高炉炼铁工艺合理利用MgO的研究

摘要

烧结矿是高炉炼铁生产的主要原料之一，烧结矿的产量高低和质量好坏直接影响着高炉冶炼。为保证高炉渣中含有一定量的MgO，生产中多在烧结配料中添加含MgO熔剂，但MgO的添加将对烧结工艺及烧结矿的常温强度和高温软熔性能等产生一系列影响。 结合水冶铁厂的生产实际，为进一步提高烧结矿的产量和质量，本文重点研究烧结配料中添加含MgO物质，如白云石等，对烧结矿强度和烧结矿高温冶金性能的影响。论文工作进行了不同白云石粉添加量的烧结试验和烧结矿的高温软熔试验。并通过EPMA、X-ray衍射等检测方式，对烧结矿及其初渣的物理和化学特性的进行了探讨，从而研究了MgO在烧结矿及其还原软熔过程中的赋存状态。并在此基础上，通过水冶铁厂的现场生产试验，考察了高MgO铁精矿在烧结和球团工艺中的合理应用问题。 研究内容及结果主要包括以下部分： (1)烧结试验。烧结配料中添加白云石，对烧结杯利用系数、烧结矿品位及常温强度将产生不利影响。试验条件下，MgO含量由1.3％增加到3.0％时，碱度R=1.36烧结矿转鼓指数变化不明显，但碱度R=1.76烧结矿的转鼓指数由67.86％降低到62.35％；同时，R=1.36和R=1.76烧结矿的含铁品位分别下降了约2％。 (2)熔滴试验。随着MgO含量的增加，烧结矿的熔化区间和软熔带温度区间均明显增加，导致料柱透气性变差，气流不稳，高炉难以顺行，增加焦比，不利于高炉强化冶炼等。试验条件下，烧结矿中MgO含量由1.3％增加到3.0％时，软熔带温度区间明显增加，且R=1.76烧结矿的软熔带温度区间绝对值达400℃，因此高碱度高MgO烧结矿不利于高炉的强化冶炼。 (3)EPMA和X-ray衍射试验。添加白云石后，烧结矿中的镁主要以镁磁铁矿(Fe<,2>MgO<,4>)的形式存在，铁酸钙的生成量减少，从而降低了烧结矿的常温强度。在烧结矿的还原软熔过程中，随着渣相中MgO含量的增加，Mg<'2+>主要以硅酸盐形式存在，包括镁硅钙石、钙镁橄榄石、镁黄长石等。 在实验室试验的基础上，进行了水冶铁厂的现场生产试验研究。生产过程中，烧结矿MgO含量过高(大于2.2％)将导致高炉操作不稳，生产率下降。减少烧结配料中MgO含量可提高烧结机生产效率，改善烧结矿强度及高温软熔等冶金性能，提高料柱透气性，有利于提高高炉产量。将高MgO铁精矿生产含MgO球团，对球团矿的冶金性能不会产生不良影响。改变配料结构后，料柱压差降低4.82％，产量提高0.66％综合以上试验结果，添加含MgO熔剂将对烧结工艺及烧结矿的常温强度和高温软熔性能等产生不利影响。为改善烧结矿的冶金性能应降低烧结矿的MgO含量，同时通过生产含MgO球团矿及运用合理炉料结构满足高炉渣对MgO的需求，从而实现高炉稳定、顺行、高产的目的，有利于高炉强化冶炼。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1烧结矿生产现状

1.2研究背景

1.2.1 MgO对高炉渣冶金性能的影响

1.2.2 MgO对烧结矿冶金性能的影响

1.2.3高炉生产中MgO的添加方式

1.3研究目的及意义

第二章烧结试验研究

2.1试验原料

2.1.1铁矿石

2.1.2熔剂

2.1.3燃料

2.2烧结试验

2.2.1烧结试验设备

2.2.2配料计算及工艺参数

2.2.3烧结试验步骤

2.3烧结试验结果及分析

2.3.1烧结试验结果

2.3.2添加含MgO物质对烧结生产影响的分析

2.4本章小结

第三章MgO对烧结矿软熔性能的影响

3.1试验方案

3.1.1熔滴性能的测定方法

3.1.2熔滴试验设备与步骤

3.2熔滴试验结果及分析

3.2.1熔滴试验结果

3.2.2 MgO对烧结矿软熔滴落性能的影响

3.3烧结矿软熔滴落性能的理论分析

3.3.1烧结矿的软熔滴落过程

3.3.2影响烧结矿软熔滴落性能的因素

3.3.3 MgO和碱度对烧结矿软熔滴落性能的作用机理

3.4本章小节

第四章水冶铁厂生产试验研究

4.1水冶铁厂生产试验简介

4.2生产试验结果与分析

4.3生产实践小结与建议

第五章结论

参考文献

致谢