烧结矿中MgO对钒钛矿综合炉料软熔滴落的影响

以钒钛磁铁矿炼铁原料为基础,系统研究了烧结矿中Mg O质量分数对高炉冶炼钒钛磁铁矿综合炉料软熔滴落性能和V,Cr在渣铁中迁移规律的影响,并进行了理论分析.研究表明,随着烧结矿中Mg O质量分数的提高,综合炉料的软化区间t40-t4变宽;熔化区间tD-tS稍有收窄,软熔带变薄且位置略微下移;熔滴性能总特征值S先减小后增大,综合炉料透气性先变好后恶化,在Mg O质量分数为2.98%~3.40%时透气性最好;滴落率逐渐变小;V,Cr在滴落铁中的收得率略有降低;因此,烧结矿中Mg O质量分数在3.40%左右为宜,此时高炉渣中Mg O质量分数约为12%.     

MgO对含钛烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响

为了深入探究MgO对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响,采用扫描电子显微镜和荷重软化熔滴设备研究了MgO对含钛烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响.实验结果表明,随着烧结料中MgO质量分数从2.04％增加到3.96％,烧结过程液相生成量逐渐减少,烧结矿中的赤铁矿和铁酸钙等含量都有不同程度的降低,赤铁矿质量分数从13.57％降低到9.99％,铁酸钙的质量分数由38.7％降低到30.17％,磁铁矿、硅酸盐和烧结矿中的孔洞逐步增加.因此,增加烧结矿中MgO会降低烧结矿中液相生成量,不利于烧结矿转鼓强度和还原性的提高.高碱度含钛烧结矿中的镁主要分布于烧结矿中复合铁酸钙相中,进一步提高烧结矿中镁的质量分数,烧结矿的磁铁矿相比例将增加,有一部分镁固溶于磁铁矿中;在高镁烧结矿中,也会形成一定量的橄榄石,其中固溶有少量镁、钛等元素.随着烧结矿中MgO质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度均在1120℃以上,软化温度区间△tA随着MgO含量的升高而逐渐变宽.     

MgO在人造富矿中的赋存状态及作用

本文采用光学显微镜,电子探针及穆斯堡尔效应等手段对MgO在烧结矿和球团矿中的赋存状态及其对冶金性能的影响进行了微观分析研究。 显微镜下观察表明,随烧结矿中MgO含量增加,赤铁矿及铁酸钙明显减少。当MgO约达4％以上时,烧结矿渣相中开始出现少量镁质硅酸盐矿物。 电子探针扫描分析表明,MgO主要分布于除赤铁矿之外的铁相矿物中,在烧结矿中形成含镁磁铁矿,在球团矿中形成镁铁矿,少部分分布于渣相中。 对杭钢球团矿所做的穆斯堡尔谱学研究表明,在焙烧过程中,Mg~(2 )大量进入磁铁矿八面体晶位,揭示了MgO在人造富矿中富集于铁相及引起物相变化的机理。 基于上述试验研究,分析了MgO对人造富矿冶金性能的影响。     

全钒钛矿高炉冶炼合理炉料结构的探讨

在模拟高炉冶炼过程的条件下,研究了各种类型钒钛铁矿石(烧结矿、球团矿、块矿)的低温、高温还原和熔滴性能,特别是钒钛烧结矿碱度与高温冶金性能的关系及其对低、高温区域还原过程和钛还原行为的影响。在此基础上确认了全钒钛铁矿石高炉冶炼的合理炉料结构是高碱度烧结矿加酸性氧化球团矿。但在攀钢现有工艺和设备条件下,首要的是提高烧结矿的碱度。     

以高铬型钒钛磁铁矿制备氧化球团

研究了高铬型钒钛磁铁矿的基础特性,在此基础上考察了该矿对氧化球团制备工艺和冶金性能的影响规律,探索了获得优质氧化球团的高铬型钒钛磁铁矿的最大质量分数.结果表明:高铬型钒钛磁铁矿主要由磁铁矿、镁铁矿、铬铁矿、镁钛矿、钒磁铁矿、钛磁铁矿等组成,其粒度粗,连晶强度较差;随球团原料中高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增加,生球性能无显著变化,成品球团抗压强度降低,当其质量分数高于20%时,不能满足高炉生产要求.增大高铬型钒钛磁铁矿的质量分数有助于降低球团矿的还原膨胀率,当其质量分数由0增加到20%时,球团的还原膨胀率由321%降低到211%.     

高铬型钒钛磁铁矿烧结试验

在高铬型钒钛磁铁矿基础特性研究的基础上,进行了配矿优化和烧结杯试验,并对烧结产物进行显微分析.结果表明,该矿烧结基本特性差,随着配比的提高,垂直烧结速度和产品转鼓指数下降,成品率和利用系数先升后降.另外,显微结构分析表明,高铬型钒钛烧结矿矿物组成主要有磁铁矿、赤铁矿、钙钛矿、铁酸钙、硅酸二钙和玻璃质.随着该矿配比的提高,烧结矿中铁酸钙、硅酸二钙含量降低,钙钛矿及玻璃相含量增加,液相量不足.因此,在实际生产中,该矿配比宜控制在10%~20%之间.     

未燃煤粉对攀钢渣滴落性能的影响研究

利用高温熔滴炉模拟高炉软熔带,滴落带,研究了未燃煤粉（ＵＰＣ）对高炉冶炼钒钛磁铁矿过程中钛渣的形成和滴落过程的影响。研究表明随着料层中ＵＰＣ量的增加,含钛炉渣滴落量增加,对于普通炉渣得到相反的结论。     

高炉冶炼钒钛磁铁矿的理论与实践

高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿的主要困难是由钛渣的特殊性质引起的,它们具有脱硫能力低、熔化性温度高以及高温还原变稠等特点,采用质量良好的原料,严格控制生铁含硅,选择适宜的炉渣碱度是解决高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿的主要措施。     

锌对高炉软熔带性能及滴落带锌收入量的影响

采用醋酸锌水溶液浸泡法制备了不同锌含量的综合炉料(65%烧结矿+21%球团矿+14%块矿),通过初渣形成实验及对滴落物的化学分析,研究了有害元素锌对高炉初成渣形成过程的影响。结果表明,铁矿石中锌含量增高会导致滴落温度升高,软熔温度区间加宽,透气阻力指数增大,压差波动频繁,并且当炉料加锌量超过一定限度时,滴落初渣中(Zn)含量明显增大。这意味着,高炉锌负荷增加将导致软熔带变厚、透气性恶化以及压差不稳定,并且可能会加剧锌对高炉下部的破坏作用。     

不同类型含钛高炉渣主要冶金性能及物相

根据渣中TiO_2及Al_2O_3质量分数不同对高炉渣进行划分,以钒钛磁铁矿现场高炉渣为基准,采用纯化学试剂配制渣样,在中性气氛下对比研究低、中、高钛型钒钛矿高炉渣及低、中、高铝型钒钛矿高炉渣主要冶金性能。同时,运用XRD物相分析及Factsage 6.4热力学软件对各渣系主要组成物相及其变化进行分析。研究结果表明:低、中、高钛渣熔化性温度逐渐增大,初始黏度和高温黏度降低,渣系热稳定性和化学稳定性先变好后变差,渣中黄长石相骤减,辉石、钙钛矿相数量增多。低、中、高铝渣熔化性温度、初始黏度和高温黏度升高,渣系热稳定性和化学稳定性变差,渣中镁铝尖晶石等高熔点物相数量增多。     

用综合加权评分法优化高铬型钒钛矿电热熔分工艺

以气基竖炉还原得到的金属化率为95%的高铬型钒钛磁铁矿球团为原料,在高频感应炉内进行电热熔分深度还原.设计了三因素三水平正交试验,重点考察熔分温度、熔分时间及二元碱度对熔分效果的影响,并运用综合加权评分法对试验结果进行分析,发现熔分后可获得含钒、铬铁块和高钛渣.适宜的高铬型钒钛磁铁矿电热熔分参数为:二元碱度1.1,熔分温度1 650℃,熔分时间45 min.对熔分综合指标影响大小依次为二元碱度熔分温度熔分时间.另外,分析二元碱度对熔分效果的影响规律及作用机理可知,随碱度增大,铁、钒、铬及钛的收得率呈先上升后下降的趋势,在二元碱度为1.1时,高铬型钒钛矿熔分效果最好.     

水钢3#烧结机台车截面的烧结矿组织结构分析

应用光学显微镜和X-射线衍射分析水钢3#烧结机台车截面烧结矿的组织结构,结果表明烧结矿以磁铁矿为主,组织结构均匀致密,铁酸钙为主要的粘结相,形成熔蚀和粒状结构,强度较高;而台车边缘和表层烧结矿的组织结构疏松,部分呈蜂窝状,铁酸钙较少,硅酸二钙和玻璃质较多,形成骸晶状和共晶结构,强度较低,致使返矿较高。     

冷却方式对钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的影响

对承钢烧结矿冷却方式与钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的关系进行研究,研究结果表明:机上冷却可以促使烧结矿中的磁铁矿和玻璃质含量降低,赤铁矿、铁酸钙和硅酸盐含量提高,使烧结成品率提高;改善了烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能。打水冷却会明显降低烧结成品率,同时对烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能带来十分不利的影响。     

Effect of MgO content in sinter on the softening–melting behavior of mixed burden made from chromium-bearing vanadium–titanium magnetite

The effect of sinter with different MgO contents on the softening–melting behavior of mixed burden made from chromium- bearing vanadium–titanium magnetite was investigated. The results show that with increasing MgO content in the sinter, the softening interval and melting interval increased and the location of the cohesive zone shifted downward slightly and became moderately thicker. The softening–melting characteristic value was less pronounced when the MgO content in the sinter was 2.98wt%–3.40wt%. Increasing MgO content in the sinter reduced the content and recovery of V and Cr in the dripped iron. In addition, greater MgO contents in the sinter resulted in the generation of greater amounts of high-melting-point components, which adversely affected the permeability of the mixed burden. When the softening–melting behavior of the mixed burden and the recovery of valuable elements were taken into account, proper MgO contents in the sinter and slag ranged from 2.98wt% to 3.40wt% and from 11.46wt% to 12.72wt%, respectively, for the smelting of burden made from chromium-bearing vanadium–titanium magnetite in a blast furnace.     

Sintering behaviors and consolidation mechanism of high-chromium vanadium and titanium magnetite fines

To achieve high efficiency utilization of high-chromium vanadium–titanium magnetite (V–Ti–Cr) fines, an investigation of V–Ti–Cr fines was conducted using a sinter pot. The chemical composition, particle parameters, and granulation of V–Ti–Cr mixtures were analyzed, and the effects of sintering parameters on the sintering behaviors were investigated. The results indicated that the optimum quicklime dosage, mixture moisture, wetting time, and granulation time for V–Ti–Cr fines are 5wt%, 7.5wt%, 10 min, and 5–8 min, respectively. Meanwhile, the vertical sintering speed, yield, tumbler strength, and productivity gains were shown to be 21.28 mm/min, 60.50wt%, 58.26wt%, and 1.36 t·m-2·h-1, respectively. Furthermore, the consolidation mechanism of V–Ti–Cr fines was clarified, revealing that the consolidation of a V–Ti–Cr sinter requires an approximately 14vol% calcium ferrite liquid-state, an approximately 15vol% silicate liquid-state, a solid-state reaction, and the recrystallization of magnetite. Compared to an ordinary sinter, calcium ferrite content in a V–Ti–Cr sinter is lower, while the perovskite content is higher, possibly resulting in unsatisfactory sinter outcomes.     

低硅高铁烧结矿矿物组成及显微结构特征

采用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜对五种试样烧结矿进行了研究,提出了以冀东地区铁精粉为主要原料的低硅高铁烧结矿的矿物组成和显微结构特征。研究发现,其矿物组成主要有磁铁矿、赤铁矿、铁酸钙和少量硅酸二钙、玻璃质,其中磁铁矿多呈他形,结晶粒度细小,赤铁矿主要以自形晶和少量的他形晶存在,铁酸钙多以柱状和针状形态存在。显微结构主要为交织结构和交织熔蚀结构,其中交织结构的冶金性能好,交织熔蚀结构冶金性能较差。在低硅条件下,以冀东型铁精粉为主要烧结原料的烧结矿的适宜碱度为2.2。     

硼对钒钛磁铁矿烧结微观结构的影响

为研究硼的含量对钒钛磁铁烧结矿微观结构的影响,利用XRD和扫描电镜对实验样品进行观察,发现添加适量的硼能够对钒钛烧结矿中硅酸盐的生成起抑制作用,并改善钒钛磁铁烧结矿表面结构,提高烧结矿液相生成能力、固相固结性能、抗粉化性同时降低孔隙率。当烧结矿中硼含量达到1.5%~2.5%时实验效果最佳。     

基于低镁烧结矿和熔剂性球团的综合炉料熔滴性能研究

A low MgO content in sinter is conducive to reduce the MgO content in blast furnace slag. This study investigated the effect of MgO content in sinter on the softening–melting behavior of the mixed burden based on fluxed pellets. When the MgO content increased from 1.31wt% to 1.55wt%, the melting temperature of sinter increased to 1521°C. Such an increase was due to the formation of the high-melting-point slag phase. The reduction degradation index of sinter with 1.31wt% MgO content was better than that of others. The initial softening temperature of the mixed burden increased from 1104 to 1126°C as MgO content in sinter increased from 1.31wt% to 1.55wt%, and the melting temperature decreased from 1494 to 1460°C. The permeability index (S-value) of mixed burden decreased to 594.46 kPa·°C under a high MgO content with 1.55wt%, indicating that the permeability was improved. The slag phase composition of burden was mainly akermarite (Ca₂MgSiO₇) when the MgO content in sinter was 1.55wt%. The melting point of akermarite is 1450°C, which is lower than other phases.