1、承鋼燒結礦優(yōu)化研究通過實驗室試驗研究，找出本地礦、海砂、商品礦和巴拉巴拉礦配比對承鋼燒結過程和燒結礦質(zhì)量的影響規(guī)律，得出優(yōu)化承鋼燒結配料的技術措施，為改善承鋼燒結礦質(zhì)量和降低燒結生產(chǎn)成本創(chuàng)造有利的條件。研究內(nèi)容：1）燒結用原料物理化學性能的研究。借助于各種檢測手段，系統(tǒng)測定燒結用原料的化學成分、粒度組成、成球性、熔點、同化性和反應性等性能，獲取承鋼原料的基礎數(shù)據(jù)，以指導承鋼燒結生產(chǎn)。2）通過燒結杯試驗，研究本地礦、海砂、商品礦和巴拉巴拉礦配比對承鋼燒結過程（混合料透氣性和粒度組成、燒結礦成品率、垂直燒結速度）、燒結礦冷態(tài)機械強度（轉鼓指數(shù)、抗磨指數(shù)）、熱性能（還原性、低溫還原粉化、荷重軟化性能

2、）的影響。3）研究堿度對承鋼燒結過程（混合料透氣性和粒度組成、燒結礦成品率、垂直燒結速度）、燒結礦冷態(tài)機械強度（轉鼓指數(shù)、抗磨指數(shù)）、熱性能（還原性、低溫還原粉化、荷重軟化性能）的影響。4）研究混合料水分對承鋼燒結過程（混合料透氣性和粒度組成、燒結礦成品率、垂直燒結速度）、燒結礦冷態(tài)機械強度（轉鼓指數(shù)、抗磨指數(shù)）、熱性能（還原性、低溫還原粉化、荷重軟化性能）的影響。5）研究MgO含量對承鋼燒結過程（混合料透氣性和粒度組成、燒結礦成品率、垂直燒結速度）、燒結礦冷態(tài)機械強度（轉鼓指數(shù)、抗磨指數(shù)）、熱性能（還原性、低溫還原粉化、荷重軟化性能）的影響。6）合理爐料結構的研究，典型爐料配比的燒結礦與球團

3、礦配料的熔滴性能。7）在試驗的基礎上，編制承鋼燒結配料軟件，指導燒結生產(chǎn)。上述研究內(nèi)容的目的主要是研究各種工藝參數(shù)對承鋼燒結生產(chǎn)的影響規(guī)律，鐵礦粉各種性能的測試和燒結杯試驗結果作為編制承鋼燒結配料軟件，指導燒結生產(chǎn)的基礎，為此合理選擇測定參數(shù)，進而得出影響規(guī)律是課題成敗的關鍵。課題突出的是理論性研究，但也要考慮生產(chǎn)實際情況，應盡快查找有關資料，熟悉燒結生產(chǎn)的有關知識和各種測試的內(nèi)容、設備及方法。一、承鋼原料的物化性能分析1、燒結用原燃料的化學成分承鋼目前采用或?qū)頊蕚洳捎玫脑剂系幕瘜W分析。2、燒結用含鐵原料的粒度組成利用LS激光粒度分析儀對鐵精礦粉進行粒度分析。3、燒結用含鐵原料的礦物組成和

4、礦物結構利用環(huán)氧樹酯粘結和磨片技術分別將鐵礦粉制成光片和薄片，借助于光學顯微鏡測定承鋼燒結用鐵礦粉的礦物組成。4、燒結用含鐵原料中鐵礦物和脈石礦物的粒度、孔隙度利用環(huán)氧樹酯粘結和磨片技術分別將鐵礦粉制成光片和薄片，借助于光學顯微鏡測定承鋼燒結用鐵礦粉中鐵礦物和脈石礦物的粒度范圍、平均粒度和孔隙度。5、燒結用含鐵原料的熔點燒結用含鐵原料的熔點采用RD04型全自動熔點測定儀進行測定。利用專用模型將所測定的礦粉制成5mm5mm的園柱形試樣，在大氣條件下升溫加熱，升溫速度控制為：600以下，15/min；600以上，10/min，將試樣在加熱時高度減至原試樣50%時的溫度，即半球點的溫度定義為該鐵礦石

5、的熔點。6、燒結用含鐵原料的同化性能燒結用含鐵原料同化性能的檢測采用RD04型全自動熔點測定儀進行，利用專用模型分別將CaO和鐵礦粉壓制成55mm的園柱形試樣，然后將鐵礦粉試樣置于CaO試樣之上，放入RD04型全自動熔點測定儀中，在空氣氣氛下升溫加熱，升溫速度控制為：600以下，15/min；600以上，10/min。將鐵礦粉試樣開始熔化的溫度定義為最低同化溫度，測定不同鐵礦粉達到這一同化特征的溫度，由此評價不同礦粉的同化性能。7、燒結用含鐵原料的液相流動特性將鐵礦粉與CaO按二元堿度的要求進行配料，根據(jù)高堿度燒結礦對粘附粉的堿度要求以及考慮到物料偏析的影響，二元堿度選取為3.0。鐵礦粉與Ca

6、O混勻后利用專用模型壓制成55mm的圓柱形試樣，然后在模擬燒結溫度曲線和氣氛的條件下在RD04型全自動熔點測定儀中進行焙燒，考慮到低溫燒結的原則，試驗溫度控制在1280。通過測定每個圓柱形試樣焙燒前后的投影面積，并利用以下公式計算出鐵礦粉的液相流動性指數(shù)。流動性指數(shù)=(試樣流動后面積-試樣原始面積)/試樣原始面積8、燒結用含鐵原料差熱分析采用 儀器的型號9、燒結用含鐵原料的成球性(這部分比較亂，需參考相關教科書重新確定檢測指標) 9.1 制粒效果的評價燒結混合料混勻制粒效果的評價目前主要有以下幾種方法。1）制粒后燒結混合料的平均粒度取制粒料500g，用液氮速凍后振動篩分，按5mm，53mm，3

7、1mm，-lmm分級，其平均粒度d的計算方法見公式（2）所示： （2）式中：Pi制粒料中i粒級百分含量，di制粒料中i粒級的平均粒徑，mm（5mm取51.414mm，53mm 取4mm，31mm 取2mm，-1mm取0.5mm進行計算）2）制粒效率：以制粒后+3mm的增量來表示制粒效率，越大，制粒效果越好。計算方法見公式（3）所示： （3）式中： E1制粒前燒結混合料中+3mm的含量，； E2制粒后燒結混合料中+3mm的含量，；3）制粒性指數(shù)GI0.5，GI0.5越大，表明細粒級（0.5mm）物料粘附成球越高，制粒效果越好。計算方法見公式（4）所示：GI0.5= （4）式中： A1制粒前燒結混

8、合料中-0.5mm含量， A2制粒后燒結混合料中-0.5mm含量，4）抗機械沖擊指數(shù)取制粒后料足量，從1m高處落下10次，取落下樣500g用液氮速凍后篩分，計算其抗機械沖擊指數(shù)B，計算方法見公式（5）所示：B= （5）式中 M（0.5）制粒前干燒結混合料中0.5mm粒級含量，； P（0.5）制粒后二混料中0.5mm粒級含量，； S（0.5）二混料落下實驗后 0.80 物料屬優(yōu)成球性。二、燒結配礦試驗2.1 燒結杯實驗根據(jù)承鋼生產(chǎn)和未來原料結構進行燒結杯實驗。燒結杯尺寸為300mm600mm。各次試驗用料按試驗設計方案配料。每次試驗的總原料量為100kg，人工加水拌勻，混合料水分控制為8%左右，

9、然后加入600mm1000mm的小型圓筒混料機內(nèi)進行混勻造球，混勻造球的時間控制為7min。燒結杯底層放置4.0 kg大于10mm的成品燒結礦作為鋪底料，燒結料層厚度控制為600mm。風機風量為14.4m3/min，燒結負壓控制為15000 Pa。采用石油液化氣進行燒結點火，燒結點火溫度控制為1150，燒結點火時間為1 min，燒結點火負壓控制為8000 Pa，將燒結廢氣溫度開始下降時定為燒結終點，當廢氣溫度達到230時倒出、破碎（達到終點以后風機的風量不變）。2.2 燒結指標測定2.2.1 混合料粒度組成混合料的粒度組成：經(jīng)配料、燜料、混料機混料后，取混合料2kg，在-10下冷凍1 h后，檢

10、測混合料粒度組成。2.2.2 混合料透氣性指數(shù)透氣性指數(shù)根據(jù)日本標準進行測定，試驗裝置如圖2.1所示。透氣性指數(shù)的表達式為：式中：JPU日本透氣性單位；Q通過風量，7.5 m3/min；A料面端面積，0.0184m2；H料層厚度，0.4 m；壓力損失，Pa。1、裝料桶；2、U形壓力計；3、浮子流量計；4、截流蓋板；5、燒結杯。圖2.1 透氣性指數(shù)測試裝置2.2.3 燒結透氣性根據(jù)混合料透氣性的定義，混合料裝入燒結杯點火后，控制此時的風量，得到的負壓即可表示混合料的透氣性。燒結過程中在相同點火條件、抽風負壓下，記錄廢氣溫度曲線，測定垂直燒結速度。2.2.4 燒結礦冷強度燒結礦的冷強度和粒度組成測

11、定參照國家標準（YB/T 5166-1993），燒結礦從燒結杯倒出后，燒結餅置于2 m高自由落下至鐵板3次，取大于10mm的百分比作為燒結成品率。有關指標計算方法：成品率=式中：G1大于5mm粒級的燒結礦重量，kg； W2燒結礦總重，kg。垂直燒結速度=式中： H1裝料前料面至杯口的高度，mm；H2裝料后料面至杯口的高度，mm；t 燒結時間，min。所用轉鼓為1000mm250mm的1/2 ISO轉鼓，試樣為大于10mm的成品燒結礦7.5 kg，以25 r/min的轉速轉動8min，取大于6.3mm的百分比作為燒結礦的轉鼓指數(shù)，取小于0.5mm的百分比作為燒結礦的耐磨指數(shù)。轉鼓指數(shù)：抗磨指數(shù)：

12、式中：m0入鼓試樣重量，kg；m1轉鼓后6.3mm粒級部分重量，kg；m2轉鼓后6.3mm0.5mm粒級部分重量，kg。2.3 燒結礦冶金性能測試2.3.1 還原性能采用國家標準（GB/T13241-1991）進行測定。在固定床中用CO和N2的混合氣體進行等溫還原，試樣粒度10.012.5mm，試樣重量5001g，還原溫度900，還原氣體成分CO：N2=30：70，還原氣體流量為15 L/min，還原時間3 h。主要考核的還原度指數(shù)（RI）是指鐵礦石還原3 h時的還原度。用下列公式計算時間t min后的還原度Rt，計算RI時，t為3h，以三價鐵為基準，用質(zhì)量百分數(shù)表示：式中：m0試樣的質(zhì)量，g

13、；m1還原開始前試樣質(zhì)量，g；mt還原t min后試樣質(zhì)量，g；W1試驗前試樣中FeO的含量，%；W2試驗前試樣的全鐵含量，%。2.3.2 低溫還原粉化性能根據(jù)鐵礦石低溫粉化試驗靜態(tài)還原后使用冷轉鼓的方法（GB/T132421991）進行燒結礦的低溫還原粉化試驗。燒結礦的低溫還原粉化試驗分為定溫還原試驗和轉鼓試驗兩部分，還原反應管的內(nèi)徑為75mm，試驗用試樣為500g粒度為10.012.5mm成品燒結礦，還原溫度控制為500，還原氣體的成分控制為CO：CO2：N2=20：20：60，還原氣體的流量控制為15 L/min，定溫還原的時間控制為1 h。還原后的試樣在純N2保護下冷卻至室溫，稱重后裝

14、入尺寸為130mm200mm的轉鼓，轉鼓以10 r/min的速度轉300 r，取出后分別用6.3mm、3.15mm、0.5mm的方孔篩進行篩分分離，分別將試樣中大于6.3mm的百分比、大于3.15mm的百分比、小于0.5mm的百分比以RDI+6.3、RDI+3.15和RDI-0.5表示。RDI+3.15為考核指標，RDI+6.3和RDI-0.5為參考指標。1空氣壓縮機；2氮氣瓶；3CO轉化爐；4混合器；5洗滌瓶（吸收O2）；6洗滌瓶（吸收CO2）；7洗滌瓶（干燥氣體）；8流量計；10還原爐；11反應管；12電子天平；13廢氣燃燒器；14運算器；15記錄儀；16紅外氣體分析儀（分析記錄CO量）；17紅外氣體分析儀（分析記錄CO2量）；18溫控儀。圖2.2 還原裝置示意圖2.3.3 荷重軟化性能在升溫過程中，當料柱高度收縮10%時的溫度為軟化開始溫度（T10%），收縮40%時的溫度為軟化終了溫度（T40%），T=T40%-T10%為軟化溫度區(qū)間。試樣粒度為2.53.2mm，荷重為1kg/cm2，料柱高度為20mm。荷重軟化試驗裝置示意圖見圖2.3。1硅碳棒；2電爐；3坩堝底座；4試樣；5硅碳棒壓桿；6緊固螺絲；7配重；8百分表；9鋼棒壓桿；10支架；11石墨坩堝；12熱電偶；13溫控儀圖2.3 荷重軟化試驗裝置示意圖需承鋼提供的條件承