兰州优质球团粉铁水含碳量高,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。
兰州优质球团粉含碳球团的制备:将原矿、内配煤及粘结剂按一定质量分数称重混匀,在添加一定质量分数的水搅拌混匀后,经对辊压球机压制得到含碳球团。生球强度测定:包括湿球和晾干后球团的落下次数和抗压强度。优质球团粉加工落下次数为球团自50cm高度落在100mm厚钢板上直至破碎的次数,一般大意4次达到要求,抗压强度是用智能颗粒强度测定仪测定。直接还原焙烧磁法:在确定球团好的粘结剂后,对球团进行直接还原焙烧,磨矿弱磁选试验。将球团放在石墨钳中,加盖放入已升温至1200℃马弗炉中焙烧不同时间,取出后置入褐煤中确保球团在还原环气氛中降至室温,球团破碎后经两段磨矿磁选,得到直接还原铁产品。
兰州优质球团粉铁前加废钢,添加之前,需要分析高炉冶炼对废钢原料的耐受性,主要的是炉内布料方式。布料方式分三种:中心废钢布料、均匀废钢布料、炉墙废钢布料。实验发现,中心废钢布料状态下,回旋区温度随着废钢比的增加而大幅降低,其他两种废钢装料方法对回旋区温度影响很小。优质球团粉加工这些可解释为:为维持铁水温度,鼓风速度恒定情况下,单位时间内的燃料比减少,让吸热的直接还原反应和熔损速度降低。
兰州优质球团粉在炼钢过程中加入活性石灰让生铁S、P形成炉渣而去除。由于煅烧石灰的原料通常含有以二氧化硅为主的杂质,使煅烧后石灰的组成中有游离氧化钙和结合氧化钙,游离又分活性和非活性氧化钙。非活性氧化钙在普通溶解条件下,不能同水发生反应,但可能转化为活性氧化钙,活性氧化钙则是在普通溶解条件下能同水发生反应的那部分游离氧化钙。优质球团粉加工氧化钙含量越高越好,而有害成分二氧化硅及S越低越好,不同的炼钢厂考虑到当地石灰的质量问题,对石灰成分的具体要求不尽相同。
熔融还原理论和生产实践上,能耗和成本比高炉高。兰州优质球团粉高炉有热风炉,熔融还原设施没有热风炉。高炉炼铁所需的能源有78%来自焦炭和煤粉的燃烧,有19%来自热风,3%是炉料化学反应热。热风炉热量是依靠燃烧高炉煤气获得的。热风炉的热效率在80%以上。所以高炉是高效的炼铁设施。优质球团粉加工熔融还原设施没有热风炉,其产生的煤用于发电。煤气发电,能源利用小于45%,是工序能耗比高炉高的主要原因。