Research on Sintering Performance of Australian One-Steel Powder Ore
This study explores the physical and chemical properties of Australian YG powder ore and its performance during sintering. We evaluated the effectiveness of replacing traditional Australian powder with different proportions of one steel powder through a sintering cup test. The results showed that replacing FG powder can significantly improve the strength of sintered ore and reduce fuel consumption, although this may lead to a slight decrease in Al 2O 3content in sintered ore. This substitution has a relatively small overall impact on sintering production and can meet industrial production standards. The research results provide a new perspective for optimizing the production of sintered ore and help reduce costs.
YG Powder Ore
一钢粉是澳大利亚One Steel公司的产品,出产于南澳的铁矿区。选取常用的两种粉矿,与YG粉进行对比分析。其中,FG粉矿属于结晶水含量较高的褐铁矿,自然品味59%左右,单烧品位65%以上
品名 |
TFe |
CaO |
SiO2 |
MgO |
Al2O3 |
S |
P |
Mn |
TiO2 |
K2O |
Na2O |
LOI |
巴西BG粉矿 |
61.62 |
0.17 |
5.31 |
0.12 |
2.44 |
0.006 |
0.112 |
0.19 |
0.12 |
0.023 |
0.022 |
2.69 |
FG粉矿 |
58.59 |
0.03 |
5.30 |
0.06 |
2.58 |
0.032 |
0.069 |
0.56 |
0.14 |
0.028 |
0.028 |
7.98 |
YG粉矿 |
59.66 |
0.10 |
7.03 |
0.31 |
2.03 |
0.054 |
0.041 |
0.11 |
0.20 |
0.025 |
0.076 |
4.62 |
一钢粉铁含量较FG粉矿高,二氧化硅含量高,三氧化二铝含量低,烧损低;有害元素P含量低,但是S含量略高。
利用光学显微镜,对含铁原料的工艺矿物微观组成和结构,为合理客观评价含铁原料的性能及分析其对烧结的影响提供充分依据。在矿物组成上,该铁矿粉与前述几种西澳出产的铁矿石稍有不同,一钢粉矿中除赤铁矿和针铁矿及石英等矿物外(
赤铁矿H |
针铁矿G |
磁铁矿M |
石英Q |
高岭石K |
其他 |
54 |
35 |
2 |
6 |
2 |
1 |
一钢粉配比烧结试验(如
品名批号 |
配比1 |
配比2 |
配比3 |
配比4 |
配比5 |
YG粉矿 |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
其它小计 |
100 |
95 |
90 |
85 |
80 |
合计 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
试验在SiO2= 5.5%、MgO = 1.55%、生石灰配比3.6%、制粒时间为5 min等固定条件下进行配料和制粒。一钢粉(YG粉矿)配比试验实际用高硅的YG粉矿部分取代同规格的粉矿,如
方案 |
焦粉用量/% |
设计水分/% |
透气性指数J.P.U. |
配比1 |
4.1 |
7.00 |
24.67 |
7.50 |
37.91 |
||
7.75 |
42.13 |
||
8.00 |
50.44 |
||
配比2 |
4.4 |
7.00 |
30.60 |
7.25 |
35.73 |
||
7.50 |
36.68 |
||
8.00 |
47.58 |
||
配比3 |
4.4 |
7.00 |
32.78 |
7.25 |
35.43 |
||
7.50 |
38.27 |
||
8.00 |
42.23 |
||
配比4 |
4.4 |
7.00 |
38.27 |
7.25 |
40.13 |
||
7.50 |
42.31 |
||
8.00 |
45.46 |
||
配比5 |
4.4 |
7.00 |
31.69 |
7.25 |
37.70 |
||
7.50 |
42.35 |
||
8.00 |
44.11 |
制粒过程一般以粗大矿石颗粒或返矿为形核颗粒(粒度大于0.7 mm),在水的作用下粒度较小的颗粒(粒度小于0.2 mm,一般称为粘附粒子)粘附在形核颗粒表面形成较大颗粒,这些颗粒继续在外力作用下不断碰撞促进颗粒长大至合理的粒径范围
试验对三种单矿(FG粉矿、BG粉矿、YG粉矿)配矿时并不配入筛下粉、杂料等原料,试验在碱度R = 1.7、MgO = 1.55%、生石灰配比3.6%、制粒时间为5 min等固定条件下进行配料和制粒。
对比三种铁矿粉的原始粒度组成可得,BG粉矿 < YG粉矿 < FG粉矿,对应的−0.25 mm粒级含量分别为27.55%、23.33%和19.49%。铁矿粉本身的粒度组成对制粒过程有较大的影响,但最终混合料的粒度组成还和实际包含返矿、熔剂、燃料等组成的料群体系的性质有关。假设返矿的粒度组成恒定并用SI-F现场返矿的粒度组成代替,结合实际的配料比例对各干基混合料的粒度组成进行估算,如
方案 |
+5 |
3~5 |
1~3 |
0.5~1 |
0.25~0.5 |
−0.25 |
FG粉矿 |
16.00 |
17.22 |
32.59 |
8.92 |
8.05 |
17.21 |
BG粉矿 |
14.13 |
13.76 |
31.56 |
8.04 |
10.18 |
22.33 |
YG粉矿 |
14.66 |
16.96 |
32.04 |
9.01 |
8.50 |
18.83 |
一钢粉配比烧结试验(如
配比/% |
焦粉/水分/% |
透气性指数KD |
FFS/mm/min |
TI/% |
Y/% |
P/t∙m−2h−1 |
EC/kg∙t−1 |
R |
配比1/0 |
4.1/7.5 |
37.91 |
22.80 |
62.40 |
76.40 |
1.60 |
59.72 |
1.02 |
配比2/5 |
4.4/7.25 |
34.24 |
20.86 |
61.71 |
78.93 |
1.52 |
63.17 |
0.96 |
配比3/10 |
4.4/7.5 |
39.46 |
22.60 |
61.54 |
77.24 |
1.63 |
64.31 |
1.04 |
配比4/15 |
4.4/7.25 |
38.93 |
22.72 |
61.32 |
77.54 |
1.65 |
63.97 |
1.03 |
配比5/20 |
4.4/7.25 |
37.63 |
22.73 |
60.76 |
77.18 |
1.64 |
64.73 |
1.04 |
烧结杯试验在碱度R = 1.7、SiO2= 5.5%、MgO = 1.55%等固定条件下,进行了焦粉用量和混合料水分的优化试验。通过优化试验得到了不同配比方案的最佳条件及烧结指标,如
由
与基准配比实验相比,YG粉矿粉的配入,使烧结利用系数明显升高,但转鼓强度下降,固体能耗升高。
试验对三种单矿(FG粉矿、BG粉矿、YG粉矿)配矿时并不配入筛下粉、杂料等原料,烧结试验在碱度R = 1.7、MgO = 1.55%等条件下进行。通过对焦粉用量、水分的优化,可得到三种单矿最佳的烧结指标,如
铁矿 |
焦粉/水分/% |
透气性指数KD |
FFS/mm/min |
TI/% |
Y/% |
P/t∙m−2h−1 |
EC/kg∙t−1 |
R |
FG粉矿 |
5.0/7.0 |
37.11 |
24.86 |
60.13 |
76.43 |
1.53 |
75.96 |
1.05 |
BG粉矿 |
5.0/7.25 |
35.02 |
24.16 |
60.40 |
78.50 |
1.73 |
71.62 |
0.96 |
YG粉矿 |
5.0/6.75 |
33.57 |
24.16 |
57.87 |
77.41 |
1.60 |
74.15 |
1.00 |
由
烧结矿强度是由粘结相自身强度、核颗粒强度及粘结相与核颗粒间的粘结强度共同决定。烧结矿的破坏是在最弱强度区域发生。从三种铁矿粉来看,由于FG粉矿和YG粉矿粉含结晶水远高于BG粉矿粉,因此,BG粉矿核颗粒的热稳定性要远优于其它两个矿粉。从而导致BG粉矿粉的烧结矿强度高于其它两种矿粉。
从单矿烧结指标与基准配比实验相比发现,烧结机利用系数高于基准配比实验,但转鼓强度明显低于基准实验,固体燃耗远高于基准配比实验。因此,优化配矿就显得尤为重要。通过各种矿粉性能的合理搭配和优势互补,方能取得良好的强度和高的产量及低的固体能耗。
1) 澳洲YG粉矿硅含量高,三氧化二铝含量低,使用时,通过结构优化,可以配入一定低硅高铝品种烧结粉,降低配矿成本。
2) 澳洲YG粉矿小于0.25 mm粒度比例适中,有利于烧结原料制粒,烧结过程透气性良好。垂直烧结速度快,烧结利用系数高,但是烧结矿结晶的发展相对来说不完善,致使其烧结矿强度较低。
3) 烧结杯试验表明,烧结机利用系数高于基准配比实验,但转鼓强度明显低于基准实验,固体燃耗高于基准配比实验。通过各种矿粉性能的合理搭配和优势互补,方能取得良好的强度和高的产量及低的固体能耗。