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高炉冶炼如何对铁矿石的质量进行评价?

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高炉冶炼如何对铁矿石的质量进行评价?

收起 中国冶金 1个月前 (12-08) 0

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铁矿石是高炉冶炼最主要的原料,铁矿石质量的优劣直接影响高炉冶炼进程和技术经济指标。通常从以下几方面加以评价。
(1)矿石舍铁品位
铁矿石品位高,有利于降低高炉焦比和提高产量。这是因为铁矿石品位高,则脉石数量少,冶炼用熔剂数量也少,渣量减少,焦比降低。而且渣量减少的比率要大于品位提高的比率。所以贫矿直接入炉冶炼不仅在经济上是不合理的,而且也会给操作带来较多困难。
(2)脉石的化学成分及分布
脉石的成分及分布对矿石的冶炼价值影响很大。铁矿石中的脉石主要包括SiO2,Al2O3等酸性氧化物和Cao,Mgo等碱性氧化物。由于大多数矿石的脉石和焦炭灰分为酸性氧化物,故通常要消耗相当数量的石灰石(CaCO3)或白云石(CaCO3.MgCO3)等碱性熔剂来造渣,只有当渣中碱性氧化物与酸性氧化物含量大体相等,炉渣的熔点才较低、流动性较好,利于冶炼与正常操作。因此含碱性脉石(Ca0+Mgo)量适当的矿石,具有较高的冶炼价值,可允许其含铁量低些,冶炼仍然是经济的,矿石中脉石的分布,特别是对于需要选别的贫矿,是很重要的性质。如果含铁矿物与脉石以较粗大的晶粒嵌布,则在选矿过程中容易实现有用矿物的单体分离,从而使有用元素达到有效富集。此外,有用矿物与脉石的结构又决定了矿石的致密程度,影响矿石的机械强度与还原性。矿石要具有一定的致密度及机械强度,但也不宜过度致密,否则难以进行加工和还原。
(3)有害杂质与有益元素的含量
矿石中常见的有害杂质是S,P,较少见的有碱金属K.Na以及Cu,Pb Zn,F和As等.S,P,Cu和As易还原进入生铁,对钢材性能有害.K.
Na,Pb,Zn,F等虽然不能进入生铁,但Pb,Zn易于破坏炉底砖衬,K,Na易在炉内循环积累造成结瘤,F会污染环境、有害人体健康。S对钢材是最为有害的成分,使钢材具有热脆性。国家标准规定,生铁含S量不能大于0.07%,因此矿石含S越少越好。P也是钢材中的有害成分,使钢材具有冷脆性质。由于P在选矿和造块过程中不宜被除去,而在高炉冶炼过程中又全部还原进入生铁,因此要求矿石含P越低越好。
铁矿石中有些共生的有益元素可被还原进入生铁,改善钢材性能,如Cr,Ni,V.Nb等,还有的矿石中的伴生有益元素具有极高的单体分离提取价值,如Ti和稀土元素(Re)等。这类矿石应作为宝贵的综合利用资源。
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(4)矿石的强度和粒度组成
高炉冶炼要求矿石应具有较高的强度、适宜的粒度组成。矿石强度差,粉末多,料柱的透气性差,炉况不顺,煤气能量利用不好。但粒度过大又会降低还原速度,使焦比升高。一般规定小于5mm的粉矿不能入炉,粒度上限与原料的还原性有关。因此,从矿山开采出来的矿石,应当经过处理。大块要破碎,粉末要筛除。(5)矿石的还原性
矿石在高炉内被煤气还原的难易程度称为还原性。矿石还原性好,治炼消耗碳的量少,焦比低。矿石的还原性与其结构有关,如矿石的致密程度、开口的微气孔率及气孔的分布状态。一般磁铁矿因结构致密,最难还原。褐铁矿及菱铁矿在炉内受热分解,形成疏松多孔结构,最易还原。赤铁矿的还原性居中。人造富矿一般较天然富矿具有较好的还原性。矿石还原的难易影响冶炼效率,但不能决定矿石能否利用。(6)矿石化学成分的稳定性
矿石化学成分波动会引起炉温、炉渣碱度和生铁质量的波动,从而破坏炉况顺行,使焦比升高,产量降低,并且不利于实现自动控制。为了稳定化学成分,应当在矿石破碎筛分后,进行混匀处理。
(7)石的高温性能
铁矿石的高温性能由热态还原强度以及软熔性能组成。矿石在炉内下降过程中温度不断升高,同时不断地被煤气还原。高炉冶炼要求矿石在受热升温及被还原的过程中和还原后都不应因强度下降而破碎,以免影响料柱的透气性。矿石的软熔性能包括开始软化温度的高低、软化熔融温度区间的大小。为了使矿石在熔化造渣前更多地被煤气还原,矿石的开始软化温度不可过低,软化熔融温度区间不可过大。这不仅可使矿石在熔化前达到较高的还原度,减少高温直接还原比例,降低焦比,而且可使高炉软熔带变薄,保证炉内具有良好的透气性。
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