烧结的在线元素分析

烧结矿是高炉炼铁和钢的主要材料。为了确保高质量的产品,钢铁制造商必须从高质量的烧结开始,以适当选择原料为基础。在线元素分析仪用于测量和控制烧结过程波动、不均匀混合物以及影响生产力、物理和冶金质量以及原料消耗和成本的其他参数。下面是关于钢铁制造中铁矿石烧结工艺的常见问题解答。

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答: 烧结矿是将铁精矿与如石灰石和二氧化硅等数种添加物混合均匀后,在链篦机中于 1200°C 温度点燃后产生的。

答: 高质量烧结矿的生产对于确保高炉稳定运行和降低焦炭用量十分关键。获得高质量的烧结矿从原则的合理选择和混合开始。原料混合不均匀可能会影响渗透性并引起燃料消耗增加。烧结过程波动、不均匀混合物和其他参数影响生产力、物理和冶金质量以及原料消耗和成本。

答: 碱度是通过对已知影响材料碱性的两种或更多元素组成比例进行计算而得到的化学参数。烧结矿原料的碱度是确保烧结矿和炼铁工艺高效运行的一项重要参数。

答: 由于不同烧结矿原料并未完美表征且其化学成分在批次内和批次间也不同,因此,烧结矿成分的控制十分重要。因此,随着原料化学成分的变化,应调整添加料的进料速率以减小烧结机进料化学成分的波动。

在典型的烧结操作中,烧结矿料化学的控制是基于最终烧结产品的复合样品。除了通常与取样和分析实验室误差相关的误差外,在接受复合样品分析和当前烧结矿料化学之间还存在许多小时的滞后。烧结操作也可能缺少烧结矿料输送机上的采样设备。烧结产品复合样本通常通过增量抽样获得。如果采样频率太长,将会错过烧结组分的短期变化。复合样品往往较平滑,会隐藏真实的过程变异性,因此没有在足够短的时间尺度上实现较好的烧结矿料化学控制。因此,烧结产品中的过程扰动和错过的化学目标将在不知不觉中被传递到高炉。

通过使用在线分析仪的实时化学分析数据,可以控制烧结矿料碱度,为烧结线提供更一致的进料。

通过在预定添加剂控制策略内分析 CaO、SiO2 以及影响碱性的其他元素,使控制成为可能。 

答: 材料的物理性质可能给散料处理带来挑战,需要精准的湿度测量和精细的调节。烧结料中的水分含量影响其在烧结炉中的热性能。

答:基于混合产品化学测量的烧结饲料添加剂的混合策略应考虑控制成本的工厂目标以及每个工业场所特有的任何工艺和材料处理限制。控制策略由内部或合同工艺控制工程师与工艺专家协商制定,并由工艺控制专家通过工厂控制系统的适当配置实施。

答:在线元素分析仪可帮助控制烧结矿原料碱度并帮助生产碱度稳定一致的烧结矿。实时化学分析数据的优点包括:

  • 更为一致的烧结物产品—提升烧结物质量并稳定对鼓风炉的给料
  • 降低烧结矿产品的质量波动性提升烧结矿和高炉的产量
  • 降低返矿量以降低材料处理的成本
  • 减轻实验室的负担,在不增加额外成本的前提下将化验室产能用于其他地方
  • 每吨烧结物产品的成本净降低
  • 通过保持进料 KPI 更接近操作限度和原料混合物料的战略使用,增加操作灵活性。

答: 在线烧结矿料分析系统利用快速伽马中子活化分析 (PGNAA) 和脉冲快速热中子活化分析 (PFTNA) 来确定散装原料的元素组成。这两种技术—非接触、无损分析技术—统称为中子活化分析,通过用中子轰击材料发挥作用。

中子与材料中的元素相互作用,然后发射二次的、迅速的高能伽马射线,穿过数厘米厚的材料,可用大面积伽马射线探测器测量,而不必接触材料。因为快速伽马射线是测量材料通过分析仪的速度,不会影响测量。与 X 射线荧光 (XRF) 类似,每个元素在返回稳定态的过程中发射出特征能量信号。

更多详细信息,请访问 PGNAA 和 PFTNA 技术页面。

答:在线分析仪直接安装在传送带上,贯穿整个原料横截面,可对全部物料流进行实时(每分钟)的均匀分析,而不仅仅限于一个子样品。在线元素分析仪的选择位置应在结块桶之后,考虑安装和维护时的安全访问以及对服务人员的环境保护。

放置烧结矿料分析设备时需要考虑的其他关键因素包括:

  • 传送带宽度和槽角
  • 最大和最小进料速率
  • 传送带速度
  • 传送带加载范围
  • 材料的最大负载高度
  • 现有采样基础设施的位置
  • 铁矿石矿物学
  • 预期工艺控制策略

 

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烧结矿原料的碱度是确保烧结矿和炼铁工艺高效运行的一项重要参数。本应用说明描述了在铁矿石烧结过程中使用 Thermo Scientific CB Omni Agile 在线元素分析仪作为基本传感器进行碱度控制的应用和优点。

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