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Δt_A随着MgO含量的升高而逐渐变宽.      

铁矿球团适宜MgO／SiO2比值的试验研究

在实验室条件下对不同MgO／SiO2比值（0．044、0．380、0．540）的酸性球团进行试验研究。试验结果表明,随着MgO含量的增加,球团矿低温还原粉化率指标有所改善,还原膨胀指数明显降低,球团矿的软融开始温度提高、软化区间变窄。当球团矿MgO／SiO2为0．45—0．55时,其高温冶金性能改善。     

MgO对高镁碱性球团矿强度的影响

为了探究MgO含量变化对高镁碱性球团矿强度的影响规律,采用本地磁铁矿配以钙镁添加剂的方式造球。同时运用Factsage热力学软件,液氮吸附仪,X-射线衍射仪等检测手段,探究在固定碱度为1.0前提下,MgO含量变化对高镁碱性球团矿强度的影响规律。结果表明:在固定碱度为1.0的前提下,随着MgO含量的增加,高镁碱性球团矿焙烧球液相生成量减少;庙沟矿、高镁粉及高钙粉孔径分布全在1~50 nm之间,属于介孔且相对高镁粉及高钙粉,庙沟矿的比表面积较小。球团矿生球机械强度呈先增大后减小的趋势发生变化;焙烧球强度呈先上升后下降的趋势发生变化,且在碱度为1.0,MgO含量为1.0%时强度达到最大。     

不同质量分数MgO对球团质量的影响

通过某球团厂现有生产所用的矿粉配矿得到不同MgO质量分数的球团矿,运用一系列的试验方案和检测手段找出球团矿最优的抗压强度和冶金性能下的MgO质量分数,并探究了不同MgO质量分数对其球团矿的抗压强度和冶金性能影响的规律。结果表明,MgO质量分数为0.5%时,所生产的球团矿抗压强度最强,随着MgO质量分数的增加,球团矿的抗压强度下降。MgO质量分数为0.5%时,还原度最高,达到了75.59%,随着MgO质量分数的增加,球团矿的还原度下降。MgO质量分数为1%时,低温还原粉化率最大,随着MgO质量分数的增加,球团矿的低温还原粉化率先升高后降低;MgO质量分数为1%时,软化开始温度最高,熔滴温度区间最窄,熔滴性最好,随着MgO质量分数的增加,球团矿的软化开始温度先上升后下降,熔滴温度区间先变窄后变宽。     

球团配加镁质熔剂及新型皂土试验

为生产含MgO的镁质球团用来替代烧结矿中MgO,确保高炉造渣所需的适宜的MgO质量分数,考察了在球团生产中添加一种新型球团黏结剂(新型皂土)和一种氧化镁质熔剂(镁石粉)时,对造球焙烧及球团矿冶金性能的影响。试验结果表明,镁质球团生球落下强度有所提高,350℃时未发生爆裂。配加新型皂土可提高球团品位,降低Si O2质量分数。镁质球团的低温还原粉化指标和体积膨胀率指标均有所改善。而且,软化温度升高,软化温度区间变窄,有利于软熔带由高炉上部往下部移动,改善高炉透气性。在保证综合入炉铁料MgO质量分数不变的条件下,当烧结矿自然带入的MgO质量分数为1.2%时,球团矿中的MgO质量分数大于1.90%,可满足高炉要求。     

低碱度镁质氧化球团的试验研究

 通过往铁精矿中添加菱镁石和石灰石改变球团MgO含量和碱度（R）的试验研究,得到一种低碱度镁质球团矿,其具有机械强度高、还原性能好、还原膨胀低、软熔温度高的特点。提高球团MgO的质量分数到2.5%、碱度为0.2时,相比普通酸性球团矿,球团机械强度从3167 N/个提高到3517 N/个,球团还原度从70.52%提高到8080%,还原膨胀从13.3%下降到5.7%,软化开始和结束温度、熔滴温度分别提高了34、33、110 ℃。球团矿的还原性和软熔性能的改善,缩小了球团矿与高碱度烧结矿在冶金性能方面的差距。     

MgO对酸性球团矿冶金性能的影响

球团矿中适宜的MgO含量能改善其冶金性能,有利于高炉的冶炼,因此,在球团矿中寻求适宜的MgO含量至关重要。试验采用研山三系列铁精粉、白云石粉及高镁粉混合造球,配以铁矿石冶金性能综合测试仪、XRD和金相显微镜等测试手段,探究MgO含量对酸性球团矿冶金性能的影响规律。结果表明:随着MgO含量的增加,酸性球团矿的低温还原粉化和还原性得到改善;酸性球团矿的抗压强度在MgO含量为2.0%时最好,可达到3 050 N;当MgO含量在1.8～2.0%时,球团矿的矿物组成较好,铁酸钙含量较多,赤铁矿结晶较完善。     

熔剂性球团成矿过程抗压强度及微观结构分析

球团抗压强度是衡量球团能否进入高炉冶炼的主要指标之一,球团抗压强度取决于球团矿物组成及微观结构。以中关铁矿为基础造球原料,通过内配钙、镁添加剂制备低硅熔剂性球团矿。通过系统研究不同MgO含量、碱度及SiO₂含量时球团微观结构及矿物分布形态,揭示低硅熔剂性球团抗压强度的变化规律。研究结果表明,提高焙烧温度和碱度可有效提高球团抗压强度;在SiO₂含量较低时,球团矿主要靠赤铁矿连晶固结,强度变化并不明显;SiO₂质量分数升高至3.5%和4.0%时,赤铁矿结晶逐渐互联成片,连晶逐渐变得粗大且紧密,结构力较强,球团抗压强度提高。随着碱度的提高,赤铁矿再结晶较好,单独颗粒状少并且结晶互联成块状,磁铁矿减少,低硅熔剂性球团在焙烧过程中液相量增加,出现铁酸钙体系液相使球团强度提高;随着MgO含量的提高,更多的Mg²⁺进入磁铁矿相,弥补了晶格缺陷,铁酸镁含量升高并呈现针状或片状分布在赤铁矿中,抑制了焙烧过程中液相生成,在冷却过程中使得球团矿内部的气孔变小从而提升球团致密度,增强球团强度。MgO含量继续增加,磁铁矿、玻...     

高镁球团改善炉料结构理化性能的实验研究

实验发现,添加MgO能很好地改善球团矿的高温冶金性能。随着MgO的增加,球团矿的高温还原度和软熔滴落性能得到改善,且低温还原粉化率和膨胀率均有明显下降。但与此同时,当球团矿镁含量上升时,其抗压强度、落下强度下降得比较明显。因此在高炉中配加含MgO球团时,需要综合考虑高MgO球团的理化性能对炉料结构影响。该结果实际运用于某厂的球团生产,为其高炉炉料中添加高镁球团提供了理论基础和技术支持。     

液相量对高镁碱性球团强度的影响

为了研究高镁碱性球团液相量与抗压强度之间的关系,采用factsage热力学分析软件研究了碱度对高镁碱性球团液相生成量的影响,同时通过焙烧实验研究碱度对球团抗压强度的影响,在此基础上建立了液相生成量与抗压强度之间的关系,最终采用SEM进行验证。结果表明:随着碱度提高,高镁碱性球团液相生成量逐渐减少,在液相量为5.06%时抗压强度达到最大值,实验结果与模拟结果基本吻合。     

武钢高炉炉料冶金性能的研究

对武钢目前使用的不同炉料的冶金性能进行了研究,结果表明,武钢自产烧结矿铁分较稳定,低温还原粉化指标稍差,还原度却较好;块矿及球团矿低温还原粉化指标较好,还原度稍差;高碱度烧结矿的滴落温度明显高于酸性球团矿,而酸性球团矿的软化区间较高碱度烧结矿要窄。结合现场生产实际,合理的炉料结构为烧结矿65%、球团矿28%、块矿7%。     

碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

采用Factsage 7.1热力学软件模拟计算了碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,并开展了不同碱度的烧结杯试验研究。研究表明:随着碱度增加,烧结矿理论液相生成量增加,液相黏度降低,液相中Fe_2O_3/CaO增加,铁酸钙形成条件改善。当碱度为1.95时,铁酸钙含量最高,CaO与Fe_2O_3结合形成稳定的铁酸钙粘结相,有利于减少Fe_2O_3发生还原粉化现象;而继续提高碱度至2.05时,颗粒较粗的褐铁矿和赤铁矿与CaO进一步接触、矿化,使烧结矿赤铁矿含量升高,铁酸钙和磁铁矿含量减少,液相黏度降低,孔隙率增大,烧结矿结构均匀性变差,导致烧结矿基体组织结构抵抗还原过程中产生的晶格畸变能力变差,粉化严重。综合考虑碱度对烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能的影响,在试验所用烧结原料条件下,烧结矿适宜碱度应控制为1.95。     

碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

摘要：采用Factsage 7.1热力学软件模拟计算了碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,并开展了不同碱度的烧结杯试验研究。研究表明：随着碱度增加,烧结矿理论液相生成量增加,液相黏度降低,液相中Fe2O3/CaO增加,铁酸钙形成条件改善。当碱度为1.95时,铁酸钙含量最高,CaO与Fe2O3结合形成稳定的铁酸钙粘结相,有利于减少Fe2O3发生还原粉化现象;而继续提高碱度至2.05时,颗粒较粗的褐铁矿和赤铁矿与CaO进一步接触、矿化,使烧结矿赤铁矿含量升高,铁酸钙和磁铁矿含量减少,液相黏度降低,孔隙率增大,烧结矿结构均匀性变差,导致烧结矿基体组织结构抵抗还原过程中产生的晶格畸变能力变差,粉化严重。综合考虑碱度对烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能的影响,在试验所用烧结原料条件下,烧结矿适宜碱度应控制为1.95。     

菱镁矿对球团室温和低温(900℃)特性的影响

本文介绍在酸性球团中,MgO/SiO_2比值为0～1.3之间和(MgO CaO)/SiO_2比值为0～1.3之间的特性。含有MgO的焙烧球团中,铁酸镁的数量可以用球团磁化率来判定。因为磁化率是随MgO的增加而增加的。在球团中有CaO存在时,这个值又随CaO/SiO_2比值而变化。在低于1395℃时.Mg~( )扩散到赤铁矿中,MgO的密度呈条纹状分布,而当温度高于1395℃时,则按双曲线型变化,当Mg~( )在N_2气通入而扩散到磁铁矿中时。MgO密度在各种温度下均以双曲线型变化。铁酸镁的还原性略低于赤铁矿。所以,球团矿的还原性随球团中铁酸镁含量的增加而变差。在还原时,镁酸镁量的变化是很小的。球团随铁酸镁含量的增加,其膨胀率减少。     

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.      

带式焙烧机制备镁质球团的工艺及机理研究

针对镁质球团在回转窑中易粉化而造成结圈进而影响生产顺利进行的问题,以管炉试验为基础,采用半工业实验模拟带式焙烧机制备镁质球团的方法,研究在最佳焙烧制度下不同碱度与不同MgO质量分数对球团化学成分、冷态强度、冶金性能与高温固结特性的影响。结果表明:随着MgO质量分数的增加,成品球团矿抗压强度略微下降,但成品球团矿的还原膨胀率有所降低,软化温度区间与软熔温度区间有所提高。在预热温度900℃、预热时间6 min、焙烧温度1 170～1 250℃、焙烧时间12 min、均热温度1 000℃、均热时间3 min的热工制度下,70%巴矿与30%澳矿的混合矿在模拟带式焙烧机条件下,可以得到强度达标、冶金性能较好的成品球团矿。     

碱度对镁质熔剂性球团性能的影响

 为改善镁质熔剂性球团矿质量,以唐钢铁精粉为原料,进行了造球焙烧试验,研究了碱度对镁质熔剂性球团质量的影响,并结合矿相结构进行了分析。结果表明,随着碱度的升高,生球强度呈略微降低趋势,爆裂温度整体呈降低趋势,碱度高于1.2时,爆裂温度急剧下降;球团抗压强度呈升高趋势,但当碱度高于1.2时,抗压强度急剧下降;低温还原粉化性能变化不大,基本为90%以上;球团软化开始温度整体呈升高趋势。随着碱度增加,铁酸钙质量分数增加,晶粒长大,气孔率呈先降低后增加的趋势;球团黏结率呈增加趋势,碱度每提高0.1,黏结率增加1.4%。     

基于软熔滴落性能的高炉合理炉料结构

 为全面掌握鞍钢的烧结矿碱度、天然块矿配加比例和不同炉料结构的软熔特性,得到可评价炉料结构的方法,通过实验室试验,系统研究了不同碱度烧结矿的冶金性能,不同碱度烧结矿与球团矿搭配、烧结矿与球团矿和天然块矿搭配的复合炉料结构高温特性。结果表明,随碱度提高,矿物组成渐趋合理,烧结矿的还原和粉化指标改善,在碱度为1.90～2.05时,单一烧结矿的软化熔融性能较好;在碱度为1.95～2.15时,透气性较好;当烧结矿与球团矿搭配,碱度为1.90～2.15时,软熔区间窄,[S]特性值低;在配加天然块矿后,复合炉料的软化区间变宽,熔融区间变窄,综合性能得到改善。基于研究结果,提出了适合鞍钢原料条件的炉料间交互反应性的评价指数,通过指数判断,高炉天然块矿的适宜配加比例为15%～20%。     

分流制粒烧结工艺参数对钒钛烧结矿微观结构的影响

研究了分流制粒烧结中酸性物料的粒度、配碳量和碱度等工艺参数对烧结矿微观结构的影响。结果表明,酸性物料的粒度范围扩大时,料层透气性变好,铁酸钙增多,矿相结构更均匀。当碱度较低时,烧结矿黏结相以硅酸二钙和玻璃质为主;随着碱度升高,钙钛矿含量先增加后减少,当碱度达到2.02时,铁酸钙含量大量增加,黏结相以铁酸钙和玻璃质为主。随着配碳量的增加,铁酸钙含量降低,钙钛矿含量增加,赤铁矿含量减少,亚铁含量增多,将使得烧结矿的转鼓强度和还原粉化指数提高,还原性下降。综合考虑分流制粒钒钛矿烧结配碳量选择4.2%比较适宜。     

含MgO熔剂性球团矿特点及生产实践

简要分析了酸性球团矿的理化优点和冶金性能缺陷。理论和实践证明，适当控制球团矿碱度和MgO含量，可以改善球团矿低温还原粉化率、还原度指数和软熔温度等冶金性能，有利于高炉顺行。