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。

钠盐强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团自还原机理研究

研究了含钠添加剂强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团的还原过程,并借助光学显微镜和扫描电镜分析了含钠添加剂掺量对内配碳球团还原行为及其强度变化的影响。结果表明:球团中配加含钠添加剂不仅可明显强化该铁矿石的还原行为,大幅度提高焙烧球团的金属化率及其磨选产品的铁品位,同时还可明显提高焙烧球团的强度,降低焙烧球团的粉化率。钠盐配加量为3%的内配碳球团在960℃下还原40 min,所得焙烧产物的金属化率为86.21%,产品铁晶粒增大、连晶增多,孔洞显著减少,结构致密,还原过程的粉化率降至2.57%;焙烧产品在磨矿细度为-0.045 mm占96.15%情况下进行弱磁选(磁场强度180 k A/m),获得的精矿铁品位为87.93%,明显优于不添加钠盐情况下的指标(金属化率为45.62%,粉化率为35.39%,精矿铁品位为58.12%)。

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。

冶金法制高纯硅过程中球团性能的研究

通过对比试验测定分别以淀粉和水玻璃为黏结剂压制球团的抗压强度和气孔率,同时对焙烧后球团的物理性能进行了研究。结果表明,以淀粉为黏结剂,20 MPa压制压力下生球团的抗压强度为3.31 MPa,气孔率为22.0%;以水玻璃为黏结剂,15 MPa压制压力下生球团的抗压强度为3.25 MPa,气孔率为15.0%。

利用碳化稻壳制备高纯硅过程球团制备条件的探究

利用碳化稻壳和石英砂作为原料进行制备球团试验冶炼高纯硅,通过检测球团的气孔率以及抗压强度,对造球过程中的最佳条件进行探究。试验结果表明,在球团制备过程中的最佳条件为:添加2%的黏结剂以及15%的水,造球压力为20 MPa,保压时间为90 s。采用此制备球团条件能够使原料中石英砂和碳化稻壳充分接触,且能够改善电弧炉内的透气性。

唐钢2号高炉高比例球团冶炼攻关实践

唐钢2号高炉开炉以来配合环保政策要求,通过采取提高高炉原燃料质量、优化高炉工艺操作、高风温大富氧以及低硅冶炼等技术措施,在保证高炉高产低耗的前提下,2号高炉球团矿入炉比例由开炉时的20%逐步稳定在40%左右。

酒钢周边雅尔河矿直接还原磁选试验研究与探索

通过对酒钢周边雅尔河矿进行弱磁选富集,将富集后的粗精矿制备成含碳球团进行直接还原磁选试验研究与探索,在焙烧温度1250℃、焙烧时间45min的试验条件下,取得了焙烧矿金属化率90.23%、磁选铁粉品位75.12%、铁回收率87.68%的指标。实验室结果表明,雅尔河矿通过"原矿富集-压球还原-磁选"的方式回收金属化铁粉在工艺上是可行的。

冶金法制高纯硅过程中黏结剂对球团性能影响

分别以淀粉和水玻璃为黏结剂压制球团,通过对比试验测定球团的抗碎强度和电阻率,考察压制压力、焙烧温度、保温时间对球团物理性能的影响。结果表明,20 MPa压制压力下淀粉黏结剂生球团(A球团)的抗碎强度为70.2%,电阻率为20.4Ω·cm;15 MPa压制压力下水玻璃黏结剂生球团(B球团)的抗碎强度为72.6%,电阻率为15.6Ω·cm;焙烧温度升高,保温时间延长,球团抗碎强度和电阻率均逐渐减小。

高、低硅铁料合理使用方案研究

针对酒钢高炉配用硅石的现象,通过计算,提出了将外购铁料中部分低硅铁料用于烧结,部分高硅铁料用于球团,以减少高炉配用硅石量的建议。

高硅超细铁精矿熔剂性球团矿固结行为及还原特性

高炉高比例球团矿冶炼技术是减轻炼铁系统碳排放和环保压力的重要方案。将高硅超细铁精矿资源作为球团矿生产原料,有助于拓宽中国国内铁矿资源来源,加大中国国内贫矿应用力度。系统地探讨了碱度对高硅超细铁精矿球团矿固结行为和还原特性的影响。通过热力学计算、矿相分析、扫描电镜-能谱分析等方法对其固结行为和还原特性进行了研究。研究结果表明,随着碱度的增加,高硅超细铁精矿球团矿抗压强度先增加后降低,孔隙率先降低后增加,碱度为0.06~0.73时,球团矿的抗压强度均大于4000 N/个,碱度为0.24时的球团矿抗压强度最高,孔隙率也最低。碱度的增加会降低高硅超细铁精矿球团矿中的二氧化硅相含量,促进铁酸钙相和硅酸盐相的生成。在碱度为1.20、温度为1300℃条件下,球团矿中液相比例可达24.38%。碱度大于0.73时,球团矿中的液相量在大于1250℃后会迅速增加。随着碱度的增加,高硅超细铁精矿球团矿渣相和硅酸盐相中的钙元素含量会逐渐增加,此外,碱度越高,赤铁矿晶粒越容易呈现多边形结构且晶粒间填充的渣相量越多。随着碱度增加,高硅超细铁精矿球团矿还原度和还原膨胀率先降低后增加,球团矿抗还原粉化性能减弱。碱度大于0.24后,球团矿内部孔隙率和铁酸钙相含量的增加使得还原气体能更容易扩散至球团矿内部并促进还原反应的进行,可以有效提高球团矿的还原度,碱度为1.20时的球团矿还原度比碱度为0.06时提高了34.9%。

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。

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%。

低铁高硅赤铁精矿对氧化球团性能的影响

为合理利用国内低铁高硅铁精矿、降低球团生产成本,研究了低铁高硅赤铁精矿对生球、预热球和焙烧球团性能的影响。结果表明,典型的低铁高硅赤铁精矿A较磁铁精矿有更好的润磨性能。赤铁精矿A的亲水性较磁铁精矿强,在保持生球水分不变且赤铁精矿配比较高的条件下(>10%),生球水分不足,生球质量随着赤铁矿配比的提高而变差。随着赤铁精矿A的配比由0提高到50%,预热球强度由588降低到196 N/个,焙烧球团抗压强度由3425降低到1368 N/个,赤铁精矿A配比不宜高于30%,适当提高焙烧温度有利于球团抗压强度的提高。配加低铁高硅赤铁精矿A的球团还原膨胀性能和还原性能均有一定程度改善。

w(MgO)对本地高硅铁精粉球团强度影响

采用铁矿粉基础特性测定系统和偏光显微镜,对本地高硅铁精粉M、Y以及低硅精粉进行基础特性实验并通过矿相分析研究了w(MgO)对球团强度的影响。铁矿粉基础特性实验结果表明:M粉同化性温度较高且连晶强度较高,适宜用作造球的主要原料;混合料的合理配比为M粉∶Y粉∶低硅精粉=5∶3∶2,在此配比下的w(SiO;)约为5.5%~5.6%。然后进行压块焙烧实验,研究结果表明:随着w(MgO)的提高,压块抗压强度呈先升高后降低的趋势,在w(MgO)=1.8%时达到最高,为3 531 N/个;当w(MgO)=1.8%时,矿相主要为赤铁矿相,赤铁矿结晶最好并连接成片,硅酸钙相较少,粘结相和铁酸钙相一定程度上稳定了整体的结构,强度达到最高;而随着w(MgO)继续增多,铁酸镁相增多,抑制了赤铁矿的结晶,连接晶发育差,晶粒细小分散,强度降低。