铁矿粉的烧结基础特性及最佳配矿试验研究

为了探索某钢厂所用铁矿粉的最佳配矿方案,采用微型烧结试验装置对铁矿粉进行烧结基础特性及其影响因素研究,并对铁矿粉以不同配比搭配寻找最佳配矿方案。结果表明:B矿粉具有较好的同化能力和较高的液相流动性,而A矿粉具有较好的铁酸钙生成特性和较高的粘结相强度;铁矿粉中MgO、Fe_2O_3、CaO、SiO_2和结晶水质量分数等是影响铁矿粉烧结基础特性的主要因素;在考虑铁矿粉成本的条件下得出这两种铁矿粉的最佳配矿方案,即A∶B为2∶8时,混合矿粉的综合性能最好。在最佳配矿条件下混合矿粉的同化温度最低、液相流动性指数最高、铁酸钙生成能力较好、粘结相强度较高、价格最低,相应数值分别为1 190℃、3、22.49%、0.859 kN/P、537.91元/t。     

南非PMC精粉与两种典型褐铁矿的配矿优化

PMC精粉的铁品位及TiO₂质量分数较高，分别为62.5%和2.6%。PMC精粉较巴西卡粉和其他铁精粉资源有明显的价格优势，在铁矿石市场上有较好的流通性，广泛应用于国内多家钢铁企业的烧结生产中。邯钢烧结混匀矿中PMC精粉所占比例为4%～6%,为了更加充分合理地利用PMC精粉，根据邯钢的配矿特点，研究了PMC精粉与褐铁矿的二元、三元配矿优化问题。首先研究了PMC精粉、FMG混合粉、杨迪粉等3种铁矿粉的物理化学性质、烧结基础特性以及经过黏结相强度试验后试样的矿相组织特征；然后基于单品种矿粉的烧结基础特性，以液相流动性和黏结相强度为考察指标，开展了PMC精粉与褐铁矿的配矿优化试验。试验结果表明，PMC精粉具有TFe、CaO、MgO含量高以及SiO₂、Al₂O₃含量低等优点，但PMC精粉也存在高TiO₂、高磷且同化温度高、液相流动性差等问题，PMC精粉与褐铁矿在化学成分、粒度组成以及烧结基础特性等方面均有很好的互补性。二元混匀矿的液相流动性随PMC精粉配比的提升而减弱；二元混匀矿的黏结...     

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...     

改善低硅烧结矿低温还原粉化性能的研究

针对低硅烧结矿强度低、低温还原粉化性能差的特点,对某钢铁厂烧结矿矿相进行了分析,发现其磁铁矿和铁酸钙含量较少,而强度极差的硅酸盐玻璃质和还原性较好的赤铁矿含量较高。为改善低硅烧结矿低温还原粉化性能,研究了烧结工艺(燃料配比、碱度)和烧结矿成分(Al2O3/SiO2、MgO含量)等因素对烧结矿矿相和低温还原粉化性能的影响,在该厂的原料条件下,得出最佳的燃料配比和碱度分别为5.0%和2.3;Al2O3/SiO2为0.31,MgO的质量分数为2.02%。     

烧结工艺参数对混合矿黏结相强度的影响

采用微型烧结设备研究了烧结温度、碱度和MgO含量对高褐铁矿配比混合矿黏结相强度的影响,结果表明：随着烧结温度、碱度、MgO含量的增加,黏结相强度先升高后降低,当烧结温度为1280℃、碱度为1.6、MgO质量分数为2.0%时,高褐铁矿配比混合矿的黏结相强度最高。生产中应适当降低褐铁矿的配比,保证混合铁矿粉具有足够的黏结相强度。     

包钢低硅烧结矿铁酸钙生成特性的影响因素

 为了探明白云鄂博低硅烧结矿中铁酸钙生成特性的影响因素，在红外烧结炉中，通过改变最高烧结温度、烧结配料的碱度、MgO含量、CaF2含量、SiO2含量、铝硅比，对以自产精矿为主要含铁原料的烧结试样，进行了单因素多水平正交微型烧结试验。研究结果表明，不同因素对烧结试样粘结相强度的影响存在不同趋势：随着最高烧结温度、碱度、wSiO2的提高，烧结试样的粘结相强度呈现增加趋势；随着wMgO、wCaF2、wAl2O3/wSiO2的降低，烧结试样的粘结相强度呈现出开始变化不明显，之后又下降的趋势。当最高烧结温度为1280℃、碱度为28、MgO含量(质量分数，下同)为10%、CaF2含量为08%、SiO2含量为44%及铝硅比为015时，微型烧结试样的粘结相强度最高。各影响因素中粘结相强度最佳的烧结矿矿相组成中赤铁矿和复合铁酸钙(SFCA)所占比例不完全一致，但二者之和均较高；SFCA通常为针柱状、片状或颗粒状，并与赤铁矿、玻璃相或磁铁矿交织成网络结构。     

某钢铁企业常用铁矿粉烧结基础性能及优化配矿

为了研究某钢铁企业常用铁矿粉基础特性之间的关系,优化烧结配矿,采用微型烧结法对其常用铁矿粉的烧结基础性能进行了试验研究,包括铁矿石的同化性、液相流动性、黏结相强度及铁酸钙生成能力。结果表明,澳金布巴粉同化温度最低,其同化性最强;巴西1SSFT同化温度最高,其同化性最弱。南非库伯粉液相流动性最好,澳纽曼粉流动性最差。澳金布巴粉黏结相强度最高,加拿大粉最低,澳纽曼粉铁酸钙生成能力最强,巴西2BRBF铁酸钙生成能力最弱。通过对某钢铁企业常用8种铁矿粉的基础特性研究,进行基础特性优化互补的配矿烧结杯试验,为烧结厂优化配矿提供依据。     

基于铁矿粉高温特性互补的烧结优化配矿

首先测定巴西、澳洲及中国的10种铁矿粉的高温特性,将其与实际生产统计所得的高温特性适宜区间比较可知:巴西矿的同化性偏低,澳洲矿偏高,中国精粉则相对接近适宜区间;有两种巴西矿、一种澳洲矿以及一种中国精粉的液相流动性适宜,一种巴西矿、一种澳洲矿以及两种中国精粉则偏低,一种澳洲矿和一种中国精粉的液相流动性稍高;澳洲矿的黏结相自身强度偏低,巴西矿和中国精粉则较为适宜,且中国精粉相对更高.在实验研究的基础上,提出基于铁矿粉高温特性互补而使混合矿高温特性指标适宜的烧结配矿新思路,并设计优化配矿方案,烧结杯实验结果显示均获得优良的烧结指标,证实了基于铁矿粉高温特性进行配矿的优越性.     

铁矿粉化学成分对烧结高温基础特性的影响

为对高温基础特性有一个更好了解以便指导烧结配矿、提高烧结矿质量，通过试验研究并测定了包括低硅矿在内的10种铁矿粉的同化性、液相流动性、黏结相强度和铁酸钙生成量等高温烧结特性，在此基础上，分析探讨了铁矿粉化学成分对烧结高温基础特性的影响。研究表明，烧损(LOI)值越高，同化温度越低，但LOI值过高会使得液相流动性和黏结相强度降低；Al₂O₃质量分数的增加会使同化温度下降、黏结相强度和铁酸钙生成量增加，而液相流动性随着Al₂O₃质量分数的增加先升高后降低，Al₂O₃质量分数位于1.0%～1.5%范围内液相流动性指数较高；黏结相强度和铁酸钙生成量随着铁矿粉中SiO₂质量分数的增加呈现先增加后降低的趋势，SiO₂质量分数低于6.0%时，随着SiO₂质量分数增加，同化温度下降。研究结果对探究铁矿粉高温基础特性的影响因素具有一定的参考意义。     

配加高磷铁矿的小型烧结试验研究

应用压块、焙烧方法,结合试样的显微结构及X射线衍射（XRD）分析,在固定的烧结温度与碱度的条件下,研究了不同高磷铁矿配比对烧结试样的显微结构和矿物组成的影响。结果表明：随着高磷铁矿配比的增加,试样的显微结构由非均相结构向均相结构过渡;赤铁矿由粒状转变为熔蚀结构,铁酸钙由板状转变为针状;赤铁矿含量逐渐减少,铁酸钙含量逐渐...     

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。     

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℃。     

不同SiO2质量分数精粉对烧结指标的影响

为了比较不同精粉配入混合料后对烧结指标及烧结矿质量的影响，进行了精粉高温性能测试及烧结杯试验。结果表明，不同精粉的表观形貌及高温性能有显著差别；在基本不改变熔剂结构的条件下，随精粉SiO2质量分数的升高，液相流动性显著降低，烧结过程中黏结相生成量减少，不利于混合料中各矿物之间黏结成矿。采用不同精粉烧结时，烧结矿微观矿物结构具有显著的差异；精粉中SiO2质量分数升高会导致烧结矿中铁酸钙生成量减少，SiO2酸盐逐渐增多，孔洞增加。与低SiO2精粉烧结相比，采用高SiO2精粉烧结后，固体燃耗增加，转鼓指数下降，粒度组成中小于10 mm的量增加。     

白云石强化含氟铁精矿球团的研究

 研究了配加白云石粉提高MgO含量对含氟铁精矿球团质量的影响。试验结果表明：提高球团矿中MgO含量对生球质量的影响不大。当球团MgO含量从0.83%增加到2.0%时,成品球抗压强度显著提高,强度从3555 N/个提高到了5050 N/个。但由于白云石的分解产生CO2增加了球团的孔隙率,使得提高球团矿中MgO含量会降低预热球抗压强度,通过延长预热时间来完成Fe3O4的氧化即可以提高预热球抗压强度也可以提高成品球抗压强度。在较高的焙烧温度下,MgO大多赋存于铁相中稳定了磁铁矿和含镁矿物的晶格,这些矿物与Fe2O3、铁酸钙等互连和紧密胶结,相互熔蚀,有利于球团抗压强度的提高。     

外矿型烧结矿矿相结构与冶金性能的定量关系

 为了改善外矿型烧结矿的质量,对不同类型外矿为主要含铁原料的烧结矿的矿相结构进行了系统定量研究,分析了外矿对其矿相结构的影响规律,找出了烧结矿矿相特征与冶金性能的定量关系。研究结果表明,以斯特拉麦克粉和天发海超特粉为主要含铁原料(1号)的烧结矿,铁酸钙含量较多,以交织熔蚀结构为主,局部出现粒状-斑状结构,低温还原粉化率RDI_{>3.15 mm}较好,气孔率较高,转鼓指数较低。以纽曼粉、PB粉和杨迪粉为主要含铁原料(4号和5号)的烧结矿,5号烧结矿中赤铁矿含量较多,铁酸钙含量较低,以熔蚀-粒状结构为主,局部为共晶结构,转鼓指数最高,但低温还原粉化严重;4号烧结矿的纽曼粉和PB粉的含量较多,以交织熔蚀结构为主,局部出现粒状-斑状结构,转鼓强度较低。以纽曼粉和得宝麦克粉为主要含铁原料(2号和3号)的烧结矿,3号烧结矿铁酸钙含量最多,矿相结构较为均匀,以交织熔蚀结构为主,局部见针状铁酸钙交织他形赤铁矿,该烧结矿质量最好;2号烧结矿的纽曼粉和得宝麦克粉含量较高,矿物组成中赤铁矿含量多,铁酸钙含量少,以交织熔蚀结构为主,局部出现粒状-斑状结构,低温还原粉化严重。建议以纽曼粉为主,配加少量麦克粉、杨迪粉及超特粉做为主要含铁原料,以改善现场烧结矿质量。     

赤铁精粉配比对烧结矿强度的影响

 铁精粉具有铁品位高、脉石矿物含量及有害元素少、价格较低等优点，但由于其粒度过细，会对烧结生产产生不良影响，进而导致其使用受到限制。为了明确铁矿烧结过程中赤铁精粉配比对烧结矿强度的影响规律，采用微型烧结法研究了赤铁精粉配比对烧结液相流动性及其固结强度的影响规律，并在此基础上进一步探究了优化石灰石粒度对烧结矿强度的影响规律，最终为高效使用赤铁精粉提供理论基础。研究结果表明，随着赤铁精粉配比的增大，烧结体固结强度呈现先略微降低，而后在配比为15%时大幅下降（相对于配比10%铁精粉来说固结强度降低了16%），这是由于随着赤铁精粉配比的增大，黏附粉的偏析碱度降低，进而使得黏附粉的液相流动性减小，最终导致烧结矿强度降低。然而，减小石灰石粒度，可以有效改善烧结液相流动性，进而提高烧结矿强度。     

MgO对以细磁铁精矿为主的烧结矿微观结构的影响

研究了MgO对以细磁铁精矿为主的烧结矿显微结构的影响。显微结构分析表明：烧结矿MgO的质量分数从1．4%提高到2．3％时,MgO对烧结矿微观结构具有明显的影响。低MgO时,未氧化的Fe3O4及其部分氧化生成的Fe2O3与铁酸钙粘结相形成了烧结矿良好的显微结构,其烧结矿强度良好。高MgO时,烧结矿生成了大块再结晶磁铁矿,同时生成了铁酸镁和镁铁橄榄石等一系列含镁矿物,MgO稳定了磁铁矿和含镁矿物的晶格,这些矿物与赤铁矿、铁酸钙等共存和互连。但MgO矿化需要较高的烧结温度和较长的高温保持时间,垂直烧结速度和利用系数有明显的降低。     

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3 425降低到1 368 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。     

Formation Characteristics of Calcium Ferrite in Low Silicon Sinter

 Influence of sintering temperature, basicity and MgO content on the formation characteristics of calcium ferrite in low silicon sinter of Baotou Iron and Steel Company was studied by means of mini-sintering test and mineralographic microscope analysis. In addition, the suitable sintering parameters such as temperature and basicity were explored. The results found that optimum temperature for the formation of calcium ferrite is 1280 ℃, the basicity of 25-28 is helpful to the development of acicular or columnar calcium ferrite, and MgO content in the low silicon sintering raw materials should be lower than 28% because MgO can intensively inhibit the formation of calcium ferrite. And calcium ferrite in the sinter belongs to calcium ferrite with low calcium, which is different from that in ordinary sinter at home and abroad. So, it provided theoretical basis for promoting formation of calcium ferrite in low silicon sinter and improving properties of sinter.     

MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

为了探究MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,采用Factsage 7.1热力学软件模拟分析了MgO对烧结矿液相形成性能的影响,并且开展了不同MgO含量的烧结杯试验研究。研究表明,随着MgO含量增加,烧结矿理论液相生成量减少,液相黏度降低,液相中w(Fe₂O₃)/w(CaO)增加,使得混合料中CaO的活度提高,铁酸钙相形成的热力学条件改善;当MgO质量分数由1.60%提高至1.90%,一方面,烧结矿矿相组成中枝晶状铁酸钙相含量增加,针状及板柱状铁酸钙相发展受到抑制,铁酸钙黏结相总量降低,硅酸盐相含量增加,导致液相黏结包裹矿粉颗粒能力变差,固结强度性能受到不利影响;另一方面,由于MgO是高熔点物质,矿化反应过程中,MgO易固溶进入磁铁矿晶格,并在高温固相反应中形成难熔物相,使得烧结矿磁铁矿相含量增加,赤铁矿相含量减少,从而降低烧结矿低温还原反应过程中产生的晶格结构畸变应力,改善低温还原粉化性能。