单一含钒铁精粉制备镁质熔剂性氧化球团试验研究

为综合开发利用含钒铁精粉资源,助力“高炉-转炉”环节对铁、钒的同步利用,针对宝武集团马钢矿业罗河矿铁精粉含铁高、硅铝低、伴生钒的特点,开展了单一含钒铁精粉制备镁质熔剂性氧化球团的可行性及适宜制备条件的试验研究。试验结果表明:铁精粉经辊磨预处理后,掺合4.84%的添加剂,在适宜的热工条件下,可得到抗压强度为2 500~3 000 N的镁质熔剂球团,全铁品位约为63.55%,伴生V2O5品位约0.32%,球团物理性能良好,化学质量指标较好,冶金性能良好;该试验研发产品弥补了国内镁质熔剂球团不足的短板,同时可为火法提钒工艺提供优质的铁原料和伴生钒原料。

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。

钒钛磁铁矿制备镁质熔剂性球团性能研究

镁质熔剂性球团因具备良好的冶金性能,越来越受到高炉的青睐。本文通过相关球团试验,研究了不同碱度与w(MgO)对钒钛磁铁矿制备的成品球团强度、冶金性能的影响;并对成品球团的微观结构及物相组成进行分析,阐述了球团的固结机理。研究结果表明:随着碱度的增加,成品球团内部孔隙率增大,导致其抗压强度降低;而w(MgO)的增加,成品球晶粒间的连接虽受到一定影响,但MgO粘附在晶粒表面抑制了钙钛矿的生成,最终使得球团抗压强度受影响较小。在碱度为0.48,w(MgO)为3.0%时,可制备出RI为75.29%,RDI+6.3 mm为97.31%,RSI为12.45%的优质镁质熔剂性球团,其可作为优质的高炉炉料。

MgO含量对镁质熔剂性球团性能的影响

为了改善镁质熔剂性球团矿质量,以唐钢提供的矿粉为原料,通过调整MgO含量,研究MgO含量对镁质熔剂性球团的影响。实验采用圆盘造球机造球,筛选出直径10~12.5 mm的生球测定生球性能并在竖炉中焙烧,然后进行抗压强度及冶金性能测定。结果表明:随着MgO含量的提高,生球抗压强度呈上升趋势,生球落下强度呈下降趋势,爆裂温度变化不大;球团抗压强度逐渐降低,当MgO含量达到2.4%时,降低趋势变缓,球团粘结现象增多;软化开始,温度略微升高,软化区间逐渐降低,还原膨胀率呈降低趋势,冶金性能得到明显改善。

SiO_2含量对镁质熔剂性球团性能影响

为改善镁质熔剂性球团矿质量,以唐钢提供的矿粉为原料,进行了造球焙烧实验,研究了SiO_2含量对镁质熔剂性球团质量的影响。结果表明:随SiO_2含量的提高,成球率均高于90%,成球性能较好;适宜水分有增高的趋势,基本在7.6%~8.7%;生球抗压强度和落下强度呈略微降低趋势;爆裂温度整体呈降低趋势;球团抗压强度先升高后降低,SiO_2含量为4.0%时,球团抗压强度达到最大2736 N/P;球团粘结率呈增加趋势,SiO_2含量每提高0.1%,粘结率增加0.48%。

基于微观技术的镁质熔剂性球团矿相研究

将含钙、镁熔剂应用于镁质熔剂性球团的生产中可改善其冶金性能,优化炉料结构,这也成为提高产能、扩大产量的重要手段。为了进一步研究镁质熔剂性球团矿相调控机制,从微观结构出发,分析碱度、镁含量对矿相衍变规律的影响,阐述Ca、Mg的分布规律及迁移过程,并结合XRD、SEM、能谱等微观技术揭示镁质熔剂性球团的固结机理。结果表明:当碱度控制在1.0且镁含量控制在1.0%的球团矿,球团矿强度相对较好,且满足生产要求。

镁质熔剂性球团抗压强度研究

为改善镁质熔剂性球团矿质量,以某钢厂铁精粉为原料,进行了造球焙烧实验。首先分析了单因素对球团矿抗压强度的影响,然后通过正交实验方法来设计实验方案,利用偏相关分析,剔除次要因素,最后建立了数学模型。结果表明:MgO含量与SiO_2含量每提高0. 1%,球团矿抗压强度分别降低99. 45 N/P、9. 74 N/P;碱度每提高0. 1,球团矿抗压强度降低115. 45 N/P;通过偏相关分析得到,SiO_2含量和研山配比与球团矿抗压强度相关性较小,可以剔除;利用SPSS软件建立了MgO含量、碱度、焙烧温度、高温段焙烧时间与球团抗压强度的回归模型,并利用5组数据对模型进行了验证,预测值和实验值平均误差为3. 1%,为改善镁质熔剂性球团提供了参考。

镁质熔剂性球团强度影响因素分析

为了改善镁质熔剂性球团矿质量,通过调整SiO_2含量、MgO含量和碱度等,采用正交设计实验研究其对镁质熔剂性球团性能的影响。结果表明:在改变的6个因素中,对抗压强度影响由大到小分别为碱度、焙烧温度、焙烧时间、MgO含量、SiO_2含量和矿粉1配比,其中碱度为高度显著性因素,其余均为不显著因素;随着碱度的提高,抗压强度逐渐降低,碱度每提高0.1%,抗压强度降低141.35 N/P球。

高比例镁质熔剂性球团炼铁技术现状浅析

镁质熔剂性球团矿凭借其良好的经济性、冶金性能以及其生产工艺的环保性等优势,成为高炉理想的碱性炉料,发展高比例镁质熔剂性球团是炼铁节能减排、可持续"绿色"发展的主要方向。而镁质熔剂性球团矿的爆裂粉化特性,会加剧恶化回转窑结圈,成为当前制约其发展的重要瓶颈。提高球团矿入炉比例,高炉块状带空隙度降低,透气性恶化,炉内压差升高,炉况难行。因此,我国发展高比例镁质熔剂性球团炼铁,尚需要攻克一系列关键共性技术,并不断摸索总结出一套具有高度匹配性的高炉操作制度。

高球比炉料结构下镁质球团的冶金性能研究

为了优化高炉炉料结构,增加镁质熔剂性球团矿入炉配比(球比),对不同碱度(R)镁质熔剂性球团冶金性能和高炉炉料结构熔滴性能进行研究。结果表明:白云石的粘结作用,使得镁质熔剂性球团生球性能明显改善;随着R增大,焙烧球中Mg^2+进入磁铁矿晶格中并占据了铁离子扩散产生的空位,并生成铁酸镁和钙镁橄榄石,降低了Fe2O3再结晶固结能力,使球团的强度降低,球团还原过程中Mg^2+能均匀分布在浮氏体内,使得还原膨胀率逐渐降低;还原度指数在R=0.56时降低明显,但随着R增大还原度指数明显升高,有利于还原;单一镁质熔剂性球团的软化熔滴性都有不同程度的改善,R=1.2时球团性能最好;高球比综合炉料软化熔滴性均有明显改善,炉料结构为25%烧结矿+75%球团矿时效果最好。综合考虑,球团R不宜过高或过低,应控制在1.0左右。

镁质熔剂性球团孔结构特性

为了研究镁质熔剂性球团的孔特征,采用压汞法测量研究了碱度对镁质熔剂性球团孔结构的影响规律,利用多重分形理论分析了镁质熔剂性球团孔径分布的均匀性,并阐述了液相量和孔径与抗压强度之间的关系。结果表明,随着碱度的提高,镁质熔剂性球团的临界孔径先降低后增加,最可几孔径、平均孔径逐渐增大,孔径分布也越来越均匀,且主要以大孔为主;镁质熔剂性球团适宜的液相量有利于抗压强度的提高,可以弥补孔隙变大导致抗压强度降低的影响。

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%。

碱度对镁质熔剂性球团矿强度的影响机理

为探索碱度对镁质熔剂性球团矿强度的影响机理,以唐山某钢厂原料为基础,通过造球和焙烧试验,采用XRD、偏光显微镜、场发射扫描电镜分析和Matlab软件计算分析,分别从球团矿矿物组成、液相生成和微观结构、微观形貌和元素分布等方面深入分析了碱度对球团矿抗压强度的影响机理。研究表明,随着碱度升高,球团矿抗压强度呈升高趋势。球团矿中的主晶相为赤铁矿,液相主要由铁酸钙、硅酸钙和少量的石英组成,碱度高于0.8后出现了少量的铁酸镁。碱度升高,赤铁矿含量和液相量升高,致密度增大,气孔变均匀,使抗压强度增大。球团矿中Ca、Si、Mg 3种元素分布一致,Fe、O元素分布一致,且这两组元素分布呈互补关系。碱度提高,Ca、Si、Mg元素含量呈增加趋势,即液相量增加,球团矿抗压强度增大。两者的分析结果一致,并得到了相互印证。

熔剂种类对镁质熔剂性球团性能的影响

为了找到不同熔剂之间的适宜搭配,研究不同熔剂之间的两两搭配对生球强度、爆裂温度及抗压强度的影响规律,探索镁质熔剂性球团适宜的焙烧区间;并结合factsage软件确定适宜的液相量,借助XRD分析镁质熔剂性球团的矿相组成阐述了抗压强度变化规律。结果表明:四种不同熔剂搭配时,生球强度均能满足生产需求,高镁粉和高钙粉搭配时,爆裂温度最佳达560℃;高镁熔剂性球团适宜的焙烧温度为1 240℃,适宜的焙烧段较窄约为20℃,且该球团适宜的液相量为5%左右。

带式焙烧机制备镁质熔剂性球团研究

为了提高高炉球团矿入炉比,从而降低钢铁生产能耗,缓解日益严峻的环保形势,基于氧化球团焙烧基础理论,结合相关学者研究成果,对镁质熔剂性球团特性进行分析和梳理,在此基础上对带式焙烧机球团工艺制备镁质熔剂性球团的热工参数进行了研究。结果表明,得益于镁质熔剂性球团的良好技术经济指标,可以实现高炉原料结构中球团矿比例的大幅提高。通过流体力学(CFD)数值模拟和构建物质流和能量流计算模型,对现有带式焙烧机球团工艺的热工参数进行分析,阐明了镁质熔剂性球团制备特点,并论述了带式焙烧机在制备镁质熔剂性球团上的优势。

镁质熔剂性球团回转窑结圈探析

为充分掌握熔剂性球团回转窑结圈行为,依托链篦机回转窑生产线,分别生产了碱度0.3和碱度1.0两种球团,对原料性能和生产过程进行分析,并对回转窑结圈物的宏观形貌、微观结构和成分组成进行分析。结果表明,生产碱度0.3的球团,回转窑结圈率低于碱度1.0的熔剂性球团,其结圈物结构较致密,结圈原因主要是由于堆积的粉末经过高温固结同时产生部分低熔点的液相。而碱度1.0的熔剂性球团结圈物强度较低,呈层片状结构,其结圈原因主要是由于焙烧温度相对较低,球团粉率较高,形成粉末堆积。

镁质熔剂性球团抗压强度变化规律及机理研究

研究了碱度对镁质熔剂性球团抗压强度的影响,并基于孔结构及显微形貌分析了抗压强度变化的原因,建立了孔隙率与抗压强度之间的关系。结果表明:随着碱度的提高,镁质熔剂性球团的抗压强度先升高后降低,并在碱度为1.0时达到最大值为2 598 N。强度变化的主要原因为随着碱度的提高,孔径变大且逐渐均匀化,液相含量逐渐提高,而孔径过大和液相量过多则导致抗压强度降低;同时,在微裂纹理论基础上,阐明了镁质熔剂性球团的孔隙率与抗压强度之间关系。