一种研究铁矿粉烧结基础特性的新方法

For rational ore matching, high efficient utilization of inferior ores at home and abroad, low cost ironmaking and solution finding to the survival and development problems of Chinese steel plants in homeland are facing, a fundamental research project of a new method for measuring the sintering basic characteristics of iron ore powder was proposed. Following the objective law of the development of scientific research from "static" to "dynamic", through the preparatory research on the assimilation reactions between iron ore powder and CaO, making full use of various information obtained from experiment, the inherent relationship of various information was established based on basic formulas in physical chemistry of metallurgy and transport principle of metallurgy, then the parameter so called characteristic number for fully characterizing different phenomenon in sintering was given. Proposed the application of the new ideas and methods of the research into this project, determined the fluidity characteristic and the intensity of binding phase characteristic, then the new method for the research of iron ore powder sintering basic characteristics and its standard can be established. All equipments match the development level of domestic mechanical and electrical in the new method, get rid of the situation of key components in mensuration of iron ore powder basic characteristics which rely on foreign imports. Exploring the inherent relationship between the different basic characteristics and basic physicochemistry property of iron ore powder and the effect on sinter property, the evaluation system on sinter performance-price ratio could be finally established. Morever, the instructive suggestions for sintering burden could be provided.

为合理配矿，高效利用国内外铁矿资源，低成本炼铁，解决我国钢铁厂生存和发展所面临的重要问题，申请者提出了"一种研究铁矿粉烧结基础特性的新方法"的基础研究项目。顺应科学研究由"静态"到"动态"的客观发展规律，在铁矿粉与CaO同化反应前期研究中，充分利用试验所获得的不同信息，由冶金物理化学和冶金传输原理中的基本原理，建立不同信息之间的内在联系，给出表征不同信息总体内涵的同化反应特征数。拟将该研究的新思路和方法应用到该项目中，确定铁矿粉流动特征数和粘结相强度特征数，进而建立研究铁矿粉烧结基础特性的新方法，并制定新方法中的试验标准，新方法所采用的设备全部与国内机械和电子发展水平相匹配，摆脱目前测定铁矿粉基础特性设备中关键部件依靠国外进口的局面。探索由新方法得到的铁矿粉烧结基础特性的不同特征数与铁矿粉理化基础特性的内在关联性和对烧结矿性能的影响，建立铁矿粉性价比的评价体系并对烧结配料提出指导性的建议。

为合理配矿，高效利用国内外铁矿资源，低成本炼铁，解决我国钢铁厂生存和发展所面临的重要问题，顺应科学研究由“静态”到“动态”的客观发展规律，本研究提出了全新的表征铁矿粉高温烧结特性特征数，即同化反应特征数、流动性能特征数和粘结相强度特征数。这些特征数充分利用试验所获得的不同信息，建立了铁矿粉烧结过程与表征结果之间不同信息的内在联系，同时，考虑了生产中实际温度的影响，可同时反映烧结过程中不同信息总体内涵。改进了以往在国内外的研究中不考虑烧结过程信息的缺陷，同时克服了使用多个参数表示某一个特性的不便。将铁矿粉高温烧结特性特征数作为在应用烧结配矿的一项指标，预判烧结矿的转鼓强度。在烧结生产配矿中确定不同铁矿粉的合适比例，与烧结杯配矿测试方法，互为补充，可共同指导烧结原料的优化和合理的配矿。.在铁矿粉熔化前无论采用快速或慢速升温，由于没有形成液相，铁矿粉不会发生同化反应，也不会有流动现象发生，在熔化前可以采用较低的升温速度。铁矿粉发生同化反应或形成液相时为较强的吸热过程，升温速度会由正变负。完全可以采用普通的卧式高温炉进行铁矿粉高温烧结基础特性的试验，代替进口的高温白金高温炉，在试验方法上进行了突破。.运用模糊数学理论和“高温烧结性能特征数”，建立了加权型评价模型，由此获得一个可以综合评价烧结矿性能的参数β。模型中权重和隶属度函数分别用Fuzzy AHP方法和指派法进行确定。进而，利用铁矿粉烧结性能评价模型，在对烧结矿性能和供应量进行约束的基础上，将成本最低和烧结性能最好同时作为目标函数，建立多目标非线性的配矿模型，并用粒子群优化算法和Visual Studio软件编程对模型求解，得到最优配矿方案。 .为了适应含铁炉料频繁变换，优化生产高炉炉料结构的需要，充分利用测定铁矿粉高温烧结基础特性试验炉的可视性，提出了一种快速测量含铁炉料在还原反应时熔化特性的新方法，给出了还原反应熔化参数。还原反应熔化参数与荷重熔滴试验的熔滴特征值，对单一品种的不同含铁炉料各自有较好的一致性，且对混合含铁炉料也有很好的一致性。还原反应时熔化特性测试方法可与周期较长的荷重熔滴试验方法互为补充，共同指导高炉炉料结构的优化和经济炉料的使用。