吕梁建龙块矿高温冶金性能研究.pdf

总第2 11期2023年第8 期试（实）验研究摘要：对吕梁建龙公司高炉用块矿的化学成分、热爆裂指数、还原性和熔滴性能等进行分析研究，得出6 种块矿的SiO2Al203含量均较低；南非块矿的热爆裂性最好，指数为1.7 2%，但其还原性最差，为49.3%，还原性能最好的为金宝块矿，为8 3.9%；罗伊山MB块、PB块、金宝块、纽曼块、库里块，软化温度为8 9 8 9 51,熔滴区间较宽。关键词：热爆裂指数；还原性；熔滴性能中图分类号：TF576.40引言随着炼铁技术的逐步完善与发展，目前我国高炉炼铁形成了以烧结矿、天然块矿、球团矿等为主的炉料结构。优化炉料结构是实现铁前降本的有效措施之一，对高炉炉料进行冶金价效评价分析，发现大部分时期块矿的价效最高，但与烧结矿和球团矿相比块矿的冶金性能较差，如果大幅度提高块矿的比例会出现炉料还原性下降、粉化指数上升及熔滴性能变差等现象。在保证高炉顺行的前提下，提高价效较好块矿的人炉比例成为铁前降本的有效方法。本文结合块矿的化学成分，研究块矿的热爆裂性能、还原度、熔滴性能，为公司优化炉料结构、改善高炉炼铁质量、降低铁前成本提供试验依据。1原料条件及试验方法1.1原料条件由表1可以看出，6 种块矿除罗伊山MB块品位低于6 0%外,其他块矿品位相当，有效元素CaO、M g O含量波动较小，SiO2、A 12 O 3含量均较低，这对高炉冶炼指标都是有益的。库里块P含量较高，P在高炉冶炼时10 0%进入生铁，脱磷只能通过炼钢来进行，大量使用会增加炼钢脱P成本。表1块矿化学成分（质量分数）块矿名WWWW(TFe)(Sio2）(Cao)(Mgo)(Al20,)称/%南非块65.793.87 0.220.010.970.0580.0100.1470.000PB块63.032.310.10 0.061.750.0760.0140.0070.101库里块62.431.800.110.01纽曼块62.183.550.050.001.400.0690.0220.0130.000金宝块61.094.960.080.01罗伊山59.634.470.520.08 1.970.0430.0230.103MB块1.2试验方法1.2.1#热爆裂指数的测定本试验按照GB/T10322.62004/ISO8371:1994规定的铁矿石热裂指数的测定方法进行。收稿日期：2 0 2 3-0 3-15第一作者简介：席文强(19 8 6 一),男，山西文水人，本科，毕业于山西师范大学食品科学与工程专业，助理工程师,研究方向为钢铁冶金。山西冶金ShanxiMetallurgy吕梁建龙块矿高温冶金性能研究席文强，唐永红，熊晨华（吕梁建龙实业有限公司，山西吕梁0 32 10 0）文献标识码：A1.2.2铁矿石还原度的测定本试验是按照GB/T13241一2 0 17 规定的铁矿石还原性的测定方法进行。1.2.3铁矿石熔滴性能的测定本试验采用鞍山科翔RDL-2015A型铁矿石软熔滴落试验设备进行。以位移传感器测定料面下降毫米数据，料面收缩率为10%时的试样温度为开始软化温度T10，料面收缩率为40%时的试样温度为软化终点温度T40，两者之间的温度差值为软化温度区间T1；压差陡升的温度为熔化开始温度Ts，第一滴铁水滴落时的温度为滴落温度T。，两者之间的温度差值为软熔区间T2，铁矿石开始软化至铁水滴落温度差值为熔滴区间T3。2试验结果与分析2.1块矿的热爆裂性能分析及评价热爆裂是块矿是升温过程中在热应力作用下而发生的破碎现象，热应力的产生多源于铁矿石内结晶水的释放和碳酸盐的分解。爆裂主要发生在受热过程的前10 min，与结晶水的分解脱除时间基本一致,块矿受热后结晶水分解形成水蒸气在块矿内部逐渐扩散、累积，使得局部应力增大并集中作用于硅铝含量高、孔隙结构发达的结构薄弱部位，当累积应力高于WWw(P)w(s)W(K,O)(Na,O)/%/%/%/%Total 211No.8,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.08.022文章编号：16 7 2-1152(2 0 2 3)0 8-0 0 54-0 2该部位的强度极限时即形成爆裂。一般块矿的抗热冲/%/%0.710.1340.0440.0080.0271.120.0570.0160.003 0.0120.029/%击能力越大,其爆裂指数越小,产生的粉末越少。6种块矿中PB块为褐铁矿,结构相对疏松,孔隙率高，结晶水含量高，试验加热到7 0 0 时,结晶水分解，局部应力增大导致矿石爆裂，其热强度较差。南非块为赤铁矿,结构相对致密,结晶水含量低，热爆裂性能较好。热爆裂性能排序：南非块 纽曼块 库里块 金宝块 罗伊山MB块 PB块。2.2块矿的还原性能分析及评价影响铁矿石还原性的因素有很多，主要有粒度、气孔率、矿物组成及结构、脉石成分等。小块矿石还原2023年第8 期席文强，等：吕梁建龙块矿高温冶金性能研究55表2 块矿热爆裂性能块矿热爆裂南非金宝块PB块纽曼块罗伊山库里块性能(DI)块DI-6.31.72DI-3150.90DIL-0.50.29比大块矿石快，在高炉内间接还原比例较高，节约焦炭消耗，但矿石粒度太小会使料柱透气性变坏；矿结构比较致密，气孔率低，还原性较差。褐铁矿是由赤铁矿风化而成，组织疏松，气孔率高，还原性好。铁矿石还原性好,有利于降低焦比。南非块、纽曼块属于赤铁矿类，赤铁矿中铁以Fe2O;形态存在,本应还原性良好，但一般赤铁矿气孔度低，故还原性也偏差。6 种块矿中南非块矿的还原度最差；褐铁矿由于其矿物组成为Fe2O：n H,O,再加上褐铁矿的组织疏松，孔隙度高，故常见褐铁矿的还原度比较优良1。表3块矿还原性能块矿名称南非块金宝块PB块纽曼块MB块还原性指标（RI)/%49.3083.9082.1078.1071.6081.00还原性能排序：金宝块 PB块 库里块 纽曼块 罗伊山MB块 南非块。2.3块矿的熔滴性能分析及评价除南非块矿外,其余5种块矿的软化开始温度均低于10 0 0，库里块矿的软化开始温度最低为8 9 8，纽曼块、金宝块、PB块、罗伊山MB块的软化开始温度均9 51,软化终点温度也均不超过12 0 0 说明软化开始温度与铁矿石还原度有关，还原度较好的块矿软化开始温度较低。南非块开始软化温度最高，软化区间最窄,软化性能优秀;PB块与罗伊山MB块开始软化温度接近，但PB块软化区间较罗伊山MB窄2 6;同样,纽曼块与金宝块软化温度接近，但其软化区间较窄,软化性能相对较优；金宝块软化区间为2 6 5 2 50,软化表4块矿熔滴性能软化性能软熔性能MB块块矿名称8.1816.214.659.240.982.02APmaxls特性6.899.793.635.350.650.85罗伊山库里块7.213.910.73T10/T.4/A T./Ts/Ta/AT./A T /库里块898112422613661442765443.8152.3纽曼块9271128201134515221775951.4南非块11381273135130114731723358.5385.0罗伊山MB块951117622512991522223 5710.8金宝块9291194265129214191274907.9449.1PB块9491148199123913801414319.3527.0性能较差。软化性能排序：南非块 PB块 罗伊山MB块 金宝块 纽曼块 库里块。除PB块矿外，其他5种块矿开始熔化温度均1250，软熔区间 纽曼块 南非块 金宝块 罗伊山MB块 PB块。综上,块矿熔滴性能排序：南非块 PB块 金宝块 罗伊山MB块 纽曼块 库里块。3结论热爆裂性能：南非块的热爆裂指数最低，适合高炉使用，配加同时综合考虑高炉碱负荷；PB块热爆裂指数最差，使用时注意其在高炉上部的粉化率。还原性能：5种块矿还原性能最好的为PB块矿，最差的为南非块矿，使用时须将还原性能好的和差的块矿搭配使用。熔滴性能：还原度较好的块矿软化开始温度较低；南非块开始软化温度较高，熔滴区间窄，熔滴性能较好。1孙宝芳，周晓东，安玉兆，等.青岛特钢高炉用块矿基础性能分析J.山东冶金,2 0 2 0,42(3):45-47.kPakPa95.849.0参考文献(编辑：杨光辉)Study on High Temperature Metallurgical Properties of Jianlong Block Mine in LvliangXi Wenqiang,Tang Yonghong,Xiong Chenhua(Lvliang Jianlong Industrial Co.,Ltd.,Lvliang Shanxi032100,China)Abstract:Analysis and research were conducted on the chemical composition,thermal burst index,reducibility,and droplet performance ofblock ores used in the Lvliang Jianlong company blast furnace.It was found that the SiO2 and Al2Os contents of six types of block ores wereall low.The thermal burst of South African block ores was the best at 1.72%,but their reducibility was the worst at 49.3%,with the bestreducing performance being the Jinbao block ore at 83.9%,Mount Roy MB block,PB block,Jinbao block,Newman block and Curie block,with softening temperature of 898951 a n d w i d e me l t i n g d r o p r a n g e.Keywords:thermal burst index;reductivityi droplet performance