轻烧菱镁石制备与表征及其对球团生球质量的影响

以轻烧菱镁石作为造球用添加剂,考察了不同制备条件下轻烧菱镁石性质的变化以及其活性对球团生球质量的影响.研究表明:焙烧温度过低或时间过短,菱镁石分解不完全,水化活性相对较低,焙烧温度过高或时间过长同样容易破坏轻烧菱镁石活性.其中,800~850℃下焙烧获得的轻烧菱镁石具有较好的性质(活性、粒级、比表面积以及晶粒尺寸);高活性的轻烧菱镁石对改善生球抗压强度(CSGP/N)、生球落下强度(DS/次数),提高生球爆裂温度(t_b/℃)效果明显,其中,爆裂温度(t_b/℃)最大增幅可达150℃.     

程潮铁矿球团配加黏结剂试验研究

对程潮铁矿高压辊磨前后的铁精矿分别添加膨润土、有机黏结剂、复合黏结剂进行造球试验。结果表明,单独添加少量的膨润土或有机黏结剂,其生球爆裂温度指标合格,生球强度指标不合格;采用膨润土质量分数为2.0%、有机黏结剂质量分数为0.05%的复合黏结剂,其生球抗压强度为14.5N/个、生球落下强度为(0.5m)12.1次/个、生球爆裂温度为630℃、成品球抗压强度为3 024N/个,球团质量有较大的提高。     

钙和镁添加剂在氧化球团中的应用

对石灰石、菱镁石和白云石3种钙、镁添加剂对球团性能、TFe品位以及生产工艺的影响进行研究。研究结果表明:添加剂降低了生球落下强度和预热球抗压强度,但提高了生球爆裂温度;添加剂中的CaO使焙烧球抗压强度先升高后降低,MgO使得焙烧球抗压强度降低;加入钙、镁添加剂会降低球团矿TFe品位,通过添加生石灰或有机黏结剂取代膨润土,可以提高球团的TFe品位;钙、镁添加剂在干燥预热段分解吸热会影响链篦机的热平衡,通过在球团中内配无烟煤,由无烟煤燃烧放热来提供钙、镁添加剂热分解所需的热量,可以维持链篦机的热平衡制度;通过添加生石灰或有机黏结剂和内配适量的无烟煤,可解决钙、镁添加剂在氧化球团中应用的难题。     

混合料润磨预处理对氧化球团矿质量的影响

研究了润磨预处理对生球强度、生球爆裂温度、预热球强度和成品球质量的影响.研究结果表明:采用润磨工艺减少了膨润土用量,提高了生球强度,但降低了生球爆裂温度;经润磨后所制备的预热球及焙烧球的强度得到了显著增强.研究结果表明:通过润磨的搓揉和挤压作用使粘结剂与矿粒紧密接触,球团内部结构更致密,从而使生球强度增强,爆裂温度降低;润磨产生新表面使矿粒比表面积增大,在预热过程中加快了磁铁矿的氧化,球团矿强度明显增强.     

高密度烧结镁砂的研究

以菱镁石为原料,先在850℃下煅烧2 h获得轻烧氧化镁,然后水化成氢氧化镁,干燥后在不同温度下轻烧,得到不同活性的轻烧氧化镁.将轻烧氧化镁按细磨—成形—烧结的工艺流程制备出烧结镁砂.考察了细磨程度、成形压力及轻烧温度对烧结镁砂密度的影响.实验结果表明:将细磨的氢氧化镁轻烧得到的氧化镁进行二道细磨工序,对提高烧结镁砂的密度有显著的影响;成形压力对烧结镁砂的密度影响较小;轻烧温度为600℃时的氧化镁经过轻烧前后两道细磨工序,在200 MPa成形,1 600℃烧结3 h可以制得w(MgO)为97.5%,w(CaO)∶w(SiO2)>2,体积密度为3.47 g/cm3的高密度烧结镁砂.     

热裂解多孔陶瓷球负载催化剂制备及物性研究

针对煅烧白云石作为生物质热裂解催化剂时,存在机械强度低、容易破碎等不足,提出以白云石和石英砂为骨料,炭粉为造孔剂,硼酸锌为助熔剂,羧甲基纤维素为黏结剂,采用添加造孔剂法制备生物质催化热裂解用的多孔陶瓷球,并对炭粉质量分数变化对多孔陶瓷球的气孔率、堆密度、抗压强度、抗热震性、热导率等的影响规律进行研究.结果表明:在试验范围内,随着炭粉质量分数的增加,气孔率几乎呈直线增大,堆积密度和抗压强度逐渐降低;在相同测试温度下,多孔陶瓷球的抗热震性不断下降,并且在400℃和600℃时,抗热震性随着炭粉质量分数的增加几乎直线下降;当炭粉质量分数较低时,热导率的下降趋势并不明显,但在炭粉质量分数增加到10%以后,热导率会急剧减小;炭粉质量分数变化对多孔陶瓷球的热膨胀性影响很小.     

煤粉-菱镁石混合喷吹对安钢高炉操作的影响

对安钢7号高炉的造渣制度进行了分析,提出从风口添加含MgO物料是改善炉渣性能的有效途径.在安钢7号高炉进行了添加轻烧菱镁石的煤粉喷吹工业试验.结果表明:风口喷煤中添加轻烧菱镁石可以有效地解决w(Al2O3)升高对炉渣冶金性能和高炉冶炼的影响,有利于优化高炉生产指标.对安钢7号高炉,煤粉中添加轻烧菱镁石的适宜比例为3%;炉渣中w(MgO)/w(Al2O3)为0.60～0.65时,高炉铁水物理热明显改善、硫的分配系数有所提高.在实施混合喷吹措施时,应适当调整高炉的热制度、造渣制度、焦炭负荷,控制适宜的高炉"炉缸煤气热量的平衡点"等参数.     

羧甲基淀粉钠提高球团强度的机理

对市售食用红薯淀粉进行羧甲基化,制备出羧甲基淀粉钠,并对合成反应机理进行了分析.以羧甲基淀粉纳为有机粘结剂进行造球试验,冷固球团干球抗压强度达322.8N/个,落下强度为16.18次/m,生球爆裂温度为820℃.此外,对羧甲基淀粉纳提高球团强度的机理进行了研究,发现当生球中加入羧甲基淀粉钠0.4%(质量分数)时,颗粒表面张力接触角由48°降至5°,粘滞力随之提高.光电子能谱研究表明羧甲基淀粉钠的极性基团在铁矿表面的键合使得Fe的2p轨道能由711eV降至710.2eV;极性基团的表面化学吸附是提高球团强度的重要因素,极性基团效应及有机链架的特殊空间网状结构是提高生球爆裂温度的关键.     

用后镁碳砖基转炉终渣改质剂的配料优化

以用后镁碳砖为原料制备转炉冶炼终渣改质剂,分析不同粒度回收料的化学成分,研究改质剂配料组成选择以及物料配比对改质剂强度的影响,优化用后镁碳砖基改质剂的配料组成。结果表明,用后镁碳砖回收料粒度不同,其氧化镁及碳含量差别较大,以用后镁碳砖为原料制备改质剂时,粒度为＜0．1、0．1～0．6、0．6～1 mm的镁碳砖细粉配比应为3∶4∶3,菱镁石粒度应为1～3 mm ;在用后镁碳砖及菱镁石的镁质原料组成下,改质剂的强度随水量的增加而增大、随黏结剂用量的增加而降低;优化后的用后镁碳砖基改质剂的配料组成为：60．2％的用后镁碳砖、25．7％的菱镁石、10％的石墨粉、0．1％的黏结剂以及10％的水。     

高压辊磨和润磨预处理强化硫酸渣球团对比研究

采用高压辊磨技术预处理硫酸渣改善生球质量和强化球团焙烧,并且与传统的润磨技术进行对比.研究结果表明:高压辊磨和润磨预处理硫酸渣均可大幅度提高生球质量,在膨润土用量大幅降低的同时,生球落下强度从9 0次/(0.5 m)分别增加到大于30.0次/(0.5 m)和27.4次/(0.5 m),抗压强度从7.2 N/个分别增加到10.6 N/个和13.7N/个,造球水分降低约6.5％,爆裂温度在540℃以上;经高压辊磨和润磨预处理后,硫酸渣球团预热温度均降低150℃,焙烧温度均降低80℃,焙烧时间均减少6 min,强化了硫酸渣球团矿焙烧;高压辊磨和润磨的作用机理在于提高硫酸渣比表面积,增大表面能和表面活性,促进固相扩散反应,强化球团固结,但是,高压辊磨的产能远高于润磨的产能,且单位能耗比润磨的低.     

气基预还原处理高铝铁矿石

使用气基预还原的方法对一种全铁质量分数为3082%,Al2O3质量分数为2332%的高铝铁矿石进行铝铁分离研究.研究结果表明:1#球团于900℃、还原气氛为70%CO(体积分数)+30%H2、还原时间为77min时得到最高还原率7713%;2#球团于950℃、还原气氛为70%CO+30%H2、还原时间为80min时得到最高还原率822%;另外,2#球团在900℃以上还原时所能达到的最高还原率很接近;综合考虑,两种球团的最佳预还原温度为900℃;配加消石灰后,可以破坏原矿中铁、铝、硅之间的嵌布关系.X射线衍射分析结果表明,在还原过程中,出现了难还原的Fe2SiO4相和FeAl2O4相,这是导致还原难以进行的原因.     

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%.     

钢带烧结料层的干燥氧化过程仿真

针对钢带烧结机内铬铁球团的干燥氧化过程，建立一套多尺度的欧拉-欧拉双流体数学模型. 基于收缩核模型计算单个球团的物理化学反应，模型预测结果与现场数据吻合.结果发现生球层的干燥可以分为两阶段:不均匀升速干燥阶段和降速干燥阶段. 在生球层底部，第二干燥阶段会出现干燥速率又升高的现象，此时湿核表面温度为383K. 而当湿核半径小于4.75mm后干燥速率又开始下降. 过湿区的最大水分质量分数为10.2%，比初始值高7.4%. 当铬铁球团的温度达到焦炭的燃点后，焦炭的氧化优先于磁铁矿. 生球层在烧结区出口的平均温度达到1698K，满足生产需求.     

基于Ergun方程的菱镁球团填充床层阻力特性实验

菱镁球团重烧竖炉内的气流流动分布较为复杂,获得料层阻力特性规律是开展竖炉内气体流动及气固换热过程研究的基础.从颗粒填充床的气体动力学出发,以Ergun方程为基础,首先系统测量了菱镁球团颗粒关键宏观特性——粒径分布、密度、球形度及空隙率;通过冷态实验修正了Ergun方程中黏性阻力系数和惯性阻力系数,获得了适用于描述菱镁球...     

利用菱镁矿制备氢氧化镁

以菱镁矿为原料,研究常压下制备氢氧化镁的新方法.首先通过煅烧试验,得出保证菱镁矿达到充分分解且其分解产物氧化镁具有较高活性的煅烧条件是煅烧温度600℃,煅烧时间9 h;提高煅烧温度到700~750℃,煅烧时间为2~4 h时,菱镁矿的分解率也达到最高值,但其氧化镁活性有所降低;其次以氧化镁粉为原料,研究常温下化学合成氢氧化镁粉剂的制备方法.结果表明对快速合成的絮状氢氧化镁沉淀物进行80℃水热老化处理30 min,可得到过滤性能较好、纯度较高、均一规则六边形薄片状氢氧化镁粉体,从而得出水热老化反应是制备较规则形貌氢氧化镁的重要方法.     

石灰对三水铝石型铝土矿低温溶出行为的影响

研究了不同石灰添加量对3种国外三水铝石型铝土矿在145℃时溶出性能的影响规律及其作用机理.国外三水铝石型铝土矿主要由三水铝石、针铁矿、赤铁矿、高岭石和石英等组成,并含有一定的锐钛矿和一水软铝石.研究结果表明,添加石灰能够促进脱硅反应的进行,降低溶出后铝酸钠溶液中二氧化硅的质量浓度,随着石灰质量分数的增加,溶液的硅量指数逐渐提高;添加石灰降低三水铝石型铝土矿的氧化铝溶出率,其与石灰的质量分数呈线性递减关系;石灰促进脱硅产物由水合铝硅酸钠向水化石榴石转变,随着石灰质量分数的增加,溶出液中的苛碱质量浓度逐渐提高,赤泥中碱的质量分数逐渐降低.     

预氧化对钒钛磁铁矿球团矿相及内部结构的影响

以钒钛磁铁矿为原料制备氧化球团,利用XRD和SEM等手段,考察室温至500,700,900,1000,1100,1200,1250℃7种情况下预氧化球团的物相组成和微观结构.结果表明,当预氧化温度低于500℃时,球团内部发生γ-Fe2O3向α-Fe2O3的转变,未发生氧化反应;当预氧化温度高于500℃时,随着预氧化温度的升高,球团内部的TTM和FeTiO3氧化生成TTH和Fe2TiO5,白色物相(含Fe,V,Ti)聚合长大与黑色物相(Mg,Al,Si相)逐渐分离,且晶型由较为分散的颗粒状向紧密互联、结构力强的互联状转变.     

含锌电炉粉尘配碳球团的冶金特性

以某钢铁公司含锌电炉粉尘为原料,配入适当的无烟煤制成含碳球团,焙烧球团通过还原煤保护冷却至室温后进行化学分析·研究了1150℃～1300℃的范围内,温度、时间和内配煤量对锌、铁的还原速率以及球团抗压强度的影响·研究结果表明:锌、铁的还原率均随焙烧温度、焙烧时间以及内配煤量的增加而提高;抗压强度随焙烧温度、焙烧时间的增加而增高,但随内配煤量的增加出现极值点·焙烧球团最佳的工艺参数:焙烧时间为15min,内配煤量为13 04%,焙烧温度为1250℃·此时锌的还原率为98 43%,金属化率为94 51%,抗压强度为800 6N/球·