Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团固结性能的影响

深入研究Fe_(2)O_(3)对于高硅碱性球团生球以及成品球性能的影响,有助于促进基于我国铁矿资源特征的低碳炼铁技术发展。本文通过调整碱性球团用混合料中Fe_(2)O_(3)的含量,解析Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团生球、预热球和成品球性能的影响规律,并采用扫描电镜以及图像识别处理系统表征高硅碱性球团的微观矿相结构。结果表明:随着混匀矿中赤铁矿配比的提高,高硅碱性球团生球、预热球和成品球的抗压强度均有所降低,随着Fe_(2)O_(3)配比的升高,成球性能劣化,生球的抗压强度降低至9.04 N/P。赤铁矿连晶固结性能变差,成品球的强度降低至3433 N/P。当两种矿粉的配比为50%时,球团孔隙率急剧增大为32.8%,A矿粉配比不宜超过40%。微观矿相结果表明,随着Fe_(2)O_(3)含量的增加,球团内部小颗粒尺寸晶粒变多,大颗粒尺寸晶粒减少,平均颗粒面积减少,晶粒间连晶性能变差,固结性能削弱,内部孔隙率提高。在制备高硅碱性球团时,含Fe_(2)O_(3)的精矿粉配加不宜太高,会对球团矿的固结性能产生不利影响。

带式焙烧机工艺高硅镁质熔剂性球团制备特性

本文以高品位磁铁精矿(O矿)、高镁磁铁精矿(K矿)和高硅赤铁矿粉(Y矿)为原料,根据某钢厂现场原料配比40%O矿+20%K矿+40%Y矿,在实验室开展模拟带式焙烧机工艺的高硅镁质熔剂性球团制备特性研究,揭示了二元碱度(CaO/SiO 2为0.5~0.9)对球团焙烧特性、成品球团冶金性能(还原度RI、还原膨胀指数RSI和动态法低温还原粉化指数LTD+3.15 mm)和矿相学特征的影响规律。结果表明:提高球团碱度有利于改善球团焙烧和冶金性能,在0.5~0.9的碱度范围内,球团的还原度≥65.38%、还原膨胀指数15%、动态低温还原粉化性能优良(≥98.88%)。矿相分析结果表明,所制备高硅镁质熔剂性球团的固结形式主要为Fe 2O 3再结晶,提高碱度利于形成更多液相从而促进固结,降低球团孔隙率,从而生产出性能良好的成品球团。本研究将为工业生产实践提供有力支撑和重要借鉴。

高硅金属化球团冶金性能研究与分析

为了向高炉提供质量、性能稳定的高硅金属化球团,采用还原性试验、低温还原粉化性试验、熔滴试验等方法研究了高硅金属化球团各项冶金性能以及影响冶金性能的因素。研究表明:高硅金属化球团具有高金属化率、高铁品位、优良的还原性能、无低温还原粉化等优点,软熔性能随高硅金属化球团SiO_(2)含量升高而变差,而熔滴性能优于烧结矿和氧化球团矿。在高炉中配加一定比例的高硅金属化球团有利于降低焦比,从而降低高炉冶炼成本。但考虑到减小焦炭使用后影响高炉“骨架”,其配加比例待高炉进一步验证。

硅相增强锌铝基复合材料中团球硅晶体的形成

本文研究了硅相增强锌铝基复合材料（ＺＡ２７ＳｉＸ及ＺＡ３５ＳｉＸ）中，硅晶体形态在钠作用下的变化，发现钠元素可使锌铝合金中的块状初生硅晶体变成球团状，共晶硅晶体能在球团硅晶体上辐射生长、成簇长大。对球硅晶体的形成机理进行了探讨。

焙烧温度对低硅含镁球团矿还原膨胀率的影响及机理

研究焙烧温度对Mg O含量分别为1.5%和3.0%(质量分数)的低硅含镁球团的抗压强度、矿相和还原膨胀率的影响,并基于Arrhenius方程和还原度测定计算低硅含镁球团还原反应的表观活化能,分析还原反应的速率限制性环节。结果表明:当焙烧温度较低时,低硅含镁球团内形成的铁酸镁数量较少,存在未反应的Mg O颗粒,其还原过程主要受气体扩散和界面化学反应混合控制,还原膨胀率高,还原后强度低。1280℃高温下,焙烧的低硅含镁球团形成的铁酸镁数量多、强度高,还原过程后期主要受固相扩散即铁离子扩散控制,尤其是低硅高镁球团受固相扩散控制更明显,还原过程中未出现针状铁晶粒,还原膨胀率低。

高硅球团返矿高碱度烧结试验研究

针对高硅球团返矿的使用问题，在以下范围内进行了烧结试验：球团返矿与精矿用量之比3：1～0：1；碱度1．8～2：7；配碳量3．0％～4．4％．并作了加硼对比试验．结果表明：当球团返矿的配比提高和碱度提高时，烧结矿指标均变好，配碳量不宜超过4．0％；加硼泥后，成品率大幅度提高．对较优试样进行了冶金性能检验，结果表明：冶金性能良好．

基于三元碱度优化高硅氧化球团冶金性能试验研究

针对高MgO含量不利于高硅氧化球团抗压强度及CaO,MgO对高硅氧化球团冶金性能的交互作用影响不明确等问题,通过调节石灰石和氧化镁粉的添加量,采用三元碱度R_(3)(CaO+MgO/SiO_(2))的概念,控制球团预热温度为900℃,焙烧温度为1300℃,预热、焙烧时间均为10 min,研究不同CaO和MgO含量对高硅氧化球团的抗压强度、还原度和还原膨胀性能的交互作用影响。结果表明:CaO和MgO交互作用能有效提高氧化球团的抗压强度,同时显著优化氧化球团的还原度和还原膨胀性能。当氧化球团三元碱度R_(3)为1.47(对应二元碱度R_(3)为1.2,MgO含量为1.5%)时,其抗压强度为3561 N/P,还原度为83.23%,还原膨胀率为0.88%。

低硅碱性球团矿制备技术研究

为了提高球团矿入炉比例,降低高炉渣量和燃料消耗,本文通过实验室试验和工业试验,研究了有利于生产低硅碱性球团矿的熔剂及生产工艺参数。试验结果表明:消石灰具有良好的黏结性能,有利于降低球团膨润土的使用比例,且分解吸热量少,对球团抗压强度影响小,可以实现优质低硅碱性球团矿的生产,并可满足高炉高配比使用要求。首钢京唐3座5 500 m^(3)高炉配加优质低硅碱性球团矿后,总球团配比可由原来的28%提升至55%,吨铁CO_(2)排放降低10%。

低硅含镁球团矿还原行为研究

本文研究了低硅含镁球团矿在900℃,CO气氛下的还原过程,并通过X射线衍射仪(XRD)和矿相显微镜测定了球团矿在不同还原度时的物相组成和显微形貌。研究结果表明:Fe_2O_3的还原顺序为Fe_2O_3→Fe_3O_4→FeO→Fe,当还原度由0%增加到10%时,Fe_2O_3被还原成Fe_3O_4,且球团矿由外向内均匀还原;当还原度由10%增加到50%时,Fe_3O_4被还原成FeO,并出现还原聚集现象,其原因是球团矿内部孔隙分布不均匀;此后大多数FeO还原为金属Fe。MgFe_2O_4的还原顺序为:MgFe_2O_4→Mg_(0.239)Fe_(0.761)O→Mg_(0.64)Fe_(2.36)O_4→Fe,其还原反应从球团矿还原度为30%时开始,主要原因是MgFe_2O_4较Fe_2O_3难还原。采用未反应核模型对球团矿还原过程进行动力学分析,得到球团矿在还原前期受界面化学反应控速,还原后期既不受混合控速也不受扩散控速。

黏结剂对碳硅复合球团强度的影响

工业硅生产过程中产生大量含硅、含碳废料,将其制备成碳硅复合球团再入炉,不仅可以提高废料利用效率,还可改善炉内温度分布,提高产率。黏结剂在碳硅复合球团工业化应用中必不可少,因此采用万能材料试验机研究了不同黏结剂对碳硅复合球团强度的影响,使用光学接触角/表界面张力测量仪研究了黏结剂与原料之间的润湿性能,为碳硅复合球团寻找适合的工业黏结剂提供科学依据。结果表明,淀粉与硅石粉润湿性良好,但与煤粉不润湿,球团中淀粉含量为7%时,球团的冷强度为26.8 MPa;木质素与硅石粉和煤粉均表现出良好的润湿性,球团中木质素含量为7%时,球团的热强度为11.4 MPa;生物质油与硅石粉润湿性良好,与煤粉初始接触角大于90°,但0.4 s后表现为润湿。生物质油为黏结剂时,球团冷、热强度均较好。添加复合黏结剂5%时,球团的冷、热强度分别达到29.8 MPa和11.3 MPa,抗碎率和粉化率分别为96.9%和0.98%。球团强度满足工业应用要求。

轻烧菱镁石粉对低硅含镁球团矿孔隙和强度的影响

本文研究了向两种铁精粉和膨润土中添加不同质量分数的轻烧菱镁石粉对球团矿孔隙、强度和物相的影响.研究结果表明:轻烧菱镁石粉平均粒径较小,结晶水和MgCO_(3)质量分数高(分别为3.94%和8.59%),对球团矿性能影响较大.轻烧菱镁石添加量由1.5%增加到3.5%时,焙烧球孔隙率由11.12%升高到15.95%,大气孔(孔径大于5μm)的体积分数由8.94%升高到36.61%,且分布均匀化程度降低;同时,球团矿变得“疏松”,固结指数由60.45%降低到43.00%,预热球和焙烧球强度分别降低79.3N和247.6N;球团矿中的铁酸镁和磁铁矿相质量分数增加,赤铁矿相再结晶减弱.适量增加球团矿中轻烧菱镁石粉的配比,可使球团矿孔隙率、大气孔和高熔点物相增多,进而提高球团矿的还原和软熔滴落等性能.

高硅球团返矿高碱度烧结矿的冶金性能研究

高硅球团返矿高碱度烧结矿矿物组成及显微结构表明，显微结构对烧结矿的强度及冶金性能影响最大，发展针状铁酸钙的网状交织结构有利于提高烧结矿的质量。

京唐低硅球团钙基膨润土配加生产实践

为提高成品球团矿中SiO2含量、改善冶金性能,同时降低生产成本,京唐球团组织一系列工业试验推进钙基膨润土配加工业生产实践。通过调整原料配比,探究相同目标成分下,不同钙基膨润土配比对造球及冶金物理化学性能的影响及成本情况。从实际效果看,钙基膨润土的配加,有利于改善低硅球团还原膨胀性能,在保证球团矿质量的同时,有利于低硅球团工业化生产成本的降低。

新发明:锌基硅相复合材料及其制备方法

据报导，我国有关材料科研机构最近发明了一种新型复合材料，即：锌基硅相复合材料。该发明属于金属基复合材料及其制备领域，具体来讲是一种耐磨、耐热的硅相增强锌铝合金基体复合材料及期制备方法。该合金是一种具有球团硅相的锌基复合材料，即在锌铝合金基体上均匀分布着球团硅相。

工业硅(铁)生产过程中废渣利用现状及展望

介绍了对工业硅(铁)生产过程中的废渣进行有效利用,不仅可以解决堆放问题,而且减少环境污染。废渣应用广泛,不仅可以生产水泥、混凝土、硅酸钙板和岩棉等建筑材料,而且可以生产高附加值产品,如制备的球形微硅粉作集成电路的必备材料。此外,以含硅含碳废渣为原料,添加黏结剂制造适当强度和反应活性的碳硅复合球团再入炉,可以实现资源二次利用。并且对废渣未来的利用方向做出了展望。

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℃。

高硅镁质熔剂性球团还原历程及冶金性能分析

镁质熔剂性球团矿是适合中国高硅铁矿粉资源特征的铁矿粉造块工艺,可以改善高硅球团矿的冶金性能,但w(MgO)与高硅铁矿粉之间的耦合关系还有待进一步研究。以企业现场高硅铁矿粉为原料,氧化镁粉为熔剂制备高硅镁质熔剂性球团矿,研究不同矿粉配比及w(MgO)对球团矿冶金性能的影响,旨在得到合适的矿粉配比与w(MgO)。结果表明,随着矿粉配比(质量分数)(A矿粉∶B矿粉=30∶70/40∶60/50∶50)的变化,还原膨胀指数由6.8%降低到6.3%,低温还原粉化指数由98%降低到96%,还原度指数由77.1%降低到55.7%,熔滴温度区间由87℃增大到125℃,熔滴性能变差。当w(MgO)由1.00%升高到1.88%时,还原膨胀指数由7.4%降低到6.2%,低温还原粉化指数由98%降低到94%,还原度指数由65.1%升高到77.8%,软熔带位置逐渐下移。但当w(MgO)为1.46%时,熔滴温度区间最小。由还原历程分析得到,MgO的添加可以有效抑制硅酸盐的生成,提高渣相熔点,保证还原过程中球团矿的孔隙率。A矿粉中的赤铁矿不利于球团矿冶金性能的改善,且用高硅矿粉制备球团矿时,w(MgO)过高会产生大量高熔点液相,使软熔带变厚。所以,球团矿最优矿粉配比(A矿粉∶B矿粉)为30∶70,最优w(MgO)为1.46%。

首钢高炉新炉料结构下球团技术的探索与应用

以首钢京唐钢铁厂高炉大比例球团矿炉料结构为背景,以京唐二期球团带式焙烧机生产线为研究对象,在试验研究和工艺设备等方面阐述了首钢京唐高炉大比例球团矿炉料结构下的带式焙烧机工艺和设备的创新点和优势。生产实践结果表明,生产出了超低硅高碱度球团矿,2条线均日产量为12500 t,碱度为1.1~1.2,SiO_(2)质量分数为2.0%,TFe品位为66.0%,抗压强度在3100 N/P以上,还原膨胀率为17.5%。在3座5500 m^(3)高炉中高比例使用2种球团矿,入炉比例达55%,高炉渣量从280降低至215 kg/t以下,燃料比从505降低至483 kg/t,取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益,推广应用前景广阔。