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转底炉工艺锌残留解析及强化脱锌机理 被引量：1
1
作者 陈铁军 金路恒 +3 位作者 万军营 郑锡瀚 周仙霖 刘佳文 《烧结球团》 北大核心 2025年第3期132-140,148,共10页
转底炉处理含锌粉尘工艺存在高锌原料无法充分脱锌的问题。为此,本文通过对现场金属化球团产品进行剖析,探讨锌残留的原因;研究外加气流对还原过程中锌和铁反应行为的影响,具体探究N_(2)流速、CO含量对金属化团块还原效果的影响。结果表... 转底炉处理含锌粉尘工艺存在高锌原料无法充分脱锌的问题。为此,本文通过对现场金属化球团产品进行剖析,探讨锌残留的原因;研究外加气流对还原过程中锌和铁反应行为的影响,具体探究N_(2)流速、CO含量对金属化团块还原效果的影响。结果表明:还原焙烧过程中生成的铁连晶和低熔点化合物堵塞了孔隙,阻碍了锌的挥发,使锌以Zn和ZnO的形式附着在铁连晶周围;当氮气流速从0提高到6 m/s时,脱锌率从50.83%增长至93.19%,金属化率从74.69%降低至67.92%;当CO体积分数从0增长到40%时,脱锌率均维持在90%以上,金属化率从68.30%增长到85.77%,说明还原性气流可以促进锌的挥发,同时提高金属化率。气流强化脱锌机理分析表明,在无气流条件下,液相产生或者铁连晶长大阻碍了锌的挥发通道,导致锌在团块内部富集,而外加还原性气流能够提高锌挥发的速度,促进锌的挥发过程。 展开更多
关键词 含锌粉尘 脱锌 转底炉 直接还原 冶金固废
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MgO-B_(2)O_(3)协同优化对镁质球团冶金性能的影响
2
作者 杨双平 刘安琪 +3 位作者 王苗 董洁 刘起航 何少红 《钢铁》 北大核心 2025年第10期31-41,共11页
在“双碳”战略背景下,提升高炉球团矿比例已经成为钢铁工业低碳转型的重要路径。针对镁质球团矿中w(MgO)阈值与抗压强度呈负相关的难题,采用硼铁矿代替传统镁源,系统探究MgO-B_(2)O_(3)对球团矿冶金性能协同优化作用。通过建立氧化焙... 在“双碳”战略背景下,提升高炉球团矿比例已经成为钢铁工业低碳转型的重要路径。针对镁质球团矿中w(MgO)阈值与抗压强度呈负相关的难题,采用硼铁矿代替传统镁源,系统探究MgO-B_(2)O_(3)对球团矿冶金性能协同优化作用。通过建立氧化焙烧相平衡和液相量模型,结合球团矿抗压强度与还原性能,揭示B_(2)O_(3)对抑制MgO负面影响的作用机理,得到适合的w(MgO)和w(B_(2)O_(3))。在氧分压为21278.25 Pa、焙烧温度为1250℃、焙烧时间为10 min、碱度为1.0的模拟条件下,随着w(MgO)从1.5%增加至2.7%,液相量(质量分数)由8.07%升高至18.31%,铁酸镁等高熔点固熔体区域增大,赤铁矿区域减小;当w(MgO)进一步增加到3.1%时,球团赤铁矿的再结晶过程受到影响,导致球团冶金性能减弱;MgO-B_(2)O_(3)(硼铁矿)体系与单一MgO体系相比,赤铁矿区域显著增大,高熔点固溶物减少,液相量相应增多,表明B_(2)O_(3)能够削弱MgO对Fe3O4氧化的不利影响,提高球团矿抗压强度。当w(MgO)增加至2.7%时,实际球团矿的抗压强度由2641 N/个提高至3056 N/个,还原膨胀率(reduction expansion rate,IRS)由18.0%降低到11.4%,还原度(reduction degree,IR)由58.8%增大至71.0%,软化区间由76℃上升至83℃,液相将各物相紧紧连接在一起。研究结果表明,当焙烧温度为1250℃、焙烧时间为10 min、w(MgO)为2.7%、w(B_(2)O_(3))为0.60%、碱度为1.0时,球团矿的液相量(质量分数)为18.31%,抗压强度为3056 N/个,软化区间为83℃,IRS为11.4%,IR为71.0%,镁质球团的冶金性能得到显著改善。结果为硼铁矿作为镁质添加剂提高镁质球团矿的性能和开发利用提供了理论支持。 展开更多
关键词 镁质球团 氧化焙烧 FactSage模拟 液相量 抗压强度 冶金性能 MGO含量 B_(2)O_(3)含量
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有机黏结剂高品位球团的固结机制研究
3
作者 周仙霖 郑子康 +3 位作者 万军营 陈铁军 罗艳红 王兆才 《烧结球团》 北大核心 2025年第3期70-77,共8页
应用纯有机黏结剂可以显著提高成品球的TFe质量分数,研究纯有机黏结剂球团对炼铁工艺具有重要意义。本文以细粒级高品位磁铁精矿和有机黏结剂JDOB-4及印度膨润土为原料,研究有机黏结剂和膨润土对高品位球团矿性能的影响,并采用光学显微... 应用纯有机黏结剂可以显著提高成品球的TFe质量分数,研究纯有机黏结剂球团对炼铁工艺具有重要意义。本文以细粒级高品位磁铁精矿和有机黏结剂JDOB-4及印度膨润土为原料,研究有机黏结剂和膨润土对高品位球团矿性能的影响,并采用光学显微镜与扫描电子显微镜-能谱仪等仪器,分析球团矿的微观结构变化规律。结果表明:当JDOB-4添加量为0.15%时,生球的落下强度为6.1次/(0.5 m),在预热温度为1050℃、预热时间为18 min、焙烧温度为1300℃、焙烧时间为21 min的预热焙烧条件下,焙烧球的抗压强度为2290 N/P;随着JDOB-4添加量的增加,焙烧球的抗压强度先增加后减少。当有机黏结剂用量过多时,球团内部孔洞增加,形成了高孔隙度、疏松的微观结构,导致球团的抗压强度下降。相比膨润土球团,添加有机黏结剂较多的球团焙烧过程需要提高焙烧温度、延长焙烧时间来促进赤铁矿连晶,进而提高焙烧球的抗压强度。本文研究成果可为采用国内高品位铁精矿,配加纯有机黏结剂生产高品位氧化球团提供参考。 展开更多
关键词 高品位铁精矿 有机黏结剂 预热焙烧 固结机理
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配加含钛原料对球团性能的影响
4
作者 周仙霖 陈仡煌 +4 位作者 罗艳红 郑子康 胡钺 蒋佳颖 张露 《烧结球团》 北大核心 2025年第1期69-77,共9页
HIsmelt还原熔炼工艺以其短流程、原料兼容性好及产品质量高而受到关注。由于其较高的二次燃烧率,炉渣中的FeO含量提高,这可能导致炉膛内侵蚀加剧。因此,HIsmelt还原熔炼可借鉴高炉使用含钛原料进行护炉操作。生产含钛球团的主要原料来... HIsmelt还原熔炼工艺以其短流程、原料兼容性好及产品质量高而受到关注。由于其较高的二次燃烧率,炉渣中的FeO含量提高,这可能导致炉膛内侵蚀加剧。因此,HIsmelt还原熔炼可借鉴高炉使用含钛原料进行护炉操作。生产含钛球团的主要原料来源包括钒钛磁铁矿、钛铁矿和海砂矿,这些原料大多颗粒粗大,比表面积小,亲水性差。为了生产高质量的含钛球团,本研究采用钒钛磁铁矿和海砂矿作为含钛材料进行了球团化试验,并观察了不同含钛原料及其不同添加比例对生球、预热球和成品球质量的影响。结果显示,常规球团所需的预热温度为1000℃,含钛球团所需的预热温度较低,为950℃,而焙烧温度与常规球团相同。添加20%的钒钛磁铁矿或20%的海砂矿,可以生产出低钛球团,两种含钛球团矿的还原度相对较低,还原膨胀指数均低于15%,其物理、冶金性能与化学成分均符合工业生产的要求。 展开更多
关键词 含钛球团 HIsmelt工艺 护炉操作 钒钛磁铁矿 海砂矿
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酒钢本部周边高钛铁料资源的球团试验研究
5
作者 林志强 段嘉锋 +2 位作者 熊涛 刘发旭 武万明 《甘肃冶金》 2025年第4期17-22,共6页
结合酒钢球团竖炉生产实际,开展周边金塔与新疆地区的高钛精矿的基础性能与焙烧试验的研究,以确定最优球团配用方案,为生产提供技术支持,结果表明:一是新疆地区高钛精矿为目前酒钢球团较为理想的磁铁精矿,金塔地区高钛精矿因其品位、钛... 结合酒钢球团竖炉生产实际,开展周边金塔与新疆地区的高钛精矿的基础性能与焙烧试验的研究,以确定最优球团配用方案,为生产提供技术支持,结果表明:一是新疆地区高钛精矿为目前酒钢球团较为理想的磁铁精矿,金塔地区高钛精矿因其品位、钛含量与焙烧性能较低,其参与球团生产将导致竖炉台时产量下降;二是生产含钛1.5%以下的球团矿,生产参数及热工参数调整可依据常规磁铁精矿成分进行调整,其均可满足高炉对球团矿质量的要求;三是随着原料钛含量的上升,可通过提高焙烧温度、增加氧化氛围或降低生产负荷,以达到高炉对球团矿质量的要求。 展开更多
关键词 高钛精矿 原料粒度组成 球团制备 球团焙烧、球团矿冶金性能
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氢气预还原冷却氧化球团新工艺有效能利用分析 被引量：1
6
作者 李峰 胡志敏 +2 位作者 储满生 唐珏 田宏宇 《钢铁》 北大核心 2025年第2期33-42,共10页
在“双碳”背景下,高温氧化球团的余热回收成为钢铁生产的一个节能潜力点。采用氢气将氧化球团进行预还原和冷却,可提高球团的质量,同时降低后续冶炼工序的能量需求。采用基于热力学第二定律的有效能分析方法,对氢气预还原冷却氧化球团... 在“双碳”背景下,高温氧化球团的余热回收成为钢铁生产的一个节能潜力点。采用氢气将氧化球团进行预还原和冷却,可提高球团的质量,同时降低后续冶炼工序的能量需求。采用基于热力学第二定律的有效能分析方法,对氢气预还原冷却氧化球团新工艺能量利用进行定量评价,考察了冷却气中氢气含量、氧化球团温度对新工艺有效能利用效率的影响。在此基础上,采用氢气冷却预还原氧化球团开展了热态试验。研究结果表明,在氢气体积分数为100%、氧化球团温度为1000℃条件下,预还原球团金属化率最高可达到32%,入炉氢气需求量为866.53 m^(3)/t,氢气利用率、热量利用效率、普遍有效能利用率和目的有效能利用率分别为25.55%、25.46%、92.03%和22.11%;当冷却气中氢气体积分数由100%降至60%时,冷却气需求量减少315.77 m^(3),但普遍有效能利用率降低6.54%,炉顶煤气温度升高,氢气体积分数不宜低于70%;当氧化球团温度由950℃升至1150℃,氢气需求量增加140.95 m^(3);预还原球团金属化率由30.50%提高至38.51%,但氢气利用率降低,普遍有效能和目的有效能利用率降低;采用100%氢气(体积分数)对温度为1000℃、品位为67.79%的氧化球团进行预还原冷却,预还原球团的金属化率达到34.77%,抗压强度和转鼓指数分别为1902 N/个和98.21%,满足后续工艺的生产要求。 展开更多
关键词 氢气 氧化球团 冷却 预还原 有效能 双碳 余热 抗压强度 转鼓指数
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煤灰对白云鄂博矿球团粉末结圈行为的影响 被引量：1
7
作者 石颜硕 高晓永 +4 位作者 苏龙 白晓光 王永斌 刘培军 柴轶凡 《钢铁》 北大核心 2025年第2期43-50,118,共9页
链箅机-回转窑是中国主要的氧化球团生产工艺,但回转窑的结圈问题一直制约着球团矿高效低耗的生产。回转窑内结圈程度加剧,对球团品质以及总体产量具有较大的影响,当窑内结圈物增多时,会对设备造成不可逆的影响,甚至引起安全事故。研究... 链箅机-回转窑是中国主要的氧化球团生产工艺,但回转窑的结圈问题一直制约着球团矿高效低耗的生产。回转窑内结圈程度加剧,对球团品质以及总体产量具有较大的影响,当窑内结圈物增多时,会对设备造成不可逆的影响,甚至引起安全事故。研究了煤灰添加量对白云鄂博矿球团生产过程中回转窑内结圈现象的影响。采用压块、焙烧试验模拟回转窑生产白云鄂博矿球团过程中的结圈物,通过添加不同比例的煤灰来模拟实际生产过程中结圈物生长过程中混入不同量的煤灰,对结圈物的物相组成、固结强度以及显微结构进行分析,揭示煤灰添加量对白云鄂博矿球团粉末结圈行为的影响机制。研究结果表明,不添加煤灰和添加质量分数为1%煤灰的结圈物相比,其变形温度从1345℃降低到1335℃,使结圈物更加容易形成;同时固结强度由2774 N增大至3782 N,增加了结圈物的清理难度。煤灰的加入会导致低熔点液相的生成,一方面低熔点液相会填充在赤铁矿连晶之间从而弥补结圈物的微观结构缺陷,进而增加固结强度;另一方面在高温时低熔点液相中的铁酸盐会与煤灰发生反应,使赤铁矿以再结晶的形式析出,促进赤铁矿的连晶,增加结圈物的固结强度。因此,在球团生产过程中应选用煤灰较低的煤粉进行喷吹,可有效抑制回转窑中的结圈现象。 展开更多
关键词 回转窑结圈 煤灰 固结强度 赤铁矿连晶 白云鄂博矿 球团 炼铁 双碳
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球团矿氨还原特性 被引量：3
8
作者 杨佳龙 胡正洪 +4 位作者 李家新 从俊强 米澳 张晓萍 温宝良 《钢铁》 北大核心 2025年第1期29-39,共11页
采用氢基竖炉直接还原替代传统高炉炼铁,可以有效减少大量二氧化碳排放。然而,氢的储存和运输成本较高,而氨作为一种备受关注的储氢介质,具备成熟的制备技术以及低廉、便利的储运方式。然而,对于不同温度下球团矿的氨还原动力学,以及温... 采用氢基竖炉直接还原替代传统高炉炼铁,可以有效减少大量二氧化碳排放。然而,氢的储存和运输成本较高,而氨作为一种备受关注的储氢介质,具备成熟的制备技术以及低廉、便利的储运方式。然而,对于不同温度下球团矿的氨还原动力学,以及温度对球团矿氨还原后相组成的影响,目前的研究仍显不足。因此,系统地考察了温度对球团矿氨还原热力学与动力学及还原产物的影响,并将其与氢还原特性进行了对比研究。研究结果表明,氨还原赤铁矿相较于氢具有更低的ΔG^(θ)(标准吉布斯自由能)值,但由于氨分解反应的存在,使得700~850℃下还原时氮化铁具有较窄的生成区间,磁铁矿主要通过氨及氨分解生成的氢还原为浮氏体然后至铁。温度越高,球团矿氨还原程度越高,氨还原赤铁矿能力要弱于氢,氨的分解反应对氨还原反应速率具有负面影响,且球团矿氨还原的活化能为71.05 kJ/mol,也大幅高于氢。球团矿氨还原前期(还原时间t≤2340 s)受界面化学反应控制,还原后期(还原时间t>2340 s)受气体内扩散控制。XRD和电子显微镜元素扫描结果显示,氮化铁与铁及其氧化物共存,高还原温度下,还原铁层更容易形成细小结构,使得球团矿还原后期的动力学限制性条件为还原气体内扩散。研究结果对减少炼铁工业温室气体排放、推动炼铁过程的环保和可持续发展具有一定意义。 展开更多
关键词 可持续炼铁 氨还原 氢还原 球团矿 还原动力学 高炉炼铁 氢基竖炉 环保
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榆中钢铁烧结返矿冷压球团研究与使用效果 被引量：2
9
作者 王磊 《冶金能源》 北大核心 2025年第1期22-26,共5页
为了高效利用烧结返矿,榆钢成功制备了满足2800 m^(3)高炉的使用要求的烧结返矿冷压球团。根据质量指标情况及生产实际,制定高炉配加冷压球团技术方案,通过阶段性小配比配加试验和批量化配加应用,返矿冷压球团工艺技术得到持续优化,各... 为了高效利用烧结返矿,榆钢成功制备了满足2800 m^(3)高炉的使用要求的烧结返矿冷压球团。根据质量指标情况及生产实际,制定高炉配加冷压球团技术方案,通过阶段性小配比配加试验和批量化配加应用,返矿冷压球团工艺技术得到持续优化,各项指标趋于稳定。冷压球团低温还原粉化RDI_(+3.15)≥68.70%、热裂指数DI_(-6.3)≤0.75%、抗压强度≥2573 N。使用期间,通过强化原燃料质量管理、稳定炉内操作制度、强化设备管理等一系列措施,高炉生产稳定顺行,部分指标有所提升,高炉焦比由405 kg/t下降到343 kg/t。 展开更多
关键词 烧结返矿 冷压球团 高炉稳顺 低碳炼铁
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不同粒度条件下铁矿球团性能及工艺条件优化
10
作者 韩涛 杨大兵 +1 位作者 王炜 黄渝茜 《烧结球团》 北大核心 2025年第3期78-86,共9页
为降低铁矿球团干燥过程的生产成本,加快成球速度,促进大球团形成,提升球团的综合性能,本文以10~12、12~14、14~16 mm和16~18 mm这四种粒度范围的球团为研究对象,探索粒度大小对球团性能及工艺条件的影响。结果表明:增大球团粒度需要更... 为降低铁矿球团干燥过程的生产成本,加快成球速度,促进大球团形成,提升球团的综合性能,本文以10~12、12~14、14~16 mm和16~18 mm这四种粒度范围的球团为研究对象,探索粒度大小对球团性能及工艺条件的影响。结果表明:增大球团粒度需要更高的造球水分和更长的造球时间,并且生球的落下强度和抗压强度显著提升;随着球团粒度的增大,预热球内部颗粒的排列更加规整,成品球内部的固相占比增加,气孔减小,晶体连接更好,致密性提高,预热球和成品球的抗压强度均增大;球团粒度不宜高于16 mm,当粒度提高至16~18 mm时,还原膨胀指数由11.6%降低至9.7%,还原度指数由70.7%降低至54.5%,还原度变差;铁精矿的轻度干燥或免干燥有助于提高球团粒度,大幅降低生球中<12 mm粒级的占比,提升12~16 mm粒级占比,使生球的粒度分布更均匀。因此,在球团生产中将粒度控制在12~16 mm,既能节省干燥成本,又能获得更好的球团性能指标,为后续高炉冶炼提供更多优质炉料。 展开更多
关键词 球团工艺 粒度 生球性能 冶金性能 矿相结构 干燥成本
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内配焦粉含锌双层球团还原脱锌研究
11
作者 欧阳思雯 郑富强 +3 位作者 朱伊翔 胡洁 胡兵 胡佩伟 《烧结球团》 北大核心 2025年第5期43-52,共10页
含锌固废作为钢铁制造过程中产生的重要固体废弃物,因其富含铁、锌等有价金属,被定义为二次资源。为减少环境污染和降低资源的消耗,需优化对含锌固废的处理工艺,本研究采用双层球团结构(将焦粉和一定量的原料造出内核,再用剩余的转炉除... 含锌固废作为钢铁制造过程中产生的重要固体废弃物,因其富含铁、锌等有价金属,被定义为二次资源。为减少环境污染和降低资源的消耗,需优化对含锌固废的处理工艺,本研究采用双层球团结构(将焦粉和一定量的原料造出内核,再用剩余的转炉除尘灰、酸浸渣及高炉瓦斯泥复合包覆在外层),在氮气气氛保护下,系统考察了1030~1150℃温度区间及5~35 min焙烧时间对球团金属化率与脱锌效率的影响,并采用XRD、SEM及EDS对试样进行表征,采用动力学对脱锌过程进行了分析。结果表明,当焦粉配比为12%时,含锌双层球团在1150℃焙烧35 min条件下,金属化率达98.6%,脱锌率高达96.4%,实现了铁、锌高效分离与资源回收。动力学分析表明,脱锌过程符合阿弗拉米·埃罗费夫(Avrami-Erofeev)随机成核-生长模型(回归系数为0.98),反应活化能为188.6 kJ/mol。该研究为含锌固废低碳短流程资源化提供了新方法,其结构设计与工艺优化对冶金固废高效利用具有重要意义。 展开更多
关键词 含锌固废 直接还原 双层球团 内配焦粉 脱锌
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复合黏结剂球团的制备与固结机制
12
作者 姜文政 谢路奔 +5 位作者 项思敏 文小平 高梓朔 吴云 钟强 李光辉 《烧结球团》 北大核心 2025年第4期56-63,98,共9页
膨润土作为球团矿生产的主要黏结剂,主要成分为SiO_(2)、Al_(2)O_(3)等脉石矿物,其大量配入将降低球团的铁品位,增加高炉炼铁的成本和燃料消耗。因此,亟需开发新的黏结剂部分或完全替代膨润土,降低球团生产中膨润土的用量。本文采用M黏... 膨润土作为球团矿生产的主要黏结剂,主要成分为SiO_(2)、Al_(2)O_(3)等脉石矿物,其大量配入将降低球团的铁品位,增加高炉炼铁的成本和燃料消耗。因此,亟需开发新的黏结剂部分或完全替代膨润土,降低球团生产中膨润土的用量。本文采用M黏结剂制备生球,采用优化后的预热焙烧制度制备一种复合黏结剂球团,同时采用XRD、光学显微镜等检测手段分析复合黏结剂球团的矿物组成和微观机构,阐明复合黏结剂球团的固结机制。研究结果表明:采用0.1%M黏结剂+0.5%膨润土的复合黏结剂,在造球时间为12 min、造球水分为8.0%、1010℃下预热10 min和1220℃下焙烧10 min的优化条件下,经性能检测,所制备生球的落下强度为4.1次/(0.5 m),爆裂温度为460℃,抗压强度为17.43 N/P;经过预热和焙烧后,球团抗压强度分别显著提升至527 N/P与3077 N/P。与1%膨润土球团相比,采用复合黏结剂造球后,膨润土用量减少50%,球团质量明显提高,赤铁矿含量更高,脉石含量降低。复合黏结剂球团在预热焙烧过程中主要发生磁铁矿氧化-赤铁矿高温再结晶反应,主要矿物为赤铁矿以及少量的硅酸盐和石英;相较于膨润土球团,赤铁矿再结晶作用更强,成片的赤铁矿区域更大,单独的赤铁矿晶粒较少。复合黏结剂球团的固结方式主要以Fe_(2)O_(3)的再结晶固结为主,同时辅以硅酸盐液相黏结,使球团形成均匀致密的微观结构。 展开更多
关键词 铁矿球团 膨润土 复合黏结剂 氧化固结 Fe_(2)O_(3)再结晶
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无黏结剂球团矿低成本生产关键技术应用
13
作者 胡守景 秦立浩 +7 位作者 姚永宽 高式林 方磊 朱德庆 杜刚 邓睿 赵建明 李宝忠 《烧结球团》 北大核心 2025年第1期61-68,共8页
南钢带式焙烧机球团生产线首创的4×10^(6)t/a规模的立式干法磨矿系统于2023年11月投入运行,烧结粗粉经过干法磨矿后,成球性、球团焙烧性能等均得到显著改善。此外,在干法磨矿的基础上,通过优化配矿和球团焙烧制度,改善生球热稳定性... 南钢带式焙烧机球团生产线首创的4×10^(6)t/a规模的立式干法磨矿系统于2023年11月投入运行,烧结粗粉经过干法磨矿后,成球性、球团焙烧性能等均得到显著改善。此外,在干法磨矿的基础上,通过优化配矿和球团焙烧制度,改善生球热稳定性,生产出w(TFe)为63.5%、w(SiO_(2))为4.7%、碱度为0.15,抗压强度维持在2500 N/P以上,冶金性能优异[还原度为80%、低温还原粉化指数(>3.15 mm)为96%、还原膨胀指数为18%]的优质球团矿,实现了酸性球团矿无黏结剂生产的关键技术开发和应用。该技术的成功应用,可降低黏结剂成本6400万元/a,同时使球团铁品位成本低于烧结矿1.83元/t,创造了显著的经济效益。 展开更多
关键词 带式焙烧机 立式干法磨矿 球团矿 黏结剂
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程潮铁精矿制备氢基还原用氧化球团可行性研究
14
作者 李国全 郑子康 +4 位作者 刘曙 陈铁军 周晓军 周仙霖 万军营 《烧结球团》 北大核心 2025年第2期46-53,共8页
为了探讨程潮铁精矿生产氢基竖炉用高品位氧化球团的可行性,本文分别以品位为66.14%的程潮普通铁精矿和品位为69.51%的高品位铁精矿为原料,研究黏结剂配比、造球水分对生球指标的影响以及预热焙烧制度对成品球质量的影响,并对高品位成... 为了探讨程潮铁精矿生产氢基竖炉用高品位氧化球团的可行性,本文分别以品位为66.14%的程潮普通铁精矿和品位为69.51%的高品位铁精矿为原料,研究黏结剂配比、造球水分对生球指标的影响以及预热焙烧制度对成品球质量的影响,并对高品位成品球团进行氢基还原特性检测。结果表明:高品位球团生球强度指标优于普通球团,但普通成品球团强度总体上优于高品位成品球团,且焙烧温度和时间低于高品位球团;在膨润土用量为1.1%、预热温度为975℃、预热时间为9 min、焙烧温度为1 250℃、焙烧时间为18 min的条件下,高品位成品球团抗压强度为3 186.8 N/P。同时,扩试结果表明:当配加0.8%印度膨润土时,成品球团抗压强度为3 458 N/P,铁品位为67.56%,SiO_(2)和Al_(2)O_(3)质量分数分别为1.82%和1.03%,还原度指数为8.44,950℃的还原膨胀指数为14.7%,>6.3 mm和<3.2 mm低湿还原粉化指数分别为83.5%和9.4%,黏结指数为0,满足HYL法氢基竖炉还原用氧化球团还原性能要求,为程潮铁精矿生产氢基直接还原用高品位氧化球团提供了技术依据。 展开更多
关键词 程潮铁精矿 高品位球团矿 氢基还原 冶金性能
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SiO_(2)含量对镁质熔剂性球团回转窑结圈的影响 被引量：2
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作者 黄绍翔 田铁磊 +4 位作者 王子昂 张玉柱 龙跃 郭宗恒 刘连继 《冶金能源》 北大核心 2025年第2期14-19,共6页
围绕镁质熔剂性球团矿回转窑结圈问题,以唐钢提供的矿粉为原料进行了焙烧实验,研究了SiO_(2)含量对球团粉末压块的抗压强度和软熔特性的影响,分析了不同SiO_(2)含量的球团粉末压块的微观矿相结构及元素组成,解析了SiO_(2)对球团回转窑... 围绕镁质熔剂性球团矿回转窑结圈问题,以唐钢提供的矿粉为原料进行了焙烧实验,研究了SiO_(2)含量对球团粉末压块的抗压强度和软熔特性的影响,分析了不同SiO_(2)含量的球团粉末压块的微观矿相结构及元素组成,解析了SiO_(2)对球团回转窑结圈物的形成的影响。结果表明:随着压块中SiO_(2)含量不断增加,压块的抗压强度逐渐提高,压块的DT、ST均降低;同时赤铁矿粉末和熔剂产生的液相增多,促进赤铁矿在回转窑中扩散和连晶,从而加固了回转窑的结圈。 展开更多
关键词 SiO_(2)含量 镁质熔剂性球团 回转窑结圈 抗压强度
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带式焙烧机工艺风系统研究
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作者 孙宝家 刘文旺 +3 位作者 王正新 孙大为 王喆 刘春宇 《山西冶金》 2025年第7期133-134,137,共3页
为保证高炉配矿结构的合理高效,应对富矿资源对铁水成本的不利影响,首钢唐钢结合自有秘鲁细粉矿物特点,建立3座新型带式焙烧机产线。该产线工艺具有单机生产球团矿能力大、流程维护简单、运行成本低等优点,但该产线工艺要求高,对生产操... 为保证高炉配矿结构的合理高效,应对富矿资源对铁水成本的不利影响,首钢唐钢结合自有秘鲁细粉矿物特点,建立3座新型带式焙烧机产线。该产线工艺具有单机生产球团矿能力大、流程维护简单、运行成本低等优点,但该产线工艺要求高,对生产操作制度有较高的适应性要求。主要从带式焙烧机风系统循环的运行实际,阐述了摸索建立工艺风机匹配制度的过程,为大型带式焙烧机球团工艺进步提供了相关经验。 展开更多
关键词 工艺要求 操作制度 焙烧机 球团
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基于图像处理的生球团特征检测模型
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作者 刘一民 文姗姗 +2 位作者 梁叶 何志军 高立华 《钢铁》 北大核心 2025年第6期36-43,共8页
钢铁行业作为国家基础性产业的核心构成之一,其当前碳排放总量大,降碳任务极为艰巨。球团矿因其能耗与排放低于烧结矿,使得高比例的球团冶炼成为炼铁工艺节能减排的重要途径。在球团矿生产过程中,精准检测其特征,对于保障产品质量至关... 钢铁行业作为国家基础性产业的核心构成之一,其当前碳排放总量大,降碳任务极为艰巨。球团矿因其能耗与排放低于烧结矿,使得高比例的球团冶炼成为炼铁工艺节能减排的重要途径。在球团矿生产过程中,精准检测其特征,对于保障产品质量至关重要。采用图像识别技术,模拟现场不同光照条件试验,对比选出最适宜进行检测的光照强度和2种对球团关键特征识别率较高的算子,与3种适用于生球团特征检测的卷积神经网络进行集成并对比识别,从准确率等多方面指标对这些算法展开全面评估。MobileNetv3算法用于特征监测任务,模块拼接部分引入卷积块注意模块(convolutional block attention module,CBAM)来提升缺陷特征表达力,增强模型抗干扰能力,使其在复杂环境能稳定检测裂纹等特征。生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)模型检测时将球团矿数据集输入生成器生成缺陷预测图像,与真实图像对比以判断缺陷情况,其对微小、模糊缺陷识别能力强。基于区域的卷积神经网络(faster region-based convolutional neural network,Faster R-CNN)算法的内部特征提取和分类过程相对较为直观和可解释,通过可视化技术可以观察到网络对球团矿特征的提取和关注区域。试验结果表明,提出的Kirsch算子集成卷积神经网络Faster R-CNN算法,在生球团特征检测方面表现卓越,模型准确率达到96.2%,召回率达到91.0%。提出的球团特征检测模型在工业自动化与质量控制领域应用前景广阔,为球团检测技术的革新带来新思路、新方法。 展开更多
关键词 球团矿生产 表面裂纹 深度学习 图像处理 形态学算法 边缘检测算子 卷积神经网络 工业自动化
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基于深度学习的球团矿生产过程中粒度识别监测模型
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作者 刘一民 文姗姗 +2 位作者 梁叶 何志军 高立华 《钢铁》 北大核心 2025年第4期36-43,57,共9页
在中国全力推进绿色低碳冶金的大背景下,钢铁工业正面临转型挑战与绿色发展要求,这迫切需要对高炉炉料结构进行深度调整与优化,以实现节能降碳与污染减排的双重目标。在现代冶金生产中,球团矿对比烧结矿,其自身生产的节能减排更优,对球... 在中国全力推进绿色低碳冶金的大背景下,钢铁工业正面临转型挑战与绿色发展要求,这迫切需要对高炉炉料结构进行深度调整与优化,以实现节能降碳与污染减排的双重目标。在现代冶金生产中,球团矿对比烧结矿,其自身生产的节能减排更优,对球团矿质量和数量的准确检测至关重要。在钢铁制造企业中,操作人员依赖筛分检测等经验手段来评估球团矿的粒径状态,测量时间长、准确率低。采用全自动化的监测与测量系统对球团矿粒径进行优化管理显得尤为迫切和重要。提出YOLOv5+U-Net结合的算法,与Deeplabv3+以及FCN神经网络模型进行对比试验,得出3种算法各自的优点和局限性。Deeplabv3+算法采用无卷积内核和基于无卷积的空间金字塔池(ASPP)架构,较大和较小采样率的空洞卷积可以捕捉球团整体和细节部分。FCN算法对图像中的噪声、变形和环境光变化等具有一定的鲁棒性,通过学习到的特征来克服干扰因素,准确地进行分割。YOLO算法经过多年的迭代和发展,将目标检测转化为回归问题并且引入归一化,检测精度进一步提高。验证了YOLOv5+U-Net神经网络模型在计算机深度学习、图像处理技术对球团粒径进行检测识别的方案。在检测生球粒径试验中,准确率达到97%以上,召回率达到66.8%。基于本文所提出的球团检测方法在工业自动化和质量控制等领域具有广阔的应用空间,为球团检测技术的发展提供了新的思路和方法。 展开更多
关键词 球团矿生产 圆盘造球机 卷积神经网络 图像处理 YOLO算法 深度学习 球团粒度 模型
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铬铁矿球团在CH_(4)-H_(2)体系中的预还原行为
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作者 马立群 张延玲 +1 位作者 武绍文 李越 《钢铁》 北大核心 2025年第10期42-52,71,共12页
矿热炉生产铬铁合金需要极高的反应温度,消耗大量固体碳,这使矿热炉工艺成为当前钢铁工业中能耗及碳排放较高的单元工序之一。铬铁矿预还原技术是降低铬铁合金生产综合能耗和碳排放的关键途径。基于此,采用CH_(4)-H_(2)气氛对铬铁矿球... 矿热炉生产铬铁合金需要极高的反应温度,消耗大量固体碳,这使矿热炉工艺成为当前钢铁工业中能耗及碳排放较高的单元工序之一。铬铁矿预还原技术是降低铬铁合金生产综合能耗和碳排放的关键途径。基于此,采用CH_(4)-H_(2)气氛对铬铁矿球团进行预还原,旨在揭示CH_(4)-H_(2)预还原铬铁矿球团的还原行为和固结机理,以期实现金属化率和球团强度的同步提升。研究结果表明,球团的金属化率随着温度的升高呈现出先增加后降低的趋势;气氛中CH_(4)体积分数增加时,球团的金属化率也随之提升。球团强度随着温度的升高而显著增大。反应温度为1100℃时,球团强度随着铁金属化率的增加呈现先增大后减小的趋势。研究确定的最佳还原条件为还原温度1100℃,φ(CH_(4))∶φ(H_(2))=10%∶90%,还原时间为180 min,在该条件下,还原球团的铁金属化率、铬金属化率和强度分别达到69.34%、10.32%和1051 N,满足矿热炉的入炉要求。分析还原进程可知,CH_(4)裂解析出的高活度碳促进尖晶石分解为FeO、Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)和MgAl_(2)O_(4)。随后H_(2)直接将FeO和Fe_(2)O_(3)还原为金属铁,高活度碳将Cr_(2)O_(3)还原为金属铬。在铁元素接近完全还原时,球团内发生大量碳沉积,使球团的脆性增加甚至发生分离。该研究既实现了铁和铬的深度预还原,又降低了传统碳热还原的能耗和碳排放,为铬铁矿低碳预还原工艺技术的开发提供了基础理论支撑。 展开更多
关键词 低碳冶金 氢冶金 甲烷 铬铁矿 金属化率 还原行为 固结机理 碳沉积
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提高球团矿配比对高炉布料的影响及其优化研究 被引量：1
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作者 宁泽尧 张晓辉 王楠 《烧结球团》 北大核心 2025年第1期95-102,共8页
含铁炉料结构直接影响着高炉布料料层孔隙度,进而影响煤气流合理分布,探究球团矿配比对料层分布的影响及改善层间界面效应至关重要。本研究采用离散单元法对2550 m^(3)高炉的炉顶区域进行了三维建模,研究了存在焦炭层时提高球团矿配比... 含铁炉料结构直接影响着高炉布料料层孔隙度,进而影响煤气流合理分布,探究球团矿配比对料层分布的影响及改善层间界面效应至关重要。本研究采用离散单元法对2550 m^(3)高炉的炉顶区域进行了三维建模,研究了存在焦炭层时提高球团矿配比对炉料料面形状的影响规律,并对矿焦层间界面效应提出了优化方案。结果表明,随球团矿质量配比的提高,炉料颗粒在溜槽末端的速度与落点半径增大,料流更加分散;随溜槽倾角增大,溜槽有效长度增加,炉料落点半径大幅增大;提高含铁炉料中球团配比,使得含铁炉料在径向上向炉喉中心滚动,而在纵向上整体高度降低,矿焦界面渗流现象严重。因此,增加球团矿配比时,为保证炉喉处初始料面稳定的形状,应使矿石布料角度增大,以减缓含铁炉料向炉喉中心的滚动。 展开更多
关键词 球团矿配比 料面形状 料流轨迹 界面效应 离散单元法
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