煉鐵全流程鐵礦石評價體系

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煉鐵全流程鐵礦石評價體系鋼鐵冶金高爐煉鐵過程。

目錄

主要技術內容

技術背景和意義

我國優質鐵礦石資源短缺，鋼鐵企業普遍面臨原料複雜化、劣質化等問題，導致煉鐵過程難以精準控制，生產成本增加，產品質量下降。傳統的鐵礦石評價方法局限於單一礦種、單個工序，無法從煉鐵全流程評價併合理利用資源。建立多品種鐵礦石煉鐵全流程評價體系，可有效指導鋼鐵企業擴充原料來源，降低生產成本，穩定生產過程。

技術要點和優勢：

以鐵水質量和成本為評價核心，以各工序的技術經濟指標為重要支撐，以後工序的技術要求作為前工序的約束條件，構建了多約束條件下多目標優化的鐵礦石評價體系。對各工序關鍵環節進行了技術開發，建立了基於遺傳算法的配礦模型，提出了鐵礦粉濕容量概念，開發了制粒效果預測模型，發展了多界面還原動力學模型，突破了傳統單工序評價的局限，將鐵礦石評價終點由燒結工序延伸到高爐工序，實現了全流程評價。基於煉鐵全流程鐵礦石評價體系的結果，針對高鋁型鐵礦石的規模化利用，開發了預配鐵酸鈣燒結技術，有效提高了燒結成品率，降低了工序能耗；提出了鋁酸鹽型高爐渣系的新概念，攻克了高爐規模化使用高鋁型鐵礦的技術難題。針對高配比釩鈦磁鐵礦高爐冶煉，開發了釩鈦磁鐵礦高鹼度燒結技術，燒結礦強度大幅提高，冶金性能明顯改善；設計了高配比球團礦配合高鹼度燒結礦的爐料結構，解決了冶煉過程中爐渣泡沫化問題；提出以鎂代鈣的造渣理念，保障了爐況順行。基於煉鐵全流程鐵礦石評價體系的理念，集成開發了煉鐵全流程鐵礦石評價軟件。綜合考慮工序銜接及礦種「配伍」，分別對鐵礦石在配料、制粒、燒結及高爐冶煉等各工序中的行為，建立了一體化的技術和經濟指標評價模塊。

技術應用情況

煉鐵全流程鐵礦石評價體系實現了礦石資源優化配置，促進了煉鐵生產精準控制和工序降本增效；解決了國內難處理資源利用問題，可降低鐵礦石對外依存度。多品種鐵礦石煉鐵全流程評價體系的建立，攻克了多品種鐵礦石造塊、煉鐵全流程合理技術經濟評價的難題，以及高鋁型鐵礦利用、高配比釩鈦磁鐵礦高爐冶煉等關鍵技術，該體系的應用推動了冶金工業智能製造進程。教育部專家組對本研究成果的鑑定認為，「鐵礦石評價體系研究」項目建立了鐵礦石在全流程中的評價體系，提出了經濟合理地使用不同品質的鐵礦石、使其獲得最佳技術經濟指標的方法；該成果是目前最完整、系統和實用的鐵礦石評價方法。昆明鋼鐵公司自2008年起與重慶大學合作開展了關於鐵礦石評價體系的研究，2010年投入工業應用以後，使用了大量雲南周邊難處理複雜礦，顯著節約了原料成本，燒結礦質量指標穩定，原料種類的擴充保障了燒結產量的提高，提高了燒結、高爐的利用係數，全面提升了燒結工藝的自動化與智能化水平，獲得了顯著的經濟效益。目前，成果已在寶山鋼鐵、南京鋼鐵、山東鋼鐵、昆明鋼鐵、攀枝花鋼鐵等國內主要鋼鐵單位得到工業應用，攀枝花鋼鐵將釩鈦礦入爐比例由61%提高到70%，經濟和社會效益顯著。