过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (5): 492-499.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224296
杨志伟, 王广*, 王静松, 薛庆国
Zhiwei YANG, Guang WANG*, Jingsong WANG, Qingguo XUE
摘要: 氧气高炉工艺是一项重要的低碳炼铁工艺,含铁炉料的粉化性能对冶炼过程有着重要影响,为指导氧气高炉工艺下含铁炉料的选择,本工作对比研究了氧气高炉、传统高炉两种还原气氛下烧结矿和球团矿的还原粉化行为。结果表明,在传统高炉条件下,随着还原温度不断升高烧结矿的粉化指数(RDI+3.15)呈先减小后增大的趋势。这是由于随着还原的不断进行,Fe2O3被还原为Fe3O4过程中产生的膨胀内应力逐渐增加,从而导致粉化加剧。在700℃时,粉化指数与国标测试值接近,而在高温区域(900~1100℃),烧结矿核心处的Fe3O4被快速还原,且随着炉料颗粒由表面到内部FeO和金属铁的逐渐形成,体积收缩,致密度提高,导致粉化减弱。然而在高还原势的氧气高炉条件下,在500~900℃范围内,烧结矿的粉化指数持续下降,这是由于氧气高炉中的还原气体CO和H2浓度提高,促进了还原气体向炉料核心处的扩散,使得反应界面逐渐由表面向核心转移,更多的Fe2O3被还原为Fe3O4,还原膨胀应力增强,导致氧气高炉条件下烧结矿的粉化指数低于传统高炉条件下的粉化指数。但随着还原度的提升,烧结矿中FeO和金属铁含量增加,1100℃时氧气高炉条件下烧结矿的粉化性能得到改善,且略高于同温度下传统高炉条件下的粉化指数。此外,氧气高炉条件下烧结矿和球团矿的粉化指数均低于传统高炉条件下,对比两种炉料发现,两种条件下球团矿的粉化指数远远高于烧结矿,且RDI+3.15均在90%以上。