钢铁厂冷压块与球团矿冶金性能对比

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摘要：冶金工业生产领域里，由于对减排的政策要求越来越高，企业内部循环无聊的处理日渐成为一个人们课题。冷固成型技术尽管发展有一定局限，但如果能与固废处理相结合，可以发挥更大的社会和经济效益，形成高效的循环经济新技术。本项目通过对冷压球（块）的冶金性能对比研究，分析了作为高炉入炉原料的可行性，对钢铁企业循环物料的资源化利用开拓了新的途径。

关键词：冷压块；复合粘接剂；高炉应用；冶金性能

烧结矿和球团作为高炉炼铁生产的主要入炉原料，其自身的质量对于高炉炼铁而言具有很大的影响。近年来，由于钢铁行业竞争激烈，为了降低成本节约资源，必不可少的需要使用一些低成本的铁矿石，这就造成烧结矿的冶金性能不稳定、强度差。重庆臻焱节能环保科技有限公司在开发出专利技术后，在汉钢进行了冷压块的生产实践，取得很好的效果。但为了了解冷压块在生产过程中的作用机理，专门委托第三方科研机构进行了冷压块与常规使用的球团矿的冶金性能对比研究，进一步明确该项技术在实际使用中的价值。矿石的冶金性能是评价各类炼铁原料冶炼适应性价值的标准，通常再用的指标包括低温还原粉化、还原性、热爆裂性能、荷重软化特性等指标，这些指标的测试方法都有相应的标准进行规定。冷压块的低温还原粉化和还原性都有见诸报道的研究结论，因此本次研究的重点主要是爆裂性和荷重软化特性研究。

1研究方法

1.1荷重软化特性实验

目前对于荷重软化性能的实验方法国内没有统一的标准，不过通行的方法是试样在荷重状态下连续通还原气体并升温，同时连续测定位移变化获得试样随温度升高的收缩曲线，定义位移收缩10%为软化开始温度，压差最高对应的温度为软化终了温度。同时根据获得的压差变化定义熔融开始温度和熔融终了温度。铁矿石高温熔滴、软熔性能是影响高炉炉内情况，炉料的正常运行及煤气流的合理分布的重要性质。本实验是模拟高炉内软熔带条件，测定铁矿石的高温软熔性能，分析铁矿石在高温还原软熔过程中料层有关性能变化，为高炉冶炼提供参考依据。

1.2热爆裂指数检验方法

块矿热爆裂指数检测方法筛分粒度20~25mm的试样，称重500g试样，在100~110℃干燥至少12h，保留粒度20~25mm的样品并在100~110℃继续干燥至少2h得到检测试样；将石墨坩埚加热至700℃，恒温保持至少20min后将检测试样放入石墨坩埚中并盖上坩埚盖，至少30min后取出并冷却至室温；计算热爆裂指数DI-6.3测得石墨坩埚中的产品质量为m1，测得粒度小于6.3mm的产品质量为m2，热爆裂指数DI-6.3以实验结束后小于6.3mm的质量百分数定义。

2数据分析

2.1高炉工艺对入炉原料冶金性能的要求

研究重点集中在荷重软化特性与爆裂温度两个冶金性能指标。目前国内对入炉矿石的冶金性能要求均为非强制性的，官方标准是“YB/T421-2014铁烧结矿”对人造富矿的冶金性能进行了规定，但并未涉及荷重软化特性和热爆裂指数。而“GB50427-2008高炉炼铁工艺设计规范”也主要是针对特大型高炉，规定了热爆裂指数小于1%，也未涉及矿石的荷重软化特性。鉴于目前生产现状，行业内有一些基本的冶金性能约束条件杯采用。一般对荷重软化指标，人为开始软化温度不低于1100℃，软化区间不大于100℃为宜。热爆裂指数一般应小于10％，如热爆裂指数超过10％，则对应块矿的添加比例不超过15％。

2.2冷压块的冶金性能分析

表1是对本次所用矿石试样的抗压强度进行了测定，球团的抗压强度平均值达到了2526N/个球，完全能够满足高炉使用的要求。通常情况下1000M3级别的高炉，抗压强度1500~2500N/个球都是可以接受的。但是可以看到，压块的强度就要偏低一些，但是考虑的压块的入炉比例比较低，如果规定一个严格的控制上限应该也能满足冶炼要求。表2是荷重软化特性的指标测定。从冶炼的角度来说，荷重软化特性主要描述了高炉原料间接还原的区间大小和软融带的厚度，工艺上希望间接还原区间大一些、软融带薄一些，则既能保证高炉化学能利用水平，又能保证顺行维持高产条件。参照球团矿的荷重软化数据，压块球的开始软化温度要略低一些，距离一般要求的下限温度（1100℃）也差了34℃，软化区间高于球团矿。因此综合来看，压块是可以作为炉料进行入炉冶炼的，但是应该限制比例使用。表3是本次实验研究获得的对比样热爆裂指数测定数据。数据表明压块的热爆裂指数远远大于球团矿，这跟冷固压块技术采用的符合粘结剂有一定关系。

3结语

综合以上数据，结合冷固压块在生产实际中的一些情况，得到以下结论：（1）冷固压块技术是一个相对比较成熟的技术，在冶金企业处理一些循化料并参与一些工艺环节，是可行的。（2）实践种利用特殊的粘结剂对钢铁厂的循环料进行冷固处理，经过测定冶金性能表明，基本能够满足高炉冶炼的要求，但是通过与球团的冶金性能进行对比，差距仍然是存在的。因此，在实际生产过程中应予以限制使用。（3）该项研究工作要有进一步深入研究的必要，因为在减排的要求下，将企业循环料高效使用的要求会更加迫切。

作者：严礼祥 单位：重庆臻焱节能环保科技有限公司