MgO对高碱度烧结矿强度的影响及机理

研究MgO质量分数的提高对高碱度烧结矿转鼓强度的影响规律并揭示其作用机理。结果表明:当碱度为2.0的烧结矿MgO质量分数从1.15%提高到3.5%时,转鼓强度从71.33%降低到61.13%;随着MgO质量分数的增大,液相生成温度提高,液相量减少,MgO质量分数太高将造成烧结矿液相量不足;Mg2+主要固溶在磁铁矿中,Mg2+进入磁铁矿晶格,提高磁铁矿的稳定性,不利于磁铁矿氧化,使得烧结矿中磁铁矿质量分数增大,且针状铁酸钙黏结相质量分数减少;烧结液相量较少以及具有良好强度的针状铁酸钙质量分数降低是MgO降低烧结矿强度的主要原因;白云石的成矿能力比石灰石的弱,随着白云石用量增大,熔剂与铁矿石之间的反应能力下降,因此,烧结矿转鼓强度降低。     

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.     

不同碱度和Al2O3质量分数烧结矿还原行为的研究

以不同碱度和Al2O3质量分数的烧结矿样品为研究对象,研究不同还原温度和还原时间时烧结矿的还原率和还原后烧结矿微观结构.结果表明,烧结矿碱度由1.8增加至2.4,还原率总体呈现增大的趋势,但在碱度大于2.0和恒温2 h条件下,还原率略微降低;随着Al2O3质量分数由1％增加至4％,烧结矿的还原率呈现先增大后降低的趋势,当Al2O3质量分数为2％时,烧结矿还原率最高;在1000℃和1100℃时,还原后的烧结矿呈现出金属铁包裹浮氏体的结构,在1200℃时,由于渣相的流动改变了包裹状态,并产生了大量孔洞,改善了烧结矿的还原性能.     

SiO2对烧结矿冶金性能及微观结构的影响

为给高铁低硅烧结矿的生产提供理论依据,设计烧结矿碱度R为1．8、1．9和2．0,每种碱度下以SiO2含量为变量,产生12组配矿方案进行烧结杯实验,研究SiO2对烧结矿冶金性能及微观结构的影响.结果表明：SiO2质量分数从4．8%~5．7%增加时,其冷态强度逐渐增加,最大增幅为8%;烧结矿还原性逐渐降低,降幅区间为从86．80%到81．01%;还原粉化指数RDI+3．15逐渐增大,增幅区间为从75．95%到87．21%;对于软熔性能,其软化开始温度T10在4．8%~5．4%的SiO2含量区间先升高,在5．4%~5．7%之间又降低,而软化区间有变宽的趋势.选定一个碱度水平R=2．0,烧结矿SiO2质量分数在4．8%~5．7%范围变化时,其微观结构由熔蚀状向针柱状发展,结构均匀性逐渐提高,主要矿物组成由赤铁矿向铁酸钙发展,且低温还原粉化的骸晶状赤铁矿逐渐消失.     

基于粘结强度特征数的烧结矿强度评价方法

烧结矿的强度主要取决于含铁矿物的强度、粘结相自身的强度以及粘结相与含铁矿物间的粘结强度。研究表明粘结相与含铁矿物间的粘结强度是烧结矿强度的主要制约因素。将粘结强度与能满足工厂生产要求标准的烧结矿粘结强度(12.58 MPa)的比值定义为粘结强度特征数,并用其评价烧结矿的整体强度。同时,结合烧结矿的微观结构对烧结矿强度进行研究。结果表明,与粘结相自身微观结构相比,粘结相与含铁矿物界面的微观结构较为疏松;固液两相之间的冷收缩系数不同,粘结相与含铁矿物之间易形成内应力,不利于粘结强度的提高。因此,粘结强度满足一定要求时,烧结矿的强度就能满足生产要求。     

铬铁精矿球团烧结工艺与机理

对铬铁精矿球团烧结新工艺以及球团烧结矿冶金性能和固结机理进行研究。研究结果表明:铬铁精矿粒度粗,成球差,必须经过球磨机细磨,使其比表面积达到1 700 cm2/g,才具有良好的成球性;在膨润土配比为1.5%(质量分数)、造球水分为9.0%(质量分数)、造球时间为12 min的条件下,生球落下强度5次/(0.5 m),抗压强度11 N/个,爆裂温度480℃。优化的球团烧结工艺参数为:焦粉用量7%(质量分数)(内配比例30%),烧结混合料水分为9.5%,料层高度为650 mm,干燥温度为300～350℃,干燥负压为4 kPa,干燥时间为3 min,点火温度为1 100℃,点火负压为5 kPa,点火时间为1.5 min,烧结负压为8 kPa,取得了良好的指标:烧结矿产量为3.01 t/(m2.h),转鼓强度为89.33%,固体燃耗为79.19 kg/t。铬铁精矿球团烧结矿在900℃时很难还原,但还原膨胀率只有5%～6%,还原粉化率RDI+3.15大于94%,还原过程将具有较好的强度;在烧结料层的中上部,烧结矿的宏观结构以单个散状球团为主;在烧结料层下部以葡萄状烧结矿为主。铬铁精矿球团烧结矿矿物组成以铁铬尖晶石和硅酸盐矿物为主,单颗粒的球状烧结矿以固相固结为主,葡萄状烧结矿中液相量占30%左右,由固相固结和液相黏结共同维持烧结矿强度。     

低硅烧结矿质量分形维数影响因素

低硅烧结矿质量分形维数的研究具有重要的理论依据和价值.本文通过研究初步得到了烧结原燃料中MgO的含量、矿物种类、碱度以及配碳对低硅烧结矿质量分形维数的影响,为烧结矿的定量描述提供了新的、合理的数值模型.     

低硅烧结矿质量分形维数影响因素

低硅烧结矿质量分形维数的研究具有重要的理论依据和价值。本文通过研究初步得到了烧结原燃料中MgO的含量、矿物种类、碱度以及配碳对低硅烧结矿质量分形维数的影响,为烧结矿的定量描述提供了新的、合理的数值模型。     

含氟稀土渣的粘度(包头矿综合利用基础研究之一)

本文包括对包头含氟稀土炉渣粘度的研究,分别测定了不同碱度,不同含氟量,不同炭化硅与碱金属含量,特别是不同稀土氧化物含量的炉渣粘度。研究结果与生产实践情况基本上一致:即增加炉渣中稀土与炭化硅含量,使炉渣度升高;但是增加炉渣中氟化钙与碱金属含量,使炉渣粘度降低;不过碱度对稀土炉渣的影响存在一个最低值范围,当炉渣碱度低于或高于这个范围时都使粘度升高。上述研究结果,对于高炉冶炼稀土合金,高炉冶炼稀土富渣(即包钢的二流程)与电炉冶炼稀土硅铁合金都有一定的参考价值。     

基于混料实验研究矿物外加剂对氯氧镁水泥性能的影响

目的研究矿物外加剂对氯氧镁水泥(简称镁水泥)强度和耐水性的影响,以解决镁水泥耐水性差、浸水后强度严重损失的问题.方法以粉煤灰、硅灰和铁尾矿为矿物外加剂,利用SEM和XRD观察分析改性后的镁水泥的微观结构和相组成;运用单纯形重心混料设计分析矿物外加剂复掺对镁水泥抗压强度和软化系数的影响;通过回归模型分析矿物外加剂对MgO-MgCl_2-H_2O三元体系抗压强度和软化系数影响的显著性.结果随着粉煤灰掺量的增加,镁水泥的抗压强度逐渐降低,软化系数逐渐提高;随着硅灰掺量的增加,镁水泥抗压强度逐渐降低,软化系数先升高后降低,当硅灰掺量为15%时,软化系数为0.85;随着铁尾矿掺量的增加,镁水泥抗压强度基本保持不变,软化系数降低;当m(粉煤灰)∶m(硅灰)=0.51∶0.49时,镁水泥抗压强度为39.99 MPa,软化系数为0.73.结论矿物外加剂能有效地改善镁水泥的耐水性,提高软化系数;矿物外加剂对镁水泥的改性机理基本相同;混料设计能够有效的分析复掺条件下各组分对镁水泥性能的影响.     

南非PMC钒钛精矿基础性能及对烧结过程的影响

本研究的目的是在查明南非PMC钒钛磁铁精矿物化性能基础上,研究配加PMC精矿对烧结产质量指标的影响。通过化学分析、X射线衍射分析、激光粒度分析、扫描电镜能谱分析等,分别研究了PMC精矿的化学成分、物相组成、粒度分布和颗粒形貌;进而采用烧结杯试验,考查了配加PMC精矿后利用系数、固体燃耗、转鼓指数等主要技术经济指标的变化规律,并结合烧结矿微观结构,揭示了PMC精矿对烧结过程的影响机制。研究表明,PMC钒钛磁铁矿铁含量高达63.46%,脉石含量较低,具有较高的利用价值;其物相主要为磁铁矿,粒度较细;配加10% PMC精矿后恶化了烧结过程,利用系数、转鼓指数均明显降低,固体燃耗上升。其原因主要是PMC精矿烧结性能较差,烧结过程液相生成不足,影响了烧结矿强度,且钙钛矿的生成破坏了液相的粘结作用和烧结矿良好的微观结构。     

预熔型精炼渣发泡性能实验研究

在实验室内利用中频感应炉对CaO-SiO2-Al2O3-MgO熔渣的发泡性能进行研究，分析了熔渣组成、碱度、粘度、表面张力及助熔剂对熔渣的起泡寿命和发泡指数的影响，同时对高碱度熔渣的发泡性能进行具体分析，研究结果表明碱度在3．0（低碱度渣）和10左右（高碱度渣）、渣指数在0．3左右、Al2O3在低碱度区时含量在8％-14％和高碱度区20％-28％时熔渣具有良好的发泡性能，同时研究表明随着粘度的增加，发泡指数和发泡寿命逐渐降低；随着表面张力的增加，发泡指教和发泡寿命逐渐增加。这对于实际生产的合理配渣衣指导意义。     

功能性水性氟硅聚合物的制备

在反应温度为85~90°C,反应时间为3.5~4 h,催化剂含量(质量百分数)为反应物总量的0.005%~0.01%以及无溶剂的条件下,采用硅氢加成法将烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、含氟单体及硅烷偶联剂与低含氢硅油进行接枝共聚,成功地制备了一系列有机氟硅聚合物。通过控制聚合物的投料比,可以通过自乳化法制备得到水性氟硅聚合物乳液。采用红外光谱和透射电子显微镜对有关产物和乳液进行了结构分析,系统地研究了乳液流变性、表面张力等性能,结果表明:w=0.020的水性氟硅水分散物的表面张力降低至20.0~26.0 N/m;从流变曲线可以看出结构对其粘度的影响;偶联剂的引入,对表观粘度及流变性有比较大的影响。     

基础特性对含铬型钒钛烧结矿粉化性能的影响

承德地区含铬型钒钛烧结矿的黏结相不充分、强度差、低温还原粉化指数低,严重影响烧结矿的质量.研究了4种不同成分的含铬型钒钛磁铁精矿粉的烧结基础特性:连晶强度、黏结相强度、液相流动性、同化温度,并与4种铁精矿粉的单烧实验结果进行比较分析,探究含铬型钒钛磁铁精矿粉基础特性对烧结矿低温还原粉化指数RDI+3.15的影响规律.结果表明:含铬型钒钛磁铁烧结矿的RDI+3.15随铁精矿粉同化温度的上升而降低,随黏结相强度的上升而升高,液相流动性和连晶强度对其影响很小.     

烧结过程铁精矿的合适品位

对超级铁精矿和普通铁精矿烧结矿显微组织研究证明:随着品位的提高,烧结矿中硅酸盐和铁酸盐粘结相大幅度降低,被粘结相整个包裹的磁铁矿和浮士体晶粒减少。为表征这种特性,提出一个具体公式。超级精矿烧结矿显微组织接近球团矿,强度较普通烧结矿和球团矿差。过细的超级精矿粉导致烧结设备生产率降低。精矿适宜选矿上限为65％—66％。     

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．     

分流制粒强化巴西某镜铁矿的烧结性能

对分流制粒强化镜铁矿烧结工艺及成品烧结矿冶化性能和矿相进行研究。研究结果表明:在焦粉用量4.2%(质量分数),混合料水分8.5%,分流制粒时间6 min,混合制粒时间3 min,精矿分流碱度1.64的条件下,烧结矿产量为1.71 t/(m2·h),转鼓强度为63.80%,固体燃耗为65.24 kg/t。与常规烧结相比,产量提高18.8%,转鼓强度提高10.7%,而燃耗降低14.7%,显著地改善了烧结矿产质量。分流制粒工艺所得成品烧结矿还原度和还原粉化率分别为82.39%和70.15%,均能满足高炉冶炼需求。与常规烧结相比,镜铁矿分流制粒工艺烧结矿中形成更多的复合铁酸钙,其发育良好,并与磁铁矿、赤铁矿结晶互连;中孔厚壁结构增多,从而提高了烧结矿的强度。     

迁安磁选精矿粉烧结矿粉化机理的研究

本文对烧结矿粉化粉末中的矿物组成进行了试验研究,证明了迁安精矿粉烧结矿中γ-2CaO·SiO_2的形成是引起烧结矿粉化的根本原因。 通过降低精矿粉中SiO_2含量、CaO配加量、配加白云石、配加少量含磷灰石铁矿粉和配加少量的含硼、钡、铬、钒及锰等矿物以及在低温氧化气氛中烧结试验研究,均可得出减少或防止烧结矿中γ-C_2S形成的效果。 配加少量含磷灰石矿粉,防止烧结矿粉化曾作为主要措施应用于生产。 降低精矿粉中SiO_2的含量,以控制γ-C_2S的形成从而减轻或防止烧结矿粉化的试验结果,近来在首钢烧结厂生产中已实现。     

铁矿石粉矿成分对烧结强度的影响

在铁矿石烧结过程中,熔体性质决定了烧结矿粘结相的结构.采用小型试验来考察铁矿石粉矿的化学成分(SiO2,Al2O3,MgO和碱度)对烧结强度的影响.并通过化学成分对熔体的黏度和表面张力的影响来对烧结强度的变化加以解释.试验结果表明,随着粉矿中配加CaO与矿石的质量比的变化(0.08~0.15),在CaO与矿石质量比为0.12时获得最大烧结强度;而碱度R=2时获得最大的烧结强度;随着MgO含量的增加其烧结强度逐渐降低;而烧结原料中Al2O3质量分数不宜超过2.5%.     

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.