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转炉钢渣用于烧结的实验研究

为了实现钢渣多方面应用,达到减少资源的浪费和环境污染的目的,根据烧结原料及钢渣特性进行不同钢渣配比烧结杯实验,并对烧结矿的冶金性能进行测定研究。显示:钢渣对于烧结温度、垂直的烧结速度和烧结利用系数有明显的改善作用。随着钢渣配比的增加,烧结矿成品率和转鼓强度均出现了先增后降态势。烧结矿的还原率随钢渣配比的增加呈现不同程度下降,而烧结矿的粉化性能得到较大改进。

钢渣是炼钢中间产生的副产品,产量占比粗钢的10-20%。我国是产钢大国,每年会产生大量钢渣,其利用率只有30-40%。大量的钢渣在选铁后背堆弃,占大量土地同时还污染环境造成资源浪费。随着他铁矿石的价格上涨,钢材需求增幅减缓,使钢铁企业处于产量大而效益不高的尴尬局面。于是实现钢厂二次资源的综合利用是提高钢铁企业效益的好办法。

钢渣中含有钙、铁、硅、镁等有效元素,本身且是熟料,把钢渣用来当作烧结溶剂是其主导利用方式。首钢、武钢、安钢、太钢等把钢渣返回烧结使用,经济社会效益得到提高。由于国内各烧结厂原料条件和操作要求各异,钢渣的使用情况和配入钢渣对烧结矿冶金性能及烧结经济技术指标影响也各异。因此,对于钢渣的使用进行烧结配加实验,就钢渣配加对烧结技术经济指标的影响探讨是很必要的。

钢渣对烧结温度和速度的影响

烧结温度和垂直烧结速度呈相似变化趋势,随着钢渣配入量增加而增大。

钢渣配入量在3%以下烧结温度和垂直烧结速度与基准期相比变化不大。当配入量高于3%时,两者急剧增大,在6%时达到最大。

钢渣本身属于熟料,在烧结中易于熔融,耗能低,且含较高的CaO,石灰石的配比量相应减少,烧结过程中石灰石分解耗能相应降低,导致烧结温度升高。钢渣是强度较高的颗粒,配入烧结料后,改善了烧结料的粒度。钢渣在混料过程中钢渣粉压球粘合剂是原料成球的核心,改善了烧结料的成球效果,增大了烧结料的透气性能,让烧结时间变短,垂直烧结速度增大。液相的数量和品质是烧结矿的决定性因素,提高烧结矿质量主要得靠它。

钢渣配入量过大,烧结温度急剧增大,保持时间太短,形成局部过烧现象,液相在短时间难以达到平衡,导致很多烧结料熔融和结晶不完全,让烧结矿强度和成品率逐渐降低。所以,过大的钢渣配比对烧结矿的强度和成品率造成不良影响,钢渣配入量不能超过4%。

随着钢渣配比的增加,烧结利用系数呈现逐渐增加的趋势。烧结利用系数是综合考察烧结机效率的重要指标,一方面代表烧结时间的长短,另一方面代表了成品率的高低。逐渐增加的原因有两个: 一方面,钢渣的配加替代了石灰石,烧结时间减小,垂直烧结速度增大; 另一方面,烧结矿结构致密,烧结成品率升高。钢渣配入量在 3%以下时,烧结利用系数比基准期略有增大,说明成品率高起到了主要作用; 而钢渣加入量大于 3%时,虽然成品率逐渐下降,但利用系数逐渐增大,说明烧结时间起到了主要的作用。

烧结矿的还原率随钢渣配比的增加呈现出下降的趋势。与基准期相比,钢渣配比为 6%时,还原率由 90.5%降低到 84.98%。其原因有两方面: 一方面配加钢渣会使烧结过程中液相增加,导致烧结矿纤维组织致密和气孔率降低,从而降低了烧结矿的还原率; 同时,由于焦粉配比不变,配入钢渣后还原气氛增强,烧结温度升高,烧结矿中浮士体较多,晶粒得到充分长大,造成烧结矿还原度降低。另一方面,钢渣配比升高时,会造成烧结矿含铁品位下降,导致还原性能下降。

结语

⑴ 随着钢渣配入量的增加,烧结矿烧结温度、烧结速度及烧结利用系数有所提高,成品率和转鼓强度呈现先增大后减小的趋势。

⑵钢渣对烧结矿冶金性能有很大的影响。随钢渣配比的增加,烧结矿的还原率呈现不断降低的趋势,而粉化性能却得到了明显的改善。

⑶ 烧结配入钢渣会使烧结矿铁品位含量下降和 P 含量升高。钢渣配入量每增加 1%,烧结矿 T Fe含量 将 降 低 0. 3%,烧 结 矿 的 P 含 量 将 升 高0.0375%。


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