在高炉矿渣中氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝占重量的90%以上。高炉矿渣中的各种氧化物成分以各种形式的硅酸盐矿物形式存在,因为炼铁过程中靠氧化钙和二氧化硅,而氧化钙主要分解石灰石获得,要消耗大量热能并产生二氧化碳,不会过多投放,很少产生游离氧化钙。太原优质球团矿粉高炉炼出的铁称为生铁,一般含2-4.5%的碳,所以生铁实际上是一种铁碳合金。铁和钢的区别在于含碳量的不同,铁继续冶炼,形成钢。优质球团矿粉加工炼好钢首要是炼好渣,所有炼钢任务几乎都和熔渣有关。造渣主要目的是,去除钢中的有害元素P、S,炼钢熔渣覆盖在钢液表面,保护钢液不要过度氧化,不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损,吸收上浮的夹杂物及反应产物,保证碳氧反应顺利进行,减少炉衬蚀损。
太原优质球团矿粉在转炉出钢钱,利用料仓将焦丁加入渣面,进行渣面脱氧,降低渣中铁氧化物水平,提高渣的熔化温度和溅渣效果,还原到铁素进入钢中,还能降低钢中的溶解氧水平,节约合金,提升钢质,实际上是一种扩散脱氧模式,在部分民营钢铁企业应用较早。优质球团矿粉加工以上直接加入碳素材料的方式,有积极作用,但碳素材料密度小、烧损大、利用率低、成本高,尤其是使用焦炭成本更高。对渣面脱氧和炉渣改性工艺的改进思路是:由于焦炭存在收得率低和费用高的问题。因此,建议选用以下材料:废旧镁碳砖丁、废旧铝镁碳砖丁、煤粉、兰碳粉、干熄焦除尘灰等,前两者能直接使用,后三者需要和别的无害物料一起压球使用。
太原优质球团矿粉球团孔隙率是影响球团抗压强度的主要原因之一,因此对含碳球团焙烧后的孔隙率进行考察,以探明含碳球团焙烧初期强度机速下降的原因。优质球团矿粉加工综合对氧化球团还原过程强度的变化研究,含碳球团焙烧初期强度的急速降低是由球团内部孔隙率增大引起的,3-5min时孔隙率继续增大,但球团强度开始缓慢提高,由于随着焙烧时间的延长,球团外部有金属铁生成,烧结现象明显,球团外部金属铁增多。球团压碎后发现金属铁相互连接并逐渐向内部蔓延,使得球团收缩孔隙率下降,抗压强度明显提高。
太原优质球团矿粉铁水含碳量高,有利于造成局部还原性气氛,促进硅向氧化硅转化进而挥发,而氧化铁、氧化硅能促进氧化钙的分解,球内含碳,增加了体系碳浓度,能促进一氧化碳的生成,有利于营造局部还原性气氛。因此,将含铁固废、含碳固废和石灰石混合压球,既能促进硅的挥发,又能多产煤气且分解后的氧化钙弥补了重力灰碱度低的缺点。优质球团矿粉加工设想将目前新型压球模式稍加改变,降低氧化铁皮和OG泥的份额,将氧化铁皮、高炉重力灰和石灰石粉一起要去用于转炉或电炉。也可用石灰窑生产过程中产生的石灰除尘灰与氧化铁皮和高炉重力灰一起要去。这类球团虽然铁含量低一些,但氧化钙含量高,不发热或少量发热,不易裂,白色固废有一定粘性,助于造球使用。
太原优质球团矿粉熔融助力工艺理念四专用熔融炉将钢铁业固废及粉尘进行熔融处理,把金属和渣分离,得到铁水和熔渣。转底炉-熔融炉联合处理工艺将尘泥在转底炉中预还原造块,且回收锌,转底炉产品再进入熔融炉进行二次熔炼得到铁水,熔融炉可同时处理钢铁企业其他固废,转底炉预还原速度快,适合于尘泥压块直接还原,熔融炉高温,操作灵活,熔炼彻底,渣铁得到有效分离,有害物质彻底分解。优质球团矿粉加工转底炉产品进入熔融炉熔炼成铁水,回收转底炉金属化球团中剩余的锌,还可同时利用部分劣质废钢,熔融炉产出煤气可作为转底炉燃料,并可发挥熔融炉高温熔融特点消纳部分其他固废及城市废物。