不同巴润精矿配比球团矿的还原膨胀试验研究

对不同巴润精矿配比球团矿的还原膨胀进行了试验研究,结果表明,球团矿的还原膨胀率与巴润精矿的配比呈显著的正相关。球团生产配加巴润精矿时,其配比应控制在30%以内。巴润精矿球团矿的还原膨胀率高主要是由于巴润精矿中含有较高的挥发组分所致,挥发组分还原膨胀的观点,可以圆满地解释白云鄂博铁精矿引起的球团矿的恶性膨胀,是对球团矿还原膨胀理论的完善和创新。     

配加蒙古精矿对球团矿性能的影响

对蒙古精矿在包钢624 m2带式球团的合理利用进行了全面研究。研究表明，随着蒙古精矿配比增加，球团矿品位提高，还原膨胀率增加，当配比小于20%时，还原膨胀率小于20.0%，主要是由于还原后球团矿矿物组成中析出大量金属铁，在浮氏体(FexO)转变为铁的阶段，铁晶粒自浮士体表面向外长出晶须，晶须的生长让晶粒产生位移或晶粒开裂，导致球团结构疏松发生膨胀。通过添加适量矽石，可显著降低球团还原膨胀率，当配加30%～50%的蒙古精矿时，可通过添加1.0%～2.0%的矽石，将球团还原膨胀率降低至20%以内，球团矿质量满足高炉冶炼生产要求。     

复合镁质添加剂对球团生产影响的试验分析

球团矿作为一种优质的高炉炼铁原料,其配比不断增加。试验采用复合镁质添加剂代替膨润土,提高球团矿中的MgO含量,考察其对生球质量和球团冶金性能的影响规律和作用机理。试验结果表明,采用复合镁质添加剂代替膨润土后,生球抗压强度略有降低,落下次数变化不大,爆裂温度均高于600 ℃;球团矿的低温还原粉化指数(RDI_+3.15)变化不大,均高于92%,完全能够满足高炉冶炼要求;还原度和还原膨胀性能显著提高,MgO质量分数由0.2%增加到2.0%,球团矿还原度RI由67.58%增加至91.47%,还原膨胀指数RSI由23.51%降低至19.25%。为高炉优化炉料结构、进一步增加球团矿的配比提供支撑。     

球团矿的热态性能试验及改进措施

模拟球团矿在高炉内不同高度的温度、气氛和停留时间等条件下,实验室动态测定球团矿的升温还原变化。实验结果表明:温度高低、配比、镁成分均会对球团矿熔滴性能和还原膨胀率造成不同程度的影响。     

鞍钢炉料冶金性能动态热模拟试验研究

按球团矿在鞍钢2 580 m3高炉内不同高度位置的温度条件、气氛及停留时间,在实验室动态模拟了炉料在高炉内的升温还原变化过程。通过球团升温还原膨胀试验、不同温度下恒温还原试验和900℃标准检测结果对比分析,得出了在高炉条件下的还原膨胀率低于检验标准的900℃膨胀率;鞍钢球团矿还原膨胀在正常范围内,但对弓一球团还原膨胀也应引起重视。鞍钢高炉使用酸性球团矿的配比在20%~30%时,熔滴性能相差不大。高炉使用球团矿比例由25%提高到30%后,炉况波动的主要原因不在于球团矿比例增加。通过生产一定镁或钙含量的球团均可降低球团矿还原膨胀及改善熔滴性能,从而可提高球团矿使用比例。     

鞍钢炉料冶金性能态热模拟试验研究

 按球团矿在鞍钢2580m3高炉内不同高度位置的温度条件、气氛及停留时间,在实验室动态模拟了炉料在高炉内的升温还原变化过程。通过球团升温还原膨胀试验、不同温度下恒温还原试验和900℃标准检测结果对比分析,得出了在高炉条件下的还原膨胀率低于检验标准的900℃膨胀率;鞍钢球团矿还原膨胀在正常范围内,但对弓一球团还原膨胀也应引起重视。鞍钢高炉使用酸性球团矿的配比在20%～30%时,熔滴性能相差不大。高炉使用球团矿比例由25%提高到30%后,炉况波动的主要原因不在于球团矿比例增加。通过生产一定镁或钙含量的球团均可降低球团矿还原膨胀及改善熔滴性能,从而可提高球团矿使用比例。     

马钢一烧竖炉配用巴西PF精矿工业试验研究

在马钢-烧2座8m^2竖炉上进行了配用巴西PF精矿的工业性试验。试验结果表明,在膨润土用量不变的情况下,配用8％和15％巴西PF精矿替代巴西CVRD精矿,其生产操作和球团矿的常规质量指标变化不大。冶金性能检验表明,配用巴西PF精矿的球团矿,除低温还原粉化变差导致压差略有升高外,还原性、还原速率、还原膨胀、熔滴性能的变化不大。     

球团中配入轧钢粉尘的试验研究

为绿色应用鞍钢轧钢粉尘（又称铁红）资源,进行了球团中配加轧钢铁红的实验室研究及配入轧钢铁红的球团矿机理研究。结果表明：当膨润土配比一定时,生球落下强度、生球抗压强度和干球抗压强度均随铁红配比增加而降低,还原膨胀率略有增加;若保证相同的生球落下强度,球团每增加1%的铁红配比,皂土配比需相应增加0.12个百分点。由于铁红的连晶能力较强,球团内部磁铁矿连晶能力增强,孔洞和裂隙减少,成品球的抗压强度提高。     

球团矿还原膨胀率影响因素分析

球团矿在还原时易发生异常膨胀，这是制约其在高炉中大量使用的重要因素，为此主要研究了不同SiO₂含量、碱金属含量和焙烧温度对还原膨胀率的影响，以寻找球团矿还原膨胀率较低时的最佳成分含量以及热工制度。结果表明，球团矿还原膨胀率随SiO₂含量的升高而降低，SiO₂质量分数为5.0%时，还原膨胀率只有11.39%;SiO₂质量分数降到1.8%时，还原膨胀率则提高到了60.67%。碱金属对还原膨胀率而言为不利因素，碱金属质量分数达到1.680%时，球团矿还原膨胀率显著升高到61.08%;碱金属质量分数仅为0.045%时，球团矿还原膨胀率为13.62%。还原膨胀率随着焙烧温度的升高呈先减小后增大的趋势，当焙烧温度为1 260℃时，还原膨胀率达到最低，为11.35%。研究结果对降低球团矿还原膨胀率、保持高炉内炉料稳定和透气性具有一定意义。     

低硅含镁球团矿抗压强度及冶金性能

提高入炉原料品位降低硅含量,改善冶金性能是高炉精料的主要方向。研究了低硅球团矿的还原膨胀率及MgO对低硅球团矿抗压强度和冶金性能的影响。研究结果显示,低硅球团矿虽然具有品位高,脉石含量低等优点,但随着SiO2含量的降低球团矿还原膨胀率恶化,影响高炉冶炼。低硅球团配加含镁添加剂可以有效控制还原膨胀率,同时改善球团矿的还原度和熔滴性能。球团矿SiO2的质量分数低于2%时,还原膨胀率在60%以上;当MgO的质量分数提高到2.15%以上时,还原膨胀率能降到20%以下,但随着MgO含量的增加低硅球团矿抗压强度下降,需要提高焙烧温度,才能形成稳定的铁酸镁,改善抗压强度。MgO的质量分数为2.15%时,焙烧温度要提高到1 270℃,MgO的质量分数超过2.8%以上时,焙烧温度需要提高到1 300℃。     

巴润精矿配比对球团矿强度的影响

 为了充分发挥巴润铁精矿(白云鄂博西矿)含铁品位高、粒度分布集中、成球性能优异的特点,同时抑制其K₂O、Na₂O和F含量较高的弱点,研究了如何通过其与有害元素含量较低的区内矿合理搭配,在保证氧化球团成品矿强度的基础上,提高巴润矿的利用率。研究过程中,采用FactSage7.3热力学软件计算、氧化焙烧、抗压强度检测、化学成分检测、矿相分析、SEM-EDS分析等试验研究手段,对不同巴润铁精矿配比下成品球强度的影响因素进行了分析。研究结果表明,区内铁精矿比巴润铁精矿的粒度范围宽,两者平均粒度分别为53.21 μm和32.01 μm;区内矿铁精矿小于0.043 mm(<300目)的矿粉颗粒比例为78.65%,而巴润铁精矿粉所占比例为84.70%。巴润矿配比为40%的成品球的强度最高,为4 602.2 N/P。热力学计算表明,随着巴润矿配比增加,成品球中渣相量增加;氧化焙烧冷却过程中,40%巴润矿配比的成品球渣相析出物以辉石和石英为主,而100%巴润铁精矿成品球渣相析出物则以钙铁橄榄石为主。矿相结构上,随着巴润铁精矿配比增加,赤铁矿连晶效果下降,但40%配比时渣相分布均匀,起到了较好的黏结相的作用。100%巴润矿成品球中由于MgO质量分数达到1.05%,所形成的含镁磁铁矿颗粒连晶作用较差,这是造成其抗压强度较低的原因之一。     

中关铁矿制备熔剂性球团生球性能试验

 通过增加熔剂性球团矿的入炉比例,能够改善炉料结构,降低炼铁系统能耗,并且通过“源头减量”的途径可以降低炼铁过程中污染物的排放。实现高球比冶炼的核心环节是制备熔剂性球团,而熔剂性球团质量取决于生球的性能,因此,保证生球质量是探究熔剂性球团制备工艺较为重要的环节。由于中关铁矿硅含量较低、镁含量适宜,适合作为低硅熔剂性球团的原料。以中关铁矿为原料探究熔剂性球团的制备工艺,并在此基础上分析了影响熔剂性球团生球质量的因素(粒度、时间、水分、膨润土、SiO₂含量、碱度和MgO含量)。试验结果表明,生球的抗压强度、落下强度及爆裂温度受碱度、SiO₂和MgO含量变化的影响不大;生球的抗压强度、落下强度及爆裂温度主要受造球时间、水分、黏结剂用量、铁矿粉及熔剂的理化性能影响,并在造球时间维持为12 min、水分维持为8%～9%、膨润土用量为2%时,生球抗压强度、落下强度及爆裂温度较优且满足运输与入炉要求。     

新型有机黏结剂HC用于制备冷压球团的研究

采用新型有机黏结剂(HC)代替膨润土制备冷压球团的方法,得到高冶金性能的入炉原料.随着HC和膨润土用量(质量分数,下同)的增加,铁矿球团和含碳球团生球的抗压强度均呈逐渐升高的趋势,当黏结剂用量为1.5%时,抗压强度分别为5264,2012N/个;生球落下强度随着HC用量的增加而增加,但随着膨润土用量的增加变化趋势不明显.通过研究生球微观结构发现,膨润土附在铁矿颗粒表面且成片聚集,而HC能完全浸润在铁矿颗粒附近且大部分嵌入矿粉颗粒内部,显著提高了生球的落下强度.添加0.3%的HC与添加0.6%~1.2%的膨润土相比生球性能相近,同时球团铁品位较高,因此HC有望部分或全部代替膨润土.     

高压辊磨机边料循环工艺在球团生产中的应用

采用边料循环工艺并结合三钢带式焙烧机生产实践,对高压辊磨机预处理铁精矿进行研究。结果表明,增加高压辊磨边料循环比例,铁精矿的比表面积得到了明显提高,成球性能显著改善。在造球水分为8%的条件下,边料循环50%的铁精矿比表面积、所制备生球以及焙烧球团矿各指标与同配比未经高压辊磨处理的铁精矿相比均有明显提高,铁精矿比表面积增加到1 650 cm2/g,生球落下强度达10 次/(0.5 m),返球率降至15%,成品球团矿抗压强度达到2 678 N,膨润土配比减少1.1 %,满足企业生产要求的同时,实现节能降耗的目的。     

膨润土类型对昆钢铁精矿造球性能的影响

为改善昆钢铁精矿的造球性能,对昆钢球团添加钙基膨润土和钠基膨润土进行了对比试验。结果表明,钠基膨润土能使生球落下强度、抗压强度显著提高;而钙基膨润土在改善球团爆裂温度方面优于钠基膨润土。因此,在造球生产过程中通过选择钠基或钙基膨润土,或通过两种膨润土搭配,可制备出综合性能优良的球团矿。     

Use of Iron Ore Fines in Cold-Bonded Self-Reducing Composite Pellets

The feasibility of producing direct reduced iron from cold-bonded, self-reducing composite pellets, constituted from beneficiated iron ore slime, coke, and different binders (dextrin, bentonite, calcium lignosulfonate, and carboxymethyl-cellulose [CMC]) was studied. This was done using a design of experiments approach. It was found that as-received beneficiated iron ore slime is suitable as a raw material for the production of self-reducing composite pellets with carboxymethylcellulose as the most suitable binder. Dry strengths in excess of 300 N/pellet were attained by curing the pellets under ambient conditions. The composite pellets reduced within 20 min to degrees of metallization in excess of 90% at 1100°C, with decrepitation indices significantly below 5%. The degree of metallization of composite pellets increased with an increase in reduction temperature (from 1000 to 1100°C), reduction time (20 min. vs. 40 min), and coke quantity (15% vs. 20%). CMC was identified as the most economical and suitable binder for the Sishen concentrate.     

鞍钢自产铁精矿合理使用研究

对鞍钢常用4种铁精矿的烧结基础特性进行了试验研究,在此基础上,采用最优试验设计方法,建立了烧结合理配矿的统计模型,给出了烧结获得最佳和最差烧结指标值时的各种矿的定量搭配关系,提出了鞍钢烧结合理配矿方案.优化配矿工业试验结果表明:烧结技术经济指标有不同程度改善,尤其是烧结矿的粒度组成改善、固体燃耗降低;提出并确定了球团配加铁精矿A的优越性,配加铁精矿A后,皂土配比降低8.69%,转鼓强度提高0.35个百分点.     

球团竖炉配加赤铁矿试验及对比分析

主要以球团竖炉使用的常规磁铁精矿为参考对象,使用常规磁铁精矿生产球团矿的最佳生球制备和预热焙烧等参数作为配加赤铁矿的试验条件,研究了两种不同铁精矿不同配比的生球性能和球团矿抗压强度,并分析相对于常规磁铁精矿的变化。通过试验结果分析得出两种精矿合理配比,并通过机理分析、不同温度下生球干燥速度对比和球团矿矿相性质进行研究,为后期工业生产奠定了基础数据和理论分析条件。