典型纽曼块矿的热爆裂机制

以典型纽曼块矿为对象,采用SEM-EDS,XRD,TG-DSC和全自动压汞仪等测试技术分析矿石性质,研究纽曼块矿热爆裂特性及其形成机制。研究结果表明:纽曼块矿为典型的赤(褐)铁矿,加热过程的质量损失主要表现为吸附水和结晶水的汽化脱除;其中,结晶水的分解脱除是引起块矿爆裂的主要诱因,而吸附水的汽化脱除对热爆裂影响不大;纽曼块矿的爆裂起始温度为425℃左右,此时,爆裂指数为2.61%,当温度为700℃和900℃时,爆裂指数分别达到13.62%和14.89%;爆裂主要发生在受热过程的前10 min,与结晶水的分解脱除时间基本一致,块矿受热后结晶水分解形成水蒸气在块矿内部逐渐扩散、累积,使得局部应力增大并集中作用于硅铝含量高、孔隙结构发达的结构薄弱部位,当累积应力高于该部位的强度极限时即形成爆裂。

典型PB块矿的物理化学特性及热爆裂行为研究

近年来国内外钢铁企业将高炉炉料结构中熟料比降低,增加天然块矿占比,以达到降本增效、减轻环保压力的目的。但天然块矿在受到热冲击下易发生热爆裂产生大量粉末,从而影响高炉的操作生产。本文以典型的PB块矿为研究对象,以其关键的物理化学性质变化为线索,采用SEM-EDS、XRD、TG-DSC、全自动压汞仪等现代分析测试技术,系统研究PB块矿的热爆裂行为及其形成机制。研究结果表明:PB块矿为典型的赤(褐)铁矿,其孔隙结构较为发达,加热过程的失重主要表现为吸附水和结晶水的汽化脱除;PB块矿在700℃的热爆裂指数达到17.8%,爆裂现象主要发生在前10 min;矿样粒度越大,其抗爆裂性能越差,热爆裂指数越大;块矿受热后水分汽化并沿缝隙向外扩散,使得裂缝进一步扩大、贯通,当水蒸气扩散通道受阻,局部压力增大或超过所在区域块矿的抗拉强度时,则会产生爆裂。