配加膨润土抑制球团矿还原膨胀的试验研究

研究了不同巴润精矿配比条件下,膨润土配比与还原膨胀率的关系。结果表明,膨润土对配加巴润精矿球团矿的还原膨胀率有明显的抑制作用,当巴润精矿配比提高时,相应提高膨润土配比就能将球团矿的还原膨胀率控制在正常膨胀范围内。     

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。     

白云鄂博铁球团矿异常还原膨胀的机理

通过对比白云鄂博铁矿、精矿及还原前后球团矿的显微结构,对白云鄂博球团矿异常还原膨胀的机理进行研究。研究结果表明,球团矿气孔中挥发分的爆发扩大了基体裂块间的孔隙,加快了还原气体的扩散,增加了反应面积,使还原速度加快,从而导致了球团矿恶性膨胀。白云鄂博球团矿的“挥发分膨胀理论”是一种全新的理论,对抑制白云鄂博球团矿的恶性膨胀具有重要指导意义。     

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。     

脉石成分对铁矿球团还原膨胀性能的影响

研究了脉石成分对铁矿球团还原膨胀性能的影响.以纯铁矿物为原料采用压块-焙烧-还原方法进行的研究表明:纯赤铁矿团块的还原膨胀率明显大于纯磁铁矿团块;CaO、SiO2、MgO、Al2O3可显著降低赤铁矿团块的还原膨胀率;SiO2、MgO可在一定程度上降低磁铁矿团块还原膨胀率,CaO、Al2O3则使磁铁矿团块的还原膨胀率增大.在此基础上研究了赤铁精矿为主配加磁铁精矿制备的氧化球团矿的还原膨胀性能,确定了抑制球团矿还原膨胀的适宜添加物及其用量.对CaO导致球团异常膨胀的机理进行了探讨:在浮氏体还原成金属铁的过程中,固溶于铁氧化物晶格中的Ca2 会促进"铁晶须"的生成与发展,导致球团产生异常膨胀.     

碱度对白云鄂博矿球团矿还原膨胀性能的影响

高比例球团矿冶炼是高炉炼铁发展的趋势。由于化学成分、矿物组成和结构的差异，不同企业生产或所用的球团矿还原膨胀的原因各不相同且相对复杂。面向保障矿产资源安全供给的国家重大战略需求，选择白云鄂博铁精矿球团矿作为研究对象，根据球团矿铁氧化物还原理论，从热力学方面深入研究碱度对球团矿还原膨胀性能的影响机理，并结合XRD结果来探究钙结合相在球团矿生产中的变化规律以及对球团矿还原膨胀的影响，找到满足高炉冶炼对球团矿还原膨胀率要求的合理碱度，从而提高白云鄂博铁精矿球团矿在包钢冶炼生产中的比例。完善特殊矿球团矿还原膨胀理论，为复杂共生矿高效冶炼提供理论支撑。研究结果表明，随着碱度的提高，球团矿的膨胀率呈现出先升高后降低的规律，碱度为0.8时，其膨胀率最大，达到75.743%,其外形如同花瓣开花，无法维持原来的球型。综合不同碱度球团矿含铁品位的高低和还原膨胀的大小，得到制备球团矿的最优碱度为1.4。随着碱度的提高，成品球的液相生成量先降低后升高，碱度为0.8时液相生成量最少。球团矿膨胀率先增加是因为球团矿的结晶度提高，晶粒粗大，晶体结构逐渐趋向有序，为铁晶须的生长奠定了基础；膨胀率后减小是因为生成了铁酸...     

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。     

碱性球团矿抗压强度及粒度对其还原膨胀率的影响

链箅机-回转窑工艺生产的不同粒度碱性球团矿性能研究表明，14～16 mm的大粒度球团矿的还原膨胀率明显低于8～12 mm的小粒度球团矿，且大粒度14～16 mm球团矿的抗压强度远高于小粒度球团矿。为研究球团矿粒度及抗压强度对球团矿还原膨胀率的影响，在实验室条件下，通过调整焙烧工艺参数，制备不同粒度、不同抗压强度的碱性球团矿，对其还原膨胀率进行测定。研究结果表明，碱性球团还原膨胀与抗压强度相关性较大，受球团粒度影响较小。     

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。     

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。     

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。     

内配煤球团直接还原铁生产对原料的选择

通过理论分析和实验室试验，研究了精矿粉和煤粉的化学成分对内配煤球团直接还原铁化学组成的影响，提出了用于内配煤球团直接还原铁生产的精矿粉和煤粉的质量要求。     

低成本球团矿原料的合理配置

基于现代创新理论开创者Joseph Schumpeter的创新理论,根据包钢炼铁厂球团矿生产可用铁精矿和粘结剂种类相对较多的生产实际,充分利用各种铁精矿资源以及粘结剂的特性,开辟和利用新的原材料,通过合理配置各种资源,实现资源配置的合理优化,降低了球团矿生产成本,并改善了球团矿质量.     

Mechanism of Strength Improvement of Magnetite Pellet by Adding Boron-bearing Iron Concentrate

The mechanism of improving compressive strength of magnetite pellet by adding boron-bearing iron concentrate was studied. Boron-bearing iron concentrate and magnetite were mixed, pelletized and roasted under differ ent roasting conditions. Then, compressive strength of pellets was tested, and polished sections of the roasted pellets were analyzed from the perspective of mineralogy. Finally, the effects of different proportions, roasting temperatures and roasting time of boron-bearing iron concentrate on the compressive strength of magnetite pellets were investigated and explained.     

膨化淀粉在铁矿球团内的作用行为

 为探究膨化淀粉在球团矿内部的作用行为,以铁精矿和膨化淀粉为原料进行实验室球团焙烧试验,通过红外光谱、TG分析、扫描电镜和XRD等分析方法,对膨化淀粉物料特性及膨化淀粉对球团内部作用行为进行了研究。研究结果表明,膨化淀粉比普通淀粉含有更多的极性基团,极性基团相互之间、基团与铁矿表面离子之间的作用,可以提高铁矿粒间的黏结性和生球强度,当膨化淀粉质量分数为2%时,生球的落下强度为11.2 次/0.5 m,抗压强度达到17.5 N/个;膨化淀粉球团在焙烧过程中,膨化淀粉与氧气反应产生的气体从球团内部逸出,增加了球团内部气孔率,促进了Fe3O4的氧化,提高了球团矿含铁品位。     

竖炉法冶炼含Cr和Ni的铁水试验研究

基于竖炉工艺,以不锈钢除尘灰、铁鳞、红土镍矿、铁精矿和铬矿为主要原料,采用小型试验竖炉进行高温冶炼模拟试验,探索竖炉工艺冶炼含Cr和Ni的铁水的可行性。研究结果表明：采用竖炉法处理不锈钢除尘灰,能实现除尘灰中Fe,Cr和Ni等有价元素的回收。Ni元素基本上全部进入铁水,其回收率高达99.80%,Cr的回收率也可达到95.82%。竖炉全红土矿冶炼含Cr和Ni的铁水是可行的,而且将红土镍矿球团和不锈钢除尘灰球团搭配入炉,不仅可充分回收Fe,Cr和Ni等元素,还可减少渣量、降低焦比。竖炉采用铬矿配加铁精矿球团和铁鳞球团冶炼含Cr铁水时,铁水中Cr质量分数可达到17.5%,最高可达20.48%,Cr回收率稍低,为87.15%,但有进一步提高的可能;随着铁水中Si含量的增加,Cr的回收率逐渐提高,磷的分配比逐渐减低;当铁水Si质量分数从1.38%提高到3.73%时,Cr的回收率和磷的分配比变化不大。     

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.     

改善超细铁精矿成球性能的实验研究

针对超细粒铁精矿成球性能较差的问题,通过向西澳某超细磁铁精矿A中分别配加不同比例国产某磁铁精矿B或巴西某赤铁精矿C进行造球实验,研究其基本特性和静态成球性能。结果表明:混合铁精矿的成球性能明显高于超细磁铁精矿A单矿。超细磁铁精矿A单矿生球落下强度仅为3.2次/(0.5m),生球爆裂温度为470℃,配加质量分数为20%国产磁铁精矿或10%巴西赤铁精矿时生球落下强度均超过4次/(0.5m),爆裂温度高于500℃。优化配矿是提高西澳超细磁铁精矿生球性能的有效途径之一。