以赤铁矿为主配加磁铁矿制备的氧化球团矿显微结构

在链篦机 回转窑模拟装置中制备氧化球团矿,采用显微镜和扫描电镜研究单一赤铁矿及以赤铁矿为主配加磁铁矿制备的氧化球团矿显微结构.研究结果表明:当单一赤铁矿球团在焙烧温度为1320℃、焙烧时间为20min时,球团矿抗压强度达2439N/个,其显微结构较松散,并存在少量细小裂纹;当赤铁矿球团中添加20%(质量分数,下同)的秘鲁磁铁矿,在焙烧温度为1300℃、焙烧时间为20min时,球团矿抗压强度达3045N/个,其显微结构致密,Fe2O3晶体互连性较好.这表明在制备氧化球团矿时,添加磁铁矿降低了球团焙烧温度,改善了球团矿的显微结构,提高了抗压强度.     

压汞法表征铁矿球团固结程度

基于压汞法,定义了球团矿的氧化焙烧固结指数(OCI),并以其表征球团矿氧化焙烧固结程度.通过分析不同球团矿生球氧化焙烧过程中球团矿孔隙率及孔径大小的变化,计算球团焙烧固结指数.同时,对相应的成品球团矿的抗压强度进行测试.结果表明:粒化工艺和原料条件相对稳定情况下,氧化球团固结指数越高,球团固结越完全,球团抗压强度越大.该方法不仅可掌握球团矿自身物性,而且能够准确表征球团氧化焙烧的固结程度,为科研、生产人员提供了一种氧化球团矿质量的评价指标.     

攀枝花铁精矿链篦机-回转窑球团焙烧的特性

攀枝花钢铁公司计划建设链篦机——回转窑球团厂,为给设计提供依据,1977年8月到1978年6月我们进行了攀枝花铁精矿球团矿实验室和扩大性试验。初步查明了攀枝花铁精矿氧化球团在造球、干燥预热、焙烧及冷却方面的规律和特点。     

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.     

球团竖炉中炉料运动的研究

球团坚炉中的热工过程和物理化学过程都是在炉料下降过程中进行的,炉料的运动状态直接影响到竖炉中的气流分布、温度场以及物理化学过程的进行。本文阐述了竖炉中球团矿下降的条件和力学分析,介绍了在实验室的竖炉模型中进行竖炉中炉料运动研究的结果;介绍了球团矿在焙烧过程中的收缩率的测定结果;阐述了球团竖炉中炉料运动的规律。     

菱铁矿和褐铁矿球团制备技术研究

对菱铁矿和褐铁矿精矿进行了造球、焙烧试验研究,结果表明：在菱铁精矿中配加褐铁矿的同时配加磁铁矿,既可提高生球强度,又可提高爆裂温度;链篦机—回转窑焙烧该球团时,操作难度大,球团矿质量差;采用烧结法焙烧菱铁矿和褐铁矿球团时,因高温保持时间短而导致球团强度低,配入磁铁矿后,既延长了高温保持时间,又提高了成品率、转鼓强度和抗压强度,增加预热段可改善烧结指标;用带式焙烧法焙烧菱铁矿和褐铁矿球团时,获得了成品率为98.26%,利用系数为0.654t/（m^2·h）,转鼓强度为80.65%和抗压强度为1762N/个的球团矿。该研究为我国储量丰富,但难焙烧的菱铁矿和褐铁矿的开发利用提供了新思路。     

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.     

钒钛磁铁矿焙烧竖炉操作参数对传热过程的影响

以年产量2×10⁴ t钒钛磁铁矿焙烧竖炉为研究对象,建立竖炉内三维稳态传热数理模型.通过UDF(user defined functions)将反应热以内热源形式编译到固相能量方程中,定义球团矿下移速度,以竖炉内的焙烧时间和温度为判断指标,研究操作参数对竖炉内传热过程的影响.结果表明:焙烧风流量、冷却风流量以及球团下移速度为3个主要影响因素,其中球团下移速度对传热过程的影响更明显.在球团直径为38mm,焙烧时间为4～6h,焙烧温度为1100～1200K的条件下,竖炉适宜的操作参数为:冷却风流量1210～1430m³/h;焙烧风流量3070～3670m³/h;球团下移速度0.258～0.290m/h.     

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。     

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。     

含硼铁精矿用于巴润精矿氧化球团生产的实验研究

在实验室条件下,研究了含硼铁精矿对巴润精矿氧化球团制备工艺及冶金性能的影响.研究表明:球团原料中外配5.0%的含硼铁精矿,可将混合料中的巴润精矿配比(质量分数)提高到40%,制备的氧化球团满足高炉冶炼要求;含硼铁精矿可增加巴润精矿氧化球团的抗压强度和降低还原膨胀率,并可降低球团的焙烧温度;当含硼铁精矿配加量(质量分数)从0增加到7.5%时,球团抗压强度从2 630 N·个-1上升到3 709 N·个-1,还原膨胀率从25.69%降低到15.53%;外配质量分数为7.5%的含硼铁精矿时,球团的焙烧温度可从1 200℃降低至1 150℃,巴润精矿氧化球团满足高炉生产要求.     

还原气氛和脉石成分对氧化球团还原膨胀的影响

以Fe2O3粉为原料,分别配加SiO2,CaO及MgO制备氧化球团,系统研究了H2和CO两种还原气氛及不同脉石成分对氧化球团还原膨胀的影响,并进行了理论分析.研究表明,还原气氛中H2含量的增加,有利于降低球团的还原膨胀率,还原后球团晶体结构完整,品质较好;Fe2O3球团中配加少量CaO,有利于焙烧时产生少量液相而改善球团的冶金性能,但CaO含量不宜过大;在保证产品质量前提下,适当控制球团矿品位,含有少量SiO2等脉石杂质,有利于焙烧时产生渣相连接,提高球团的强度,降低还原膨胀率;球团中添加MgO有利于形成稳定的晶体结构,从而改善球团的性能.     

山东省太安地区钢铁厂铁精矿球团矿实验室试验

前言山东省太安地区钢铁厂为了改变平地吹球团矿生产的落后面貌,拟建带式焙烧机球团车间,为此在我院炼铁实验室进行了太安地区钢铁厂铁精矿球团矿的实验室试验。试验工作是在冶金系和炼铁教研室的直接领导下进行的,按原计划完成了试验内容。由于时间仓促及试验手段的限制,试验内容仍不够完善;由于水平不高,试验的总结分析中难免有不当和错误之处,请批评指正。     

铁矿球团中有机复合膨润土的强化机理

在球团生产中配加有机复合膨润土可明显提高生球强度、改善生球热稳定性、降低膨润土配比和提高球团矿铁品位.研究结果表明:在保证球团质量的前提下,有机复合膨润土配比为1.2 %时即可达到常规膨润土加入量为2.2 %时的生球强度,且爆裂温度均大于620℃,球团焙烧性能较好,成品球团矿的铁品位约提高了1.10个百分点.通过现代微观检测手段对有机复合膨润土亮作用机理的进行分析,发现有机小分子插入膨润土晶层间,其表面阴离子基团可与铁矿表面产生化学吸附,使其表面负电位增强和表面亲水性得到改善,有利于改善铁精矿成球性;另外,有机复合膨润土同时具有有机物和无机层状硅酸盐的特点,其热稳定性和高温粘结力均优于常规膨润土,改善了球团焙烧性能.     

回转窑截面物料运动及力链结构的数值试验

采用离散单元法从颗粒尺度建立回转窑内物料的运动模型,以球形沙粒为例,通过数值计算,研究回转窑截面上物料的运动模式和力链结构。以Froude数、物料填充角、窑壁摩擦因数为变量,模拟物料的滑移、塌落、滚落、泻落、抛落和离心6种运动模式,模拟结果与实验观测结果相符。研究结果表明:回转窑内物料力链由表层弱力链区域(约占料层厚度10%)和底层强力链区域组成;滑移、塌落、滚落和泻落4种模式中,底层强力链结构稳定,颗粒之间相对静止,表层弱力链断裂和重组频繁,具体运动模式由窑转速和表层力链断裂重组的速度决定;实际转速中,泻落模式的物料颗粒碰撞最强烈。     

含钛精矿用于鞍钢球团的试验研究

为探索将含钛精矿配加到鞍钢卡拉拉精矿中进行球团生产的可行性,考察了膨润土配比、含钛精矿配比和焙烧温度对含钛球团性能的影响。结果表明：在含钛磁铁矿配比为5%~25%条件下,添加1.3%~1.5%的膨润土,可制得满足生产要求的生球;焙烧温度与含钛磁铁矿配比对成品球的抗压强度具有重要的影响,随着焙烧温度升高,抗压强度先增大后减小,在1 200℃左右达到最大值,同时增加含钛磁铁矿的配比可提高抗压强度上升幅度。从球团矿相的角度出发,采用偏光显微镜、扫描电镜（SEM+EDS）和电子探针（EPMA）等分析测试方法,分析了添加含钛磁铁矿降低球团适宜焙烧温度及含钛球团与普通球团强度差异的内在机理,发现在1 150℃时生成了钛赤铁矿,球团获得了强度来源,而高温下TFe （全铁）的氧化再结晶能力差,球团抗压强度降低,因此含钛球团的适宜焙烧温度较低;而含钛球团中钛赤铁矿较粗大,氧化再结晶能力较弱,相反普通球团具有大量细而均匀的磁铁矿晶粒,因此强度较普通球团低。     

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.     

氧化球团链篦机中的下回程密封装置结构改进

本机是为链篦机——回转窑工艺法焙烧球团所使用的主要设备,是该工艺线上三大主机设备中的核心设备。它的用途是:将造球机造好的料球,经过本机的干燥、预热使料球产生一定的强度,再经窑尾溜槽送入到回转窑中进行焙烧,使其达到氧化球团的质量要求。根据2010年内蒙古双利矿业责任有限公司使用的我公司生产的年产60万吨,2.8×38m链篦机的现场问题反馈,现场链篦机产生的灰尘较多,且料球易破裂,链篦床各部件受冲击较大,有可能影响链篦床使用及料球的产品质量等,针对现场的反馈问题,我公司经过研究几套备选方案后,决定在链篦机下部增加了下回程密封装置。改造后,使问题圆满解决。     

球团矿脱碱——改善包钢球团矿质量的实验研究之一

本文介绍包钢球团矿氯化焙烧脱碱的实验研究结果。实验结果表明:在包钢四系列精矿粉球团中加入0.5%左右氯化钙及5%左右白云石可降低球团矿含碱量50%左右(其中钾含量降低70%左右)。本文还结合实验结果对影响脱碱率的某些因素进行了热力学分析;提出球团矿(及烧结矿)脱碱是消除包钢高炉碱害的根本途径。     

球团矿不同气氛下的高温抗压强度

采用自行设计的高温抗压强度在线测定装置,研究了氧化球团矿在不同气氛下的高温强度变化规律,并对高温下强度变化的机理进行了分析和探讨.实验结果表明:球团矿在中性气氛和氧化性气氛下的高温强度变化规律基本一致,表现为在低于800℃的温度范围内,球团矿强度随着温度的上升而增大,但在800～900℃球团矿强度有个明显的下降,900～1100℃球团矿强度随温度的升高略有回升,1100℃以后强度急剧下降,到1200℃时已基本失去强度;中性气氛下的球团强度整体高于氧化性气氛下的强度;在还原性气氛下,球团矿强度随着温度和还原度的提高而降低,至1100℃时强度基本消失.