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脉石含量对炼铁流程的影响

在高炉所用原料中,烧结矿、球团矿和生矿中都含有脉石,脉石中SiO2含量的高低决定了烧结矿强度和反应性、球团矿的强度、以及高炉冶炼渣量的大小。渣铁比高则会导致高炉冶炼焦比升高,使生铁成本提高,为此,人们要在合理的配矿条件下寻求低硅的富矿粉作为入炉原料[3]。

针对钒钛矿烧结,不同SiO2 配比条件下,TiO2 含量的增加对烧结矿利用系数的影响均成正相关,其对转鼓指数的降低作用较为明显,大概每提高1% 的TiO2,转鼓指数降低2% ~ 3%;TiO2 含量变化与低温还原粉化指数呈正相关,在低硅下提高TiO2 含量,对RDI+3.15 的影响正向作用更加明显。

湛钢高炉渣中镁铝比下降,由2016 年的0.49 降至2019 年的0.42 左右,年均铁水温度逐步上升,基本控制在1510 至1515℃之间,铁水硫含量控制在0.026% 及以下,为炼钢提供优质铁水。随着M/A 或者碱度的增加,炉渣溶化性温度都是增加趋势,炉渣粘度都有下降趋势,考虑到熔化性温度,M/A 和碱度不宜同时过高,二者为互补关系,当M/A 在0.4 至0.45 时,碱度在1.23 至1.25即可,炉渣粘度及熔化性温度均合适。湛钢高炉渣成分范围落在1500℃条件下CaO-SiO2-MgOAl2O3四元系等粘度图及等液相线图稀疏部位,得出湛钢高炉渣化学稳定性良好,高炉渣粘度符合高炉冶炼要求[4]。湛江高炉近年来取得了一系列的成绩,如经济指标持续提升,技术指标名列大高炉前列。高炉炉渣粘度及成分的合理控制是其实现这些目标的关键支撑。

在高炉冶炼过程中,炉渣碱度增加有助于提高炉渣穿过焦炭层的能力,这主要是由于炉渣中SiO2质量分数降低,炉渣黏度降低,流动性变好,同时渣中SiO2质量分数降低也使得渣焦间润湿性变差,有利于炉渣的流动[5]。在高炉软熔带以下,SiO2含量越高,炉渣粘度越大,对于气流阻力和透液性都有较大的负面影响,因此,在高炉冶炼过程中,应保证合适的炉渣碱度。

针对高炉炉渣的利用,有学者提出混合铁尾矿渣与高炉渣制作合格矿棉,以提升高炉渣和矿渣的利用价值[6]。高炉渣作为矿渣棉原料唯一的瓶颈是SiO2%含量稍低,而冀东地区铁尾矿化学成分主要为SiO2,质量分数达到75%以上,这为铁尾矿作为高炉熔渣的调质剂奠定了基础(铁尾矿是选矿过程中排出的固体或粉状的残渣)。2020年中国生铁产量达到8亿吨以上,按照渣铁比330kg/t计算,炉渣产量在2.64亿吨以上。通过这种方法提升炉渣的利用效果,对于企业来说可以达到一举两得的效果。



开封市洁净煤化工研究所(河南远征冶金科技)

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