鋼鐵廠冷壓塊與球團(tuán)礦冶金性能對(duì)比
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摘要：冶金工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域里，由于對(duì)減排的政策要求越來(lái)越高，企業(yè)內(nèi)部循環(huán)無(wú)聊的處理日漸成為一個(gè)人們課題。冷固成型技術(shù)盡管發(fā)展有一定局限，但如果能與固廢處理相結(jié)合，可以發(fā)揮更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，形成高效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)新技術(shù)。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)冷壓球（塊）的冶金性能對(duì)比研究，分析了作為高爐入爐原料的可行性，對(duì)鋼鐵企業(yè)循環(huán)物料的資源化利用開(kāi)拓了新的途徑。
關(guān)鍵詞：冷壓塊；復(fù)合粘接劑；高爐應(yīng)用；冶金性能
燒結(jié)礦和球團(tuán)作為高爐煉鐵生產(chǎn)的主要入爐原料，其自身的質(zhì)量對(duì)于高爐煉鐵而言具有很大的影響。近年來(lái)，由于鋼鐵行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為了降低成本節(jié)約資源，必不可少的需要使用一些低成本的鐵礦石，這就造成燒結(jié)礦的冶金性能不穩(wěn)定、強(qiáng)度差。重慶臻焱節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰驹陂_(kāi)發(fā)出專(zhuān)利技術(shù)后，在漢鋼進(jìn)行了冷壓塊的生產(chǎn)實(shí)踐，取得很好的效果。但為了了解冷壓塊在生產(chǎn)過(guò)程中的作用機(jī)理，專(zhuān)門(mén)委托第三方科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行了冷壓塊與常規(guī)使用的球團(tuán)礦的冶金性能對(duì)比研究，進(jìn)一步明確該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際使用中的價(jià)值。礦石的冶金性能是評(píng)價(jià)各類(lèi)煉鐵原料冶煉適應(yīng)性?xún)r(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)，通常再用的指標(biāo)包括低溫還原粉化、還原性、熱爆裂性能、荷重軟化特性等指標(biāo)，這些指標(biāo)的測(cè)試方法都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定。冷壓塊的低溫還原粉化和還原性都有見(jiàn)諸報(bào)道的研究結(jié)論，因此本次研究的重點(diǎn)主要是爆裂性和荷重軟化特性研究。
1研究方法
1.1荷重軟化特性實(shí)驗(yàn)
目前對(duì)于荷重軟化性能的實(shí)驗(yàn)方法國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)通行的方法是試樣在荷重狀態(tài)下連續(xù)通還原氣體并升溫，同時(shí)連續(xù)測(cè)定位移變化獲得試樣隨溫度升高的收縮曲線，定義位移收縮10%為軟化開(kāi)始溫度，壓差最高對(duì)應(yīng)的溫度為軟化終了溫度。同時(shí)根據(jù)獲得的壓差變化定義熔融開(kāi)始溫度和熔融終了溫度。鐵礦石高溫熔滴、軟熔性能是影響高爐爐內(nèi)情況，爐料的正常運(yùn)行及煤氣流的合理分布的重要性質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)是模擬高爐內(nèi)軟熔帶條件，測(cè)定鐵礦石的高溫軟熔性能，分析鐵礦石在高溫還原軟熔過(guò)程中料層有關(guān)性能變化，為高爐冶煉提供參考依據(jù)。
1.2熱爆裂指數(shù)檢驗(yàn)方法
塊礦熱爆裂指數(shù)檢測(cè)方法篩分粒度20~25mm的試樣，稱(chēng)重500g試樣，在100~110℃干燥至少12h，保留粒度20~25mm的樣品并在100~110℃繼續(xù)干燥至少2h得到檢測(cè)試樣；將石墨坩堝加熱至700℃，恒溫保持至少20min后將檢測(cè)試樣放入石墨坩堝中并蓋上坩堝蓋，至少30min后取出并冷卻至室溫；計(jì)算熱爆裂指數(shù)DI-6.3測(cè)得石墨坩堝中的產(chǎn)品質(zhì)量為m1，測(cè)得粒度小于6.3mm的產(chǎn)品質(zhì)量為m2，熱爆裂指數(shù)DI-6.3以實(shí)驗(yàn)結(jié)束后小于6.3mm的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)定義。
2數(shù)據(jù)分析
2.1高爐工藝對(duì)入爐原料冶金性能的要求
研究重點(diǎn)集中在荷重軟化特性與爆裂溫度兩個(gè)冶金性能指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)入爐礦石的冶金性能要求均為非強(qiáng)制性的，官方標(biāo)準(zhǔn)是“YB/T421-2014鐵燒結(jié)礦”對(duì)人造富礦的冶金性能進(jìn)行了規(guī)定，但并未涉及荷重軟化特性和熱爆裂指數(shù)。而“GB50427-2008高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)規(guī)范”也主要是針對(duì)特大型高爐，規(guī)定了熱爆裂指數(shù)小于1%，也未涉及礦石的荷重軟化特性。鑒于目前生產(chǎn)現(xiàn)狀，行業(yè)內(nèi)有一些基本的冶金性能約束條件杯采用。一般對(duì)荷重軟化指標(biāo)，人為開(kāi)始軟化溫度不低于1100℃，軟化區(qū)間不大于100℃為宜。熱爆裂指數(shù)一般應(yīng)小于10％，如熱爆裂指數(shù)超過(guò)10％，則對(duì)應(yīng)塊礦的添加比例不超過(guò)15％。
2.2冷壓塊的冶金性能分析
表1是對(duì)本次所用礦石試樣的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)定，球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度平均值達(dá)到了2526N/個(gè)球，完全能夠滿足高爐使用的要求。通常情況下1000M3級(jí)別的高爐，抗壓強(qiáng)度1500~2500N/個(gè)球都是可以接受的。但是可以看到，壓塊的強(qiáng)度就要偏低一些，但是考慮的壓塊的入爐比例比較低，如果規(guī)定一個(gè)嚴(yán)格的控制上限應(yīng)該也能滿足冶煉要求。表2是荷重軟化特性的指標(biāo)測(cè)定。從冶煉的角度來(lái)說(shuō)，荷重軟化特性主要描述了高爐原料間接還原的區(qū)間大小和軟融帶的厚度，工藝上希望間接還原區(qū)間大一些、軟融帶薄一些，則既能保證高爐化學(xué)能利用水平，又能保證順行維持高產(chǎn)條件。參照球團(tuán)礦的荷重軟化數(shù)據(jù)，壓塊球的開(kāi)始軟化溫度要略低一些，距離一般要求的下限溫度（1100℃）也差了34℃，軟化區(qū)間高于球團(tuán)礦。因此綜合來(lái)看，壓塊是可以作為爐料進(jìn)行入爐冶煉的，但是應(yīng)該限制比例使用。表3是本次實(shí)驗(yàn)研究獲得的對(duì)比樣熱爆裂指數(shù)測(cè)定數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明壓塊的熱爆裂指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于球團(tuán)礦，這跟冷固壓塊技術(shù)采用的符合粘結(jié)劑有一定關(guān)系。
3結(jié)語(yǔ)
綜合以上數(shù)據(jù)，結(jié)合冷固壓塊在生產(chǎn)實(shí)際中的一些情況，得到以下結(jié)論：（1）冷固壓塊技術(shù)是一個(gè)相對(duì)比較成熟的技術(shù)，在冶金企業(yè)處理一些循化料并參與一些工藝環(huán)節(jié)，是可行的。（2）實(shí)踐種利用特殊的粘結(jié)劑對(duì)鋼鐵廠的循環(huán)料進(jìn)行冷固處理，經(jīng)過(guò)測(cè)定冶金性能表明，基本能夠滿足高爐冶煉的要求，但是通過(guò)與球團(tuán)的冶金性能進(jìn)行對(duì)比，差距仍然是存在的。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)予以限制使用。（3）該項(xiàng)研究工作要有進(jìn)一步深入研究的必要，因?yàn)樵跍p排的要求下，將企業(yè)循環(huán)料高效使用的要求會(huì)更加迫切。
作者：嚴(yán)禮祥 單位：重慶臻焱節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?/p>