr a wm a t e r i a l sa tj i s c o t h er e s u l t si n d i c a t et h a t i t i s c o m p a r a t i v e l yg o o da tb a s i c i t yo f1 。7 5a m o n g s i n t e r sw i t hh i 灶b a s i c i t y ；i ti sa l s o g o o d t ou s et h es m a c t u r eo fb u r d e n so f6 0 6 5 s i n t e r e do r e sa t r = i + 7 5 + 3 5 f ) p e l l e t sa tr = 0 ，3 5a sw e l la s5 - 7 r i c h o r e sm e t a l l u r g i c a lf e a t u r e s o ft h i ss t r u c t u r ea r es u p e r i o rt ot h eo t h e r sw i t hr e d u c e dr a t i o so fc o k et oi r o na n d i n c r e a s e dr a t i o so f i n j e c t i o nc o a lt oc o k ea n d a c h i e y e dab e t t e re e o n o m i c e f f i c i e n c y k e y w o r d s ：b l a s t - f i m m e es i n t e r i n gc h a r a c t e r i s t i c s t r u e t u r e so f b u r d e n s p a p e rc a t e g o r y ：a p p l i e ds t u d y 声明 本人郑重声明我所墨交的论文是我个人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特 别加以标注弱致谢靛地方乡 ，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的矽究成果，也不包含本人或其他人在其它单位己 申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志 对本研究所傲的所有贡献均嚣在论文孛作了盟确的说明并 表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之蹩，本人承担甥耦关 责任。 论文作者签名：石曩京 基鬻：加。夕 关于论文使用授权的说瞬 本人完全了解聪安建筑科技大学有关保壁、使髑学位论 文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文 被查阅帮借阂；学校可以公布论文的全郝或部分肉容，可醴 采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 目期：御罗 科 名签币勒 41，。，| 醋 虱 石 艏 麟 薹| 储 一 文 请 论 瀣 1 1 概况 | 综述 建国初划，我国高炉是以低品位的天然矿和自然碱度或低碱度烧结矿为主要原料当 时高炉生产指标很差，和用系数低予0 7 1 ( m 3 d ) ，焦院商予t 2 0 0 k g 。5 0 年代中赣学习辩 苏联开始生产碱度为1 2 0 左右的自燃性烧结矿。商炉采用1 0 0 烧结矿为原料的时间较长， 这个阶段中的高炉操作指标裔了很大的提高，高炉利用系数提高到1 5 t ( m 3 d ) 以上，焦眈下 转到6 0 0 k g t 以下。7 0 年搜，我垦开始推扩琏璇度烧结矿，内于高炉不能尊独使用离碱度烧 结矿冶炼，就出现了个炉料搭配的问题。7 0 年代日本通过高炉解剖，发现不同炉料组成 黯软熔豢豹影嫡，提瞧了合壤炉辩绻搀豹闷邋，攘鹚了基零薅铁鄹募辩霸王工艺鹣发展。 我国7 0 年代求。在湘钢召开丁高碱魔烧结矿的学术讨论会。推动了炉料结构在我国的进展。 1 9 8 1 笨1 2 秀，在辘锈球函学术会谈t ，当辩冶金帮璃抟典戮部长掇出：蓊虢庭烧缩矿配璃 酸性球团矿可能成为浅国重点企业的合理炉料结构。“八五”期间，由于小球团烧结技术的 开发，合理妒科结构又有了掰的内容。据我潜高炉艨铁的统计数据炉辩结构的合理与否， 将影响高炉产鼍t 0 以上，影响焦比5 以上。因此，高炉的合理炉料结构是炼铁工作者多 年来关注的一个重要的技术问题l i l 。 从1 9 9 2 枣起，我翅生铁产量一誊位居世器第一，t 9 9 5 年超过1 亿吨且透年呈土舟趋势。 成为名副其实的产铁大国。遮主要艇精料受到了企业的普遍重视精料技术有了发展，为 裹炉拣铁提供了稷耋 熊擐燃睾萼条释# “。龟头自云鄂博矿、攀接花锻钛磁铁矿、滔镧含b a o 褐铁矿三大复合矿的选矿和造块技术已经完垒掌握，取得了很好效果。焦炭质量有了改进 灰分孵显下降。采用了先进浇维生产技寒，妻瑟侄琵糙毙、塔圈浇绥、枣球烧结积艇温烧鲢 等，改善了炉料结构，提高了高炉八炉矿品位使黼炉炼铁的技术经济指标大幅度提高。 僮是，我国的炼铁技术生产承平与国外先进承平褶戮：，总体上讲还肖较大麓距( 宝钢除井) 。 差距主要表现在以下几方面： ( 1 ) 炼铁技术经济指标撼体较低； ( 2 ) 高炉结构不会理，技术装备水平低： ( 3 ) 高炉精料方针尚未报好贯彻落实； 1 ) 炼铁技术承乎进步手蹇； ( 5 ) 现代化管理水平低。 镣薅羞2 l 璧荛翁剿亲，人类享圭会将嚣簸着整雾经济走淘全蘧纯秘秘擎技术迅猛发曩、 日新月异的新形势。对我国来讲是挑战与机遇并存。抓住机遇则可实现中华民族的伟大复 西安建筑科技大学硕士学位论文 兴。因此，我们必须认识面临形式的严峻性，认真研究如何在2 l 世纪国际市场的竞争中谋 生存、求发展。在世界范围内，钢铁工业已是相当成熟的传统制造业。自进入铁器时代以 来，钢铁一直是人类社会所使用的最重要的材料。图1 i 所示为世界主要铁矿石生产国铁矿 石蕴藏量与2 0 0 0 年钢产量的对比。由于铁矿石有贫矿、富矿之分，光看储量不能说明问题， 因此图中的储量是指金属铁的储量。从图中可知，中国的铁矿石储量排名倒数第二，仅高 于瑞典，而2 0 0 0 年中国是产钢量最高的国家。由此看来，中国的钢铁工业必须依赖两种资 源，即国产铁矿和进口铁矿，否则中国的钢铁工业不可能进一步发展。 随着世界经济的全球化，2 0 世纪中期以来矿石资源也趋向全球化，并出现了铁矿石资 源贫乏的产钢强国，如日本。我国铁矿石资源与我国第一产钢大国的地位是极不相适应的， 作为产钢大国，必须有可靠的铁矿石来源。我国自产矿量只能支持7 0 0 0 - 8 0 0 0 万吨钢的年产 量，2 0 1 0 年我国钢产量将达到1 5 1 6 亿吨，到那时必须则有一半的铁矿石资源必须依赖进 口。囚此，各厂根据自身铁矿右的现状，合理配置高炉入炉料结构已迫在眉睫。 原燃料是高炉冶炼的物质基础，而合理炉料结构则是精料的重要内容。我国铁矿石开 采量是世界上最高的，约2 2 - 2 5 亿吨比巴西、澳大利亚都高，但由于含铁量低，原矿铁 分仅为3 0 多( 巴西矿开采出来的f e 达6 7 - - 6 8 ) ，实际得到的金属量并不多。因此，为降 低矿石的采购成本。必须将国产矿和进口矿合理搭配使用以生产出高质量的烧结矿或球团 矿。所以各企业根据自身的矿石资源，通过生产实践来确定高炉的合理炉料结构，落实 精料方针，使我国成为真正的钢铁强国【4 j 。 图i - i世界主要铁矿生产国矿石储量与2 0 0 0 年钢产量对比 高炉的基本炉料有天然富矿、烧结矿和球团矿3 种所谓炉料结构就是上述3 种炉料 的搭配。2 0 世纪5 0 年代以前高炉的含铁原料基本上是以天然铁矿石为主，以后逐渐转向 烧结矿和球团矿。铁矿资源的变化导致炉料结构的演变，炉料结构的演变促进了高炉技术 的发展。今天研究炉料结构的目的在于合理地利用本国和世界的铁矿石资源，使高炉的冶 - 2 - 炼技术达到最佳状态以求最大限度地降低生铁的成本l ”。 1 2 原料冶金性能对高炉冶炼的影响 高炉解剖调查结果表明，各种原料的冷态性能固然重要但热态性能对改善高炉冶炼 过程更为重要。所谓热态或高温冶金性能主要包括高温还原强度、还原性、软化特性等。 各种矿的高温还原强度对块状带料柱透气性有决定性的影响；高温软化特性对软熔带结构 和气流分布有很大的影响。因此，不仅要研究矿石的一般还原性而且还要研究其高温下 的还原性。因为一些矿石的一般还原性是好的，但在高温下却发现己还原的金属铁壳内残 留不少未还原的低熔点硅酸盐，影响其高温还原性能。研究并改善矿石的高温冶金性能， 是现代高炉强化冶炼的迫切需要。 意大利冶金试验中心和意大利冶金公司作过试验室和工业试验，将高炉内冶炼过程按 功能及对原料性能的要求分区( 见图1 2 ) ，获得有关数据。 i 2 i 粒度组成的影响 区名主要功能对原料的基本要求 良好的粒度组成、冷 a 区4 0 0 预热 强度、透气性 良好的透气性、低温 b 区4 0 0 7 0 0 还原 还原粉化 良好的透气性、还原 c 区7 0 0 一l1 0 0 还原性、部分还原后强度、 荷重软化性 1 1 0 0 1 3 0 0 还良好的透气性、荷重 d 区 原软化性、高温还原性 1 3 0 0 1 5 0 0 熔 e 区融，渣、铁分离熔融性能良好 渗碳 图1 - 2高炉内备区及对原料性能的要求 假定炉喉煤气流速相等，塔兰特5 号高炉所用烧结矿小于5 m m 粒级的每增加1 ，煤气 阻损增加7 。以焦炭灰分( 1 0 ) 与渣量( 3 0 0 k g t 生铁) 校正后相当于增加燃料消耗 4 9 k g t 生铁n 3 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 2 2 低温还原物化性的影响 全部含铁原料( 包括烧结矿) 的低温还原粉化率( r d lg ) 每增加5 ，生铁减产约1 5 。低 温还原粉化性变差使透气性恶化炉身效率降低，燃料消耗和热损增加导致减产。参见 图1 - 3 、图1 4 。 9 1 0 0 8 7 0 0 3 03 43 84 2 4 65 0 r d ie ( 3 r a m ) 图1 - 3炉料低温还原粉化指数r d in 对校正后生铁产量的影响( y = 0 6 2 ) 3 04 0 r d i e ( 2 m m ) r d i g 卜3 r a m ) 图l _ 4 炉抖低温还原粉化指数r d ln 、烧结矿还原性r i d 6 0 及 烧结矿f e o 含量对c o 利用率的影响 4 5 0 _ ) 摹冬萄 1 2 310 0 0 c 还原性的影响 意大利冶金公司烧结矿经6 0 m i n 还原后的还原性指数r i d 6 0 在5 5 7 0 之间，此数值每 提高5 将改善煤气利用率n c o o 6 6 。烧结矿f e o 含量增多也使r l 恶化1 7 1 a 参见图1 4 。 1 2 4 荷重软化性能的影响 炉料随着软化开始温度( s s t ) 的提高，高炉透气性改善，生产率也提高。 高炉冶炼除对原、燃料要求有害杂质少、粒度和强度好之外，对铁矿石还要求品位高、 还原性好、软化温度高、软化温度区间和熔滴区间都窄。 1 3 精料 精料是高炉优质、低耗、高产的物质基础。国内外强化高炉冶炼，都把精料放在首位。 实践证明，只有搞好了精料的高炉才能取得先进的技术经济指标。为满足高炉内各区域对 原、燃料性能的要求必须在入炉前对原、燃料精加工，以改善其质量并充分发挥其效用。 质量优良的原、燃料简称精料采用精料是高炉操作稳定顺行的必要条件肾。精料内容可 概括为： 高是指铁矿石的品位高，还原性高，焦炭中固定碳高，熔剂中氧化钙高，各种原 料的( 冷态、热态) 机械强度高。 提高矿石品位是高炉节焦增铁的首要内容，矿石品位提高后熔剂用量和渣量减少、 矿石消耗降低，不仅减少高炉冶炼的单位热耗，也改善料柱透气性，对顺行和提高冶炼强 度，降低焦比都极为有利。生是统计资料说明，矿石品位提高1 焦比降低2 0 o 产量增 加约2 3 降低焦比和增加产量的幅度，大大超过矿石品位的提高。因此，提高矿石品位 是改善技术经济指标最有效的措施。国外要求入炉天然矿石含铁达6 2 以上白熔性烧结 矿含铁5 7 以上，球团矿含铁一般6 0 以上。对焦炭要求固定炭高，灰分1 0 以下。由于 入炉矿品位提高焦炭灰分降低使高炉渣量减少，既节省燃料，又促进强化。 烧结矿、球团矿的还原性，在工业生产中一般用其f e o 含量来衡量。f e o 低，还原性 好：f e o 高，还原性差。f e o 降低1 ，焦比可降低1 5 产量相应增加1 5 。国外球团 矿f e o 要求小于1 ，烧结矿f e o 要求在8 以下。日本些先进高炉烧结矿f e o 低于5 。 各种原料的冷态强度要高，在炉外能经受运转、冲击；而且在炉内高温还原状态下， 也能经受起膨胀、挤压、磨擦，即要求热态强度也要高i l ”“。 研究指出焦炭的强度、粒度在炉内有很大的变化。从炉腰以下，粒度减小，强度降 低。主要是受碳的气化反应( 溶解损失) c 0 2 + c - - - - 2 c o 的影响所致。碳素溶解损失后造成了 许多壁薄、脆性的大气孔，大大降低其强度，使焦粉增加。这种焦粉在回旋区前面( 气流 西安建筑科技大学硕士学位论文 方向前端) 和下面聚积，形成一层透气性很差的外壳迫使气流及早向上而难于到达炉缸 中心，造成炉缸堆积风口烧坏。同时焦炭强度降低，也严重影响软熔带、滴落带和炉缸 中心料柱的透气性，使高炉不顺。前己指出，气化反应与焦炭的反应性和温度有关。降低 反应性，提高气化反应温度可控制气化反应的发展从而有利于提高焦炭的高温强度。焦 炭反应性同配煤情况及焦炭的微观组织有关。由弱粘结性煤所生成的异向性组织及丝状组 织极易与c 0 2 作用而气化，生成大量薄壁、脆性大气孔使焦炭强度降低。由强粘结性煤 生成的纤维状及叶状组织反应性变差，从而使焦炭的高温强度相对提高。碱金属对焦炭的 反应性有很大的影响。焦炭灰分中若有碱金属( k 、n a ) 则对气化反应有强烈催化作用，大 大提高其反应性，降低其高温强度。高炉内碱金属( 包括矿石带来) 的循环对焦炭有同样 的破坏作用。除控制反应性外，控制炉内碳的气化反应温度是一个有效的方法，即采取一 切措施发展间接还原杜绝石灰石入炉减少直接还原，使高温区下移。使用熔剂性烧结 矿、富矿、高风温均很有效。另外采用较大块度的焦炭，减小反应面积也有抑制作用。从 这个角度看，酒钢高炉入炉料碱负荷在8 6 k g t f e 左右，碱金属含量较高，焦炭块度不宜过 小。 采取有效措施，抑制焦炭的反应性，改善其抗碱( k 、n a ) 性和热稳定性，以提高焦炭 的热态强度强化其料柱骨架职能，对保证高炉料柱透气( 液) 性，强化冶炼，具有十分 重要的意义。 稳是指各种原料的化学成分稳定、波动小。这是稳定炉况，稳定操作，保证顺行， 实现自动控制的先决条件。保证炉料化学成分和物理性能的稳定，关键在于搞好炉料的混 匀即质量中和工作。国内外对矿石稳定性的要求见表1 - 1 所示。由表可见，我国对成分波动 的范围要求较宽。即使这样有许多厂仍然达不到要求。这说明对稳定成分的问题还不够 重视。由于高炉所用原料，不仅来料复杂，即使是同一矿体的矿石，也随不同采区、不同 矿层的矿石成分有时差别也很大的。因此，对天然富矿在入炉前要混匀，对精矿粉和富矿 粉在烧结、造球前也必须混匀。 表卜1入炉矿石成分允许波动范围 成分 名霏 t f e ， s i o z ，碱度，c a o s i c h 外国o 30 20 0 3 中国1 01 00 1 熟是使高炉全部装入烧结矿和球团矿，熟料率达到1 0 0 ，尽量不加石灰石入炉。 高炉使用人造富矿以后，生产指标明显改善。其主要原因是改善了矿石的还原性和造渣性 能促进了高炉热制度的稳定和炉况顺行尤其是高碱度烧结矿的使用，效果更为明显。 6 西安建筑科技大学硕士学位论文 含铁炉料中熟料率增加1 ，焦比降低1 2 k 鲈，增产约o 3 。目前全国重点企业的熟料率 为9 0 - - - 9 5 。 小、匀、净一是对原料的粒度而言。日本统称为“整粒”。为了改善矿石的还原性和 炉料的透气性，入炉料要有适当的、均匀的粒度。大块要破碎，粉末要筛净，要求平均粒 度较小，粒度均匀缩小上下限之间的粒度差。 我国对高炉入炉原料粒度控制范围一般见表1 2 所示。 表i - 2入炉原料粒度控制范围 i原料天然矿烧结矿 球团矿石灰石焦炭 l粒度m m8 3 05 - 5 08 - 1 62 5 5 0 2 5 6 0 表1 2 的粒度范围不是绝对的，应根据矿石特性、高炉类型、设备条件来具体选择，但 总的趋势是要小、匀、净。按照“匀”的要求，上述粒度范围还应实行分级入炉，最好是 分级入炉使用。如焦炭可分为2 5 - 4 0 m m 和4 0 - - 6 0 r a m 两级，而小于2 5 r a m 的还可分为1 5 2 5 m m 一级供中、小高炉使用。或者将这种1 5 - 2 5 m m 的“焦丁”与矿石混装入炉，既代替了部分 焦炭又改善了软熔层透气性。酒钢将1 0 r a m 以上的“焦丁”与矿石混装入炉，这已在实 践中取得了良好的效果。 天然矿可分为8 - 1 5 m m 和1 5 - 3 0 m m 两级，烧结矿也可分为5 - 2 5 r a m 和2 5 5 0 r a m 两级使 用。 综上所述，精料对矿石来说关键是要使用高品位( 含s i 0 2 5 左右) ，低渣量 3 0 0 k t f e ) ；高还原性，低f e o ( 6 3 m m6 3 3 1 5 m m3 1 5 t 0 5 m m 0 5 m m - 3 1 5 m m ( ) 黑鹰山矿1 # 9 0 1 74 4 42 0 73 ，3 25 _ 3 9 黑鹰山矿硝 8 7 5 45 0 63 1 34 2 77 4 0 黑鹰山矿3 #5 1 _ 3 21 8 1 6 1 6 8 41 3 2 33 0 0 7 黑鹰山矿觯6 8 9 81 4 0 21 2 2 84 7 21 7 0 0 黑鹰山矿5 #7 2 3 5 1 1 5 88 _ 3 67 7 01 6 0 7 黑鹰山矿综合6 2 3 5 1 3 2 71 3 3 71 1 0 12 4 _ 3 8 碧玉山矿 6 7 5 51 0 4 51 0 7 21 1 2 82 2 0 0 柳沟峡矿 6 7 9 81 6 3 49 5 46 1 41 5 6 8 七一矿9 7 6 91 o l0 7 0o 6 01 3 0 2 2 4 球烧矿和烧结矿熔滴性能测定 从表2 - 9 可见，一种球烧矿，随碱度升高开始软化温度提高软化区间变窄，徒升温度 ( t s ) 提高熔融区间变窄。最大压差略有增加但r = 0 3 3 球烧矿最大压差曲线峰宽持续 时间宽大而r = i 2 球烧矿最大压差持续时间短。故总的来说r = i 2 球烧矿熔滴性能比前 者好。从表2 - 9 可见三种烧结矿随碱度升高，软化开始温度、软化区间大体相似。开始熔融 区间也大体相似，r = i 7 5 烧结矿压差较低。三种烧结矿相比较r = i 7 5 烧结矿熔滴性能较好。 a 块矿的熔融滴落性能 从表2 - 9 可见8 种块矿中黑鹰山矿六种块矿软化开始温度较高，软化区间窄，压差较高， 其中黑鹰山4 4 矿和黑鹰山综合矿最大压差低。柳沟蛱和碧玉山矿则开始软化温度低，软化 西安建筑科技大学硕士学位论文 区间宽，熔融隧问窄，最大压差较低。其特点是软化刚终了，马上流下其滴下物，化学分 辑结栗f e 0 5 0 鞋主黑窿湃综合矿漓下耪f e 0 3 8 左右) ，这韩渣滴到炉缸对炉懿工作不 利。该矿虽然最大压熬低对高炉冶炼也是不利的。综上所述我们认为八种块矿黑鹰山4 “ 矿和黑惩山综合矿为佳。但巍研究酌高炉妒科中由于块矿酗比较少，敌对满炉冶炼影响不 大。 表2 - 9 球烧矿、烧结矿和块矿的熔滴性能测是结果 荷重软化性能熔滴性能滴下物成分 t 4 t i 嘲 较耗区捉 弧t d下 p m a xm f #f e o ( )( )( )( )( ) ( ) f x 9 s p a ) ( )( ) 辣烧矿r = 0 ，3 31 1 7 01 3 1 01 4 01 2 7 e1 3 9 01 2 02 0 0 球烧矿r = 0 5 2 1 1 8 01 3 2 01 4 01 3 3 01 4 3 0l 2 0 0 球烧矿r = i 2 1 2 4 01 3 4 01 0 01 3 2 01 4 2 01 0 02 7 0 烧结矿r = i 21 2 2 01 3 4 01 2 01 3 2 01 4 5 04 3 03 4 0 烧结矿r = i 6 3 1 1 9 01 3 l o1 2 01 3 2 01 4 6 01 4 04 7 0 烧结矿r = i 。7 51 2 1 3 1 0 1 0 1 3 l o3 3 0 镤鹰山矿l #1 1 8 01 2 9 0l l o1 2 3 01 3 9 01 6 07 0 0 黑鹰山矿2 # 1 1 8 01 2 9 0l l o1 2 9 51 3 9 51 0 04 0 0 黑鹰山矿3 # 1 1 7 01 3 1 01 4 01 3 2 01 4 2 51 0 57 0 0 攥鹰出矿辅l 7 01 2 尊o1 2 01 3 0 01 3 9 59 54 3 0 爨蘑出扩瑟1 1 7 01 3 l o1 4 01 3 1 01 4 0 59 56 5 0 黑鹰山矿综合 1 1 7 01 2 8 0l l o1 2 9 01 3 9 0l o o4 l o3 6 ，0 l3 8 ，7 9 碧玉山矿 1 1 6 01 3 l o1 5 01 3 0 0i3 0 03 01 1 02 _ 3 65 2 4 8 柳沟蛱矿 1 1 4 01 2 9 01 s 01 2 9 0 1 3 7 0 、 8 01 1 02 0 85 3 3 1 2 3 试验结果的分析和讨论 酒钢入炉原料，球团烧结矿和烧结矿铁品位低，s i 0 2 、a 1 2 0 3 含量高( s i 0 2 1 1 、a 1 2 0 5 2 5 2 9 ) ，含有b a o ，并且k 2 0n a 2 0 含量高。因而导致球烧矿和烧结矿软熔性能差，软化 开始温度低，软化区间宽。该原料入炉则导致高炉软融带上移软熔带变宽，使料柱透气 性变差，风吹不进去高炉产量低，冶炼指标差。 2 3 1冶金性能测定结果的分析和讨论 a 球烧矿和烧结矿冶金性能测定结果分析 1 ) r = 0 3 3 ，r - - 0 5 2 且= 1 2 三种球烧矿，其还原度分别为5 9 0 6 、6 7 4 2 和8 3 5 。由 此可见r = 0 3 3 球烧矿还原度为5 9 0 6 。与同碱度酸性氧化球团矿的还原性能很接近，因 此代替酸性球团作为高炉原料是可行的。并且随碱度提高还原度增加。r = i 2 球烧矿与 同碱度烧结矿相比还原度有所提高。三种球烧矿的软化性能则随碱度提高开始软化温度 提高，软化区间变窄。低温还原粉化三者几乎相近。由此可见髓碱度提高球烧矿冶金性能 明显改善。 2 ) 三种烧结矿还原度测定结果表明，随碱度提高还原度增加，但总的来说酒钢烧结 矿还原度是较高的。三种烧结矿的软化性能测定结果表明，r = 1 7 5 烧结矿，软化开始温度 最高软化区间也窄为1 0 0 ( 2 。三种烧结矿低温还原粉化率随碱度提高而增加，最高也只有 1 7 5 1 。故对高炉生产不会带来不好的影响。三种烧结矿熔滴性能测定结果表明最大压差 比三种球烧矿高，滴下温度高，熔融区间长。 酒钢球烧矿也好，烧结矿也好最大压差曲线无尖峰而宽钝，表明最大压差持续时间较 长，这说明初渣性能不好。 3 ) r = 1 7 5 高碱度烧结矿还原性能最高，软化性能好，三种矿比较熔滴性能也较好， 从矿相看完全属于高碱度烧结矿的矿物组成和显微结构是较理想的高炉原料。 b 入炉块矿冶金性能测定结果分析 i ) 八种块矿还原性最好的是柳淘峡达到7 9 0 8 最差的是碧玉山矿和黑鹰山14 矿还 原度只有5 5 。其余几种块矿还原度均在6 7 6 1 之间，还是较好的。 2 ) 八种块矿中黑鹰山矿综合软化性能最好，最差的柳沟峡矿和碧玉山矿软化开始温度 低，软化区间宽。并熔融滴落温度低，而黑鹰山5 4 样品也较差，软化开始温度低，软化区 间宽。 3 ) 总的来说黑鹰山矿综台样和4 矿样还原性能较高，软化性能较好，低温还原粉化率 也不算过高，放二者是八种块矿中冶金性能晟好的。 从以上高炉所用原料的冶金性能测定结果表明： ( 1 ) r = o 3 3 球烧矿还原度( i s o ) 5 9 0 , - - 与同碱度酸性球团矿相近，故代替酸性球团入高 2 4 西安建筑科技大学硕士学位论文 炉会得到同样的冶炼效果。 ( 2 ) r f1 2 0 的球烧矿和烧结矿相比较前者还原度及软化性能明显好于后者。 ( 3 ) r = 1 7 5 高碱度烧结矿的软化性能和还原性能与r = i 7 0 以下烧结矿，软化性能和还 原性能相比得到明显改善。 ( ) 黑鹰山矿1 “一5 ”样及综台样品相比，3 。样品还原性能最高，但软化开始温度低，软 化区间略宽低温还原粉化率最高达到3 0 0 7 。4 4 样品和黑鹰山矿综合矿样品二者还原性 能较高，软化开始温度略低，4 4 样软化区间较宽综合矿软化区间窄，并且二者低温还原粉 化率也低，故综台考虑4 。样品和黑鹰山矿综合样品，高温性能为最佳。 ( 5 ) 碧玉山矿、柳沟峡矿与黑鹰山六种块矿相比碧玉山矿还原性能差，软化性能和低 温还原粉化性能也一般，综合考虑该块矿高温冶金性能是最差的。柳沟峡块矿还原性能晟 好，但软化性能较差，故综合考虑比较碧玉山块矿要好些。综上所述，全面考虑八种块 矿还是黑鹰山综合块矿和黑鹰山4 4 块矿冶金性能为最佳。 3 酒钢高炉炉料结构冶金性能测定及分析 酒钢3 号结机的小球烧结矿投产后高炉的炉料结构发生了根本性的变化，为了找到 各种原料的合理配比为此又对不同碱度、不同配比的高炉炉料结构进行了冶金性能的测 定。 3 1 试验研究采用的试样 3 1 1 烧结所用原、燃料的化学成份 表3 - 1原、燃料化学成份 t f ef e o s i 0 2 c a 0 m g o a 1 2 0 j s l g 综合精矿 5 2 4 61 7 1 29 9 90 9 93 9 41 5 80 3 6 76 5 8 生石灰 o 2 lo 1 40 9 5 78 9 2 20 9 4o 6 2 50 0 4 34 0 1 石灰石0 7 71 0 7 45 3 6 0o 8 40 9 60 0 2 04 1 8 7 无烟煤粉 3 1 2 烧结所用原料的粒度组成 综合铁精矿 51 5 5 5 33 o 5 88 55 3 8 8 55 33 11 o 50 5 含鬣4 2 0 2 1 9 41 2 9 82 3 n 32 i 6 91 6 ，1 6 奉次试验生露是对烧结厂生产的五种不同碱度的球团烧结矿，六种不阿碱度的烧结矿 和一种天然块矿所搓鬣羽妒料结构进行了治龛往髓豹涌定。新有试样均默蜜际生产串采鬃 的。十二种试样的矿物姐成列予表3 7 ，十二种试样的化学成分列于袭3 - 8 ，十二种试样的冶 金性能列于表3 - 9 。 3 2 炉料结构试验 炉料结构试验所用的试样由高碱度烧结矿与酸性球团烧结矿和块矿按比例配合成综合 炉料。在酒钢条件下考虑到炉渣碱度的排碱能力综合炉料的碱度1 2 0 ，本次试验按 1 1 9 0 0 1 搭配组成本次炉料结构试验综合炉料的实际值在1 1 8 1 0 9 之间，块矿的配入 比例，考虑到黑鹰山块矿磷的含量均按5 配入。本次炉料结构试验按0 3 6 和0 5 2 两个球 团烧结矿与不同碱度烧结矿搭配组成两个系列的炉料结构。两个系列的综合炉料组成及其 化学成分列于表3 1 0 、表3 1 l 。 表3 7十二种原料的矿物组成 矿物组成硅酸盐熔剂 群薛 f e 2 0 3f e j o , s f c as f c b af e x o c 2 s f c s 孔隙度 渣相夹生 r = 0 2 77 85 0 5 51 5 少量2 54 0 r = o 3 655 02 0少量2 52 5 3 0 球 团 烧r = 0 5 2 球1 0 1 54 5 5 0 无2 0 2 53 0 3 5 结 块1 5 5 01 0 1 5少量2 5 3 02 0 2 5 矿 球1 0 1 55 0 5 57 1 0微2 53 5 r ：0 6 l 块1 0 1 54 5 5 0 1 0 1 2少量3 02 0 2 5 球1 0 1 54 5 5 01 0微2 5 3 02 0 3 0 r = 0 6 9 块i54 5 5 0 1 0微3 01 5 r = l4 33 55 01 5 2 0l25微1 52 r = i4 855 0 5 5 l5235 7微1 5l 2 高 碱 r = l5 05 74 5 5 01 5 2 02 33 55 7 少量 1 0 15i 2 度 烧 结 r = 16 334 52 0 2 5335少量i52 矿 r = 17 03 54 0 4 5 2 5 3 03 42 37 8少量1 03 r = 1 7 824 03 0 3 53 42 31 0少量55 。 嚣 z j - o 艿 簖 n 寸 扎 o露窖搿 o8sd o 笺 鬯 曦 基 麓 “ o 鬟 n 艿 饼心 铝 u 塞 事 一 茳 - 么 禽 暹端遥鼙 n卜。n。 罂 羔羔：2墨譬 一 妊 釜釜釜薹 # 鏊 窿 与 k捂妊kk 臌 援螋螺援蝮 基鐾 8 薹墓薹釜 堰蕊嚣蠖攥襄 # 出 璎莲褒蠼霆 器簧繁箭器 容键转葚袋撼攀藜蜒鬈十 - 辩 鞋单韩书巨磐藉寓器髅错随 9 受 a 是 v 嚣 萋9 粼 l 蚕 与笔 掣 避 u 一2 a 竣 司 u 。 v 帕 卜 u v 聃 h 逗6 矗 卜v 一 一 p 葺 v 司 掣 篁 豁 群 卜 n 盟 蟮 一 蹬 1 鼬【 苫 嘏 舌 一 n 鬟 三 oov “、o 瑟 盆 趟 s 望 豁 二 隧 盆 蚓 臻 堡 1 p 立 啦 g 金 逸 l n 萎羹塞 电 累嫡爱 窭 卜 蒜毯 _ _ 篙 零 。n。 q 善 嚣 o兰黧兰=蠢 匣丝 珞 宵 嚣 常 豁套杂耘捂奄弦 弓 凹 鑫 比 妊 攥螵婚蠕姆蕊 越 b 酱错器堰蠼塔堰燃 目 e 堰 奄 赞酱 鬟 箭 龆棼甜磐嚣嚣隧莰霪+ m - c 懈 枉章牮饕书器壮k覃丰葚醛镬取般 表3 一 0藩钢高妒妒糕结擒试验鹩综合妒糕组残 心塞 球团烧结矿的碱度及高碱度烧结矿的碱度黑鹰山块矿比例 魄倒( )袋托铡( )( ) ( 1 ) 0 3 6 碱度系列 1 5r = 1 4 38 05 ( 2 ) 0 3 6 碱度系列1 8r = 1 s o7 75 ( 3 ) 0 。3 6 碱度系列 2 5r = l 。6 37 05 ( 4 ) 0 3 6 碱度系列2 8r i l 7 06 75 落) 0 。3 6 碱痊系列3 2r = i 。7 86 35 ( 6 ) 0 5 2 碱度系列1 8r = 1 4 37 75 ( 7 ) o 5 2 碱菠系剜2 2r = i 5 07 35 ( 8 ) 0 5 2 碱度系列3 1r = 1 6 3 6 45 ( 9 ) 0 5 2 碱度系列3 5r = 1 7 06 05 o 国 o 5 2 碱度系列3 8r = l ，7 85 75 d d o 5 2 碱度系列 3 2r = 1 7 85 81 0 裘3 一 l潘钢嵩炉妒料结梅试赣综含炉辑静纯擘或分 k 2 0 +c a o 骤e羚婚c a o s 1 0 2m g oa 1 2