含硼磁铁矿强化巴西赤铁矿球团的制备

研究含硼磁铁矿配比对巴西赤铁矿球团生球质量、预热焙烧性能和成品球团冶金性能的影响。结果表明:配加30%和50%(质量分数)含硼磁铁矿后,生球的落下强度增加,爆裂温度显著提高;球团预热温度降低50℃左右,焙烧温度降低120℃以上;成品球团矿还原度从72.40%分别提高到87.95%和78.71%,低温还原粉化指数RDI+3.15从87.79%分别提高到97.38%和99.62%,还原膨胀率从36.25%分别降到12.50%和4.00%;焙烧性能得到提高的原因是Fe3O4氧化生成的新生Fe2O3晶体具有较大的活性,B2O3有利于含硼的镁铁橄榄石液相生成,这两者能够促进球团再结晶和晶粒长大;还原度提高的原因是B3+半径很小,易扩散进入Fe2O3晶格中,产生晶格畸变,使得Fe2O3易于还原;铁酸镁和含硼的镁铁橄榄石液相的生成,有利于还原膨胀和低温还原粉化性能的提高。     

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%.     

MHA黏结剂在钒钛磁铁矿氧化球团制备中的应用

应用已发明的MHA黏结剂替代膨润土制备钒钛磁铁矿氧化球团,获得质量优良的高炉冶炼原料。研究表明:当MHA用量为0.25%,在预热温度950℃,预热时间10 min,焙烧温度1 250℃,焙烧时间10 min的条件下,获得的预热球团抗压强度为522 N/个,焙烧球团抗压强度为3 702 N/个。与2.0%膨润土球团矿比较,MHA成品球团的抗压强度略低,而TFe品位明显提高1.11%。2种黏结剂球团矿的还原性能指标接近。MHA球团黏结剂在氧化球团矿生产中具有良好的应用前景。     

氧化球团矿中Fe2O3的结晶规律

以磁铁矿精矿(Fe3O4)为原料,添加粘结剂后进行混合、造球,将生球干燥预热后,在1150～1280℃氧化焙烧6～15 min。将所得氧化球团取样制片,采用显微镜和扫描电镜(SEM)对Fe2O3再结晶晶形进行研究。研究结果表明:Fe2O3再结晶主要形成3种晶形,即初晶、发育晶和互连晶;球团矿质量与Fe2O3的晶形有密切关系,3种不同晶形的球团抗压强度有明显差异;随着焙烧温度的升高,初晶→发育晶→互连晶形依次形成,球团抗压强度逐渐提高,当氧化球团矿内部Fe2O3大量形成互连晶时,氧化球团矿抗压强度最高,质量最好。解释了球团抗压强度随温度升高而升高的微观机理;同时验证了氧化球团矿主要靠Fe2O3再结晶的固相固结机理。     

焙烧气氛对内配碳赤铁矿球团焙烧行为的影响

模拟氧化球团生产工艺,研究焙烧气氛对内配碳赤铁矿氧化球团强度的影响,并结合矿相显微结构和FeO含量的变化规律分析,揭示内配碳赤铁矿球团在不同氧含量下的焙烧行为和固结规律.研究结果表明:内配碳赤铁矿氧化球团在接近空气配比(氧含量约20%,体积分数)的氧化性气氛中焙烧强度最大,氧含量过高或过低都会影响Fe2O3的再结晶,使球团强度降低;在氧化性气氛中焙烧含碳赤铁矿球团时,原生赤铁矿先还原为磁铁矿,磁铁矿再氧化成活性较高的次生赤铁矿,提高了赤铁矿焙烧固结性能和球团强度.     

链篦机-回转窑球团法生产工艺简介

链篦机-回转窑球团法氧化球团生产工艺是一种新型的球团生产工艺,生产综合质量高于竖炉球团的球团矿。近几年,此种工艺得到了广泛的应用。     

红格含铬钒钛磁铁矿球团矿物学和等温氧化动力学

研究了红格钒钛磁铁矿(HCVTM)球团等温氧化动力学及其矿物学特征.在不同的温度(1073~1373 K)和不同的时间(10~60 min)范围内,对HCVTM球团矿进行了等温氧化动力学实验.首先分析了球团在不同温度和时间下的微观结构和矿物组成规律.然后根据定义的氧化率,计算和分析了氧化率及其变化规律,以及矿相结构对氧化率的影响.最后结合缩核模型、修正的氧化率函数和阿伦尼乌斯公式,计算了反应速度常数、修正系数和反应活化能,并判断了反应限制性环节.研究表明:随温度的提高,低熔点液相增加,赤铁矿晶粒的生成、长大和再结晶,形成连续的黏结相,空隙数量减少.随时间的增加,生成的液相促进了赤铁矿晶粒间的黏结和长大,但是晶粒间硅酸盐相和钙钛矿类物相恶化了球团结构.同时,钙钛矿和铁板钛矿相生成.HCVTM球团矿空隙数量的减少和黏结相的生成,表现在氧化速率随时间增加而减慢.HCVTM球团氧化反应主要受扩散控制,球团氧化前期的反应活化能为13.74 kJ·mol-1,氧化后期的活化能为3.58 kJ·mol-1,氧化率函数的修正参数u2=0.03.     

链箅机过程球团矿生球干燥氧化模型

研究了生球干燥氧化过程的热传递现象,采用两段式干燥思想和缩核模型,以热量和质量为介质,考虑工艺过程干燥风向的变化,并根据现场数据辨识出模型的关键参数,建立了链箅机干燥氧化过程的机理模型.仿真曲线显示该模型较好描述了生球水分蒸发、干燥球团氧化与外部空气的质量、热量交换等现象.在机理模型基础上,提出了干燥球团和预热球团的强度计算模型.对比分析表明,计算结果与现场实际数据吻合,证明了模型的有效性,为球团矿生球干燥氧化过程精确控制和优化提供了模型基础,具有一定的实际意义.     

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.     

MgO对球团矿抗压强度的影响

以经焙烧处理的菱镁石作为含MgO添加剂生产氧化球团,考察了MgO含量对氧化球团抗压强度的影响.研究表明:随着球团矿中MgO含量的增加,球团矿的抗压强度逐渐下降.其主要原因为:球团中MgO含量的增加使得球团中Fe3O4氧化成Fe2O3再结晶过程减弱,连晶不完全,且分布不均,不利于球团矿的固结;通过对不同MgO含量的球团矿的孔隙分布及孔隙度分析可知,随着球团矿中MgO含量的增加,球团矿的孔径及孔隙度逐渐增大,导致球团矿的抗压强度不断下降.     

优化配矿强化西澳超细粒磁铁精矿球团焙烧研究

进行了西澳超细粒磁铁精矿分别配加国产磁铁精矿和巴西赤铁精矿制备氧化球团矿的实验研究.结果表明,以100%西澳超细磁铁精矿为原料制备氧化球团矿时,球团预热及焙烧性能较差,在预热温度为1050℃、预热时间20 min及焙烧温度1300℃、焙烧时间40 min的条件下,预热球团和焙烧球团矿抗压强度分别为每个502和2313 N.西澳超细粒磁铁精矿配加40%国产磁铁精矿或20%巴西赤铁精矿时,球团适宜预热温度由1050℃分别降低到950和975℃,适宜的焙烧温度由1300℃分别降低到1250和1280℃;而且焙烧球团矿的抗压强度分别提高到每个2746 N和每个2630 N.焙烧球团矿的微观结构研究表明:配加国产磁铁精矿后,焙烧球团矿中Fe2 O3晶粒发育优良,晶粒间互联程度提高,晶粒粗大,孔隙率低,固结更加紧密.配加20%巴西赤铁精矿时,焙烧球团矿中Fe2 O3晶粒基本连接成片,Fe2 O3晶体发育良好.优化配矿是改善西澳超细粒磁铁精矿球团矿预热及焙烧性能的有效途径.     

铁矿氧化球团回转窑三维温度场仿真模型

在分析烟气、窑壁和球团之间的传导、对流和辐射传热,煤粉的燃烧以及回转窑中球团的运动规律的基础上,应用轴向传热模型描述窑内烟气温度分布,应用横截面二维传热模型+轴向传热模型描述球团温度分布,建立回转窑三维温度场模型,开发三维温度场仿真系统,动态显示窑内烟气和球团的温度分布。研究结果表明:模型计算烟气温度命中率在90%以上。     

微波场中氧化球团升温性能及结构变化

在氮气保护下对氧化球团进行微波加热,旨在研究微波场中氧化球团的升温性能以及结构变化.氧化球团在中性气氛的微波场中进行加热,升温过程可以划分为缓慢升温、快速升温和较慢升温3个阶段.不同终点温度下氧化球团在冷态时的电磁性能测试以及微观结构观察结果显示:氧化球团在升温过程中内部结构发生了较大的改变,冷态时磨细再成型测其电磁性能变化不大,升温速度的不一致与温度和球团结构变化有关.整个过程中球团的强度和真孔隙率都是先降低再升高的,通过扫描电镜观察发现:颗粒在电磁场中首先出现碎裂现象,随着温度的升高,颗粒发生重结晶,造成球团结构的改变.     

MgO对以细磁铁精矿为主的低硅烧结的影响

研究了MgO对以细磁铁精矿为主的低硅烧结的影响. 烧结试验结果表明: 当烧结矿中MgO含量从1.4%增加到2.3%时, 烧结速度从22.61 mm/min减慢到19.48 mm/min, 利用系数从2.031 t/(m2·h)降低到1.629 t/(m2·h). 显微结构分析结果表明: 当烧结矿中MgO含量为1.4%时, 细粒磁铁矿氧化形成的隐晶质-微晶质和圆粒状赤铁矿较多, 熔蚀状的铁酸钙多, 而条状、针状的铁酸钙较少, 铁酸钙和铁酸镁结晶粒度细小;当MgO含量为2.3%时, 形成较多的条状铁酸钙和较少的熔蚀状铁酸钙, 烧结矿中的铁酸镁、镁铁橄榄石等矿物增加, 且块状晶粒粗大. 在烧结过程中MgO矿化速度较慢, 需要较高烧结温度和较长高温保持时间.     

巴西赤铁矿富矿粉直接还原试验研究

对粒度不大于4mm赤铁富矿粉原矿进行压球直接还原试验研究，以烧结常用的赤铁矿富矿粉和还原剂（碎焦粉或烟煤）为原料，采用复合型粘结剂进行压球试验。实验结果表明，成型球在1150～1280℃直接还原时，基本无粘结现象。因而可在较简易条件下实现生产DRI的目的。     

润磨强化硫酸渣制备氧化球团的技术及机理

从硫酸渣本身特点出发，对硫酸渣制备氧化球团的特点及润磨在球团制备过程中的作用机理进行研究。研究结果表明：无润磨的硫酸渣生球强度极差，水分较高，润磨可改善硫酸渣的粒度组成、比表面积，降低生球的孔隙率，从而有效降低膨润土用量，大幅提高生球的强度及降低生球的水分；润磨也能提高硫酸渣颗粒活性，增加颗粒与颗粒之间的接触点，使质点利于扩散，从而改善硫酸渣球团的焙烧性能，润磨后的球团在焙烧温度为1150℃、焙烧时间为10 min的条件下，便可获得抗压强度大于3 kN/个的球团，大大降低了球团的焙烧温度。使用硫酸渣能生产出优质的球团供高炉使用。     

有机复合膨润土强化磁铁矿氧化球团机理及应用

基于有机小分子插层复合法,开发出有机复合膨润土,通过X线衍射等分析等微观手段及成球性指数测定,揭示有机复合膨润土通过化学吸附和复合分子桥联作用改善铁精矿成球的作用机理.研究结果表明:有机复合膨润土用于氧化球团工业生产,膨润土质量分数由3.0%左右降低到1.4%左右,减少50%以上;生球强度提高0.9次/(0.5 m),爆裂温度提高150℃左右,生球热稳定性明显提高,成品球团铁品位提高1.02%,成品球球团矿抗压强度提高1 kN/个以上;在降低膨润土配比前提下,生球强度和热稳定性提高,成品球团矿的强度和铁品位提高.     

烧结机焙烧酸性球团矿矿物组成和显微结构

针对烧结机焙烧酸性球团工艺焙烧负压低、固结速度快等工艺特点,对不同烧结机焙烧工艺条件下的酸性球团矿矿物组成和显微结构进行了研究．结果表明,在烧结机焙烧工艺条件下,采用低硅铁精矿、添加1％膨润土时,球团矿仍以磁铁矿和赤铁矿再结晶的固相固结为主,不同于传统的烧结矿固结方式．当印度矿配比增加时,球团矿中磁铁矿随着增加,球团结构变致密,转鼓强度提高．当煤粉用量增加,球团矿中磁铁矿再结晶增加．煤粉用量为4．5％时,球团中磁铁矿占50．2％,结构较致密,转鼓强度和利用系数均较佳．过高的煤粉用量使得球团矿中气孔率增加,局部过熔,出现蜂窝状结构．球团矿中SiO2增加,磁铁矿再结晶增加,赤铁矿再结晶减少,液相量变化不大,球团矿转鼓强度增加,还原性降低．