国内外钙质碱性球团生产实践及发展趋势

摘要：钙质碱性球团具有机械强度较高、还原性较好等优点,对降低炼铁焦比、提高产量具有积极的促进作用。随着国内高炉逐渐大型化,高比例球团冶炼的工业应用增加,钙质碱性球团在提高球团应用比例的同时降低了烧结限产引起的碱度不足问题。国内诸多钢铁企业如首钢、太钢及宝钢湛江等基于链篦机 回转窑球团工艺、带式焙烧机球团工艺开展了钙质碱性球团生产探索。总结了国内外钢铁企业钙质碱性球团的性能指标,并结合矿物学原理明确了碱性熔剂对生球性能和焙烧固结强度的影响机制,结合实践给出了生产钙质碱性球团的改进措施。     

国内外钙质碱性球团生产实践及发展趋势

钙质碱性球团具有机械强度较高、还原性较好等优点,对降低炼铁焦比、提高产量具有积极的促进作用。随着国内高炉逐渐大型化,高比例球团冶炼的工业应用增加,钙质碱性球团在提高球团应用比例的同时降低了烧结限产引起的碱度不足问题。国内诸多钢铁企业如首钢、太钢及宝钢湛江等基于链篦机-回转窑球团工艺、带式焙烧机球团工艺开展了钙质碱性球团生产探索。总结了国内外钢铁企业钙质碱性球团的性能指标,并结合矿物学原理明确了碱性熔剂对生球性能和焙烧固结强度的影响机制,结合实践给出了生产钙质碱性球团的改进措施。     

不同碱度与配矿结构对球团矿性能的影响

根据攀钢资源状况,进行了烧结矿部分碱度向球团矿转移,采用不同配矿结构与提高球团碱度的试验研究.球团碱度为0.4,0.6,0.8,"钒钛精矿+普通精矿"与"全钒钛精矿"两种方案分别做平行试验.试验结果表明钒钛精矿+普通精矿,不用膨润土,用消石灰为添加剂能生产满意的碱性球团.为目前单一酸性球团的生产方式开辟了新途径,而全钒钛矿精矿只适合于添加膨润土生产酸性球团.试验表明碱度为0.4、0.6的碱性球团生球性能可满足焙烧要求,在优化焙烧制度下成品球抗压强度、还原膨胀指数、冶金性能良好,均能满足高炉冶炼需要.生产碱性球团为降低烧结矿碱度,改善炉料结构创造了条件.     

含镁添加剂用于铁矿球团的试验研究

应用含镁添加剂,并配以膨润土,对铁矿球团进行了实验室试验。试验研究表明:添加轻烧白云石和镁砂对提高生球质量能起到一定的促进作用,而镁橄榄石的影响较小;随着添加剂用量的增加,三种球团矿的抗压强度均显著降低,其下降幅度由大到小依次为镁砂球团、轻烧白云石球团和镁橄榄石球团;适当提高焙烧温度,延长焙烧时间,有利于提高球团的抗压强度。另外,冶金性能研究也表明:随着添加剂用量的增加,球团还原度和软熔性能有一定提高,低温还原粉化和还原膨胀性能显著改善。     

化工铬渣冷固球团的制备及性能研究

利用化工铬渣制备用于还原解毒的冷固球团，研究铬渣粒度，粘结剂种类和数量、添加剂种类和数量对球团成球性能及球团强度的影响，提出了铬渣冷固球团制备的最佳配比。     

高效镁质添加剂用于铁矿球团的试验研究

高效镁质添加剂是一种由高活性氧化镁粉和植物蛋白胶体构成的球团复合粘结剂。针对该高效镁质添加剂完全取代膨润土进行了造球、预热、焙烧、抗压强度及成品球团的冶金性能试验研究。结果表明:配加高效镁质添加剂可降低球团还原膨胀率1.54%~4.34%,初始软熔温度提高25℃,滴落温度提高250℃以上,其使用比例为3%。     

降低球团用膨润土配比的研究

针对一种新型复合膨润土替代传统无机膨润土进行了造球、预热、焙烧及冶金性能实验室和工业试验研究.结果表明,配加复合型膨润土球团的生球及成品球指标、冶金性能都优于配加无机膨润土的球团;能够降低膨润土的配比,提高球团矿品位,满足球团生产要求.     

Fe2O3对高硅碱性球团固结性能的影响

深入研究Fe₂O₃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Fe₂O₃的含量,解析Fe₂O₃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Fe₂O₃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3 433 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Fe₂O₃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...     

不同含镁添加剂对球团矿工艺参数及质量的影响

 MgO对高铁低硅烧结中烧结矿的质量有不利影响,但其可以改善球团矿的冶金性能。因此,不在烧结矿而在球团矿中添加MgO,可在改善烧结矿质量的同时提高球团矿的冶金性能。不同的含镁熔剂对球团工艺参数和性能影响不同。通过试验研究了在高铁低硅条件下,白云石、蛇纹石、硼泥和镁质添加剂等4种含镁添加剂对球团造球,焙烧工艺及对球团矿物化性能和冶金性能的影响。试验结果显示,镁质添加剂对提高球团矿MgO含量、控制低硅球团矿还原膨胀率、改善球团矿还原度和熔滴性效果最好。     

配加不同粒度镁橄榄石对球团矿性能的影响

本文使用挪威Sibelco公司提供的大粒度镁橄榄石作为镁质添加剂进行造球试验,通过对镁橄榄石进行不同时间的预磨处理,研究其粒度对球团性能的影响。使用化学分析、X射线衍射分析及扫描电镜-能谱分析等手段对造球原料及试验结果进行分析,结果表明:增加镁橄榄石预磨时间有利于提高球团生球性能;焙烧后球团中存在两种孔隙,液相生成导致的圆形大气孔及赤铁矿连晶间的孔隙,二者均对球团强度有一定影响;随着预磨时间增加,球团中大气孔形状和分布逐渐变得均匀,气孔直径逐渐变大,赤铁矿连晶间孔隙尺寸及数量逐渐变小,球团抗压强度先增加后缓慢降低,孔隙率变化呈现相反的趋势;镁橄榄石最佳预磨时间为40 min,此条件下镁橄榄石及生产的球团均可满足生产实践要求。     

MgO含量和来源对球团焙烧特性及冶金性能的影响

分别以5种不同的含镁添加剂（高镁磁铁矿、镁橄榄石、白云石、菱镁石和氧化镁粉）制备镁质球团,阐述MgO含量和来源对磁铁矿球团焙烧特性及冶金性能的影响。研究结果表明:不同的含镁添加剂对于生球的落下强度有着一定影响,其中氧化镁粉与高镁磁铁矿均能够提高球团的落下强度。相同的预热焙烧制度下,提高MgO含量会增加球团孔隙率,降低预热和焙烧球团的抗压强度,其中白云石对焙烧球团强度的不利影响最小。增加预热球团的氧化度有利于促进镁质焙烧球团固结,提高其抗压强度。在MgO来源相同的情况下,MgO含量的增加会导致球团孔隙的增减,降低了球团强度,而配加不同种类的含镁添加剂,均能不同程度改善球团的还原膨胀性、低温还原粉化性和还原性,其中配加高镁磁铁矿的球团的还原膨胀性和低温还原粉化性均优于于其他含镁球团。      

含NaOH碱性钒钛磁铁矿球团矿的制备

 为了更好地探究钒钛磁铁精矿碱性球团低温还原熔分工艺,用钒钛磁铁精矿和焦粉为主要原料制备钒钛磁铁矿碱性球团,考察了加水量、成球压力、黏结剂加入量和NaOH含量对球团落下强度的影响及焙烧温度对球团抗热裂性的影响。结果表明:钒钛磁铁矿碱性球团的落下次数随成球压力、聚乙烯醇浓度和NaOH加入量的增加而增加,随加水量的增加呈先增加后减小的趋势变化;最佳成球工艺参数为水加入量为6%,黏结剂聚乙烯醇浓度为0.4%,成球压力为10 MPa,NaOH加入量为4%;在最佳的碱性球团制备工艺参数下考察了生球和干球的抗热裂性,两者随温度升高都变差,但是同温度下干球的抗热裂性优于生球的热裂性能。     

双层复合熔剂性球团的开发研究

为了改善高炉炉料的冶金性能,提出了中心为高碱度烧结矿、外层为酸性多孔氧化镁质结构的双层复合熔剂性新型球团.试验研究表明:双层复合熔剂性球团的生球强度可满足高炉原料的质量要求,其熟球具有优良的高温冶金性能.该种球团的内核主要由赤铁矿组成,焙烧时中心不会出现过热,并可避免传统酸性球团"还原停滞"问题.动力学分析表明,双层复合熔剂性球团在还原过程中的总阻力低于普通熔剂性球团.     

悬浮磁化焙烧精矿对氧化球团抗压强度的影响

通过造球及球团焙烧实验对悬浮精矿球团生球性能及焙烧性能进行分析,并结合光学显微镜及扫描电子显微镜,探讨了悬浮精矿球团的显微形貌特征.结果表明:随着悬浮精矿配比增加,生球落下强度和抗压强度均逐渐提高,悬浮配比为30％时,落下强度和抗压强度分别达到4.7次/(0.5 m)和14.3 N/个,爆裂温度降至635℃;预热球和焙...     

太钢高炉配用碱性球团生产实践

为进一步优化高炉炉料结构,提升综合炉料冶金性能,在太钢4350高炉开展配用碱性球团和高比例球团矿的工业试验。可行性分析及工业试验结果表明,碱性球团各项基础性能基本符合高炉原料的要求,在配加12%的碱性球团情况下,总球团矿比例提高至40%,期间高炉稳定顺行,表明配加碱球可改善综合炉料冶金性能,是提高球团比例有效方法。     

石灰石与铁矿粉混磨对碱性球团质量影响的研究

提出了一种生产碱性球团时处理碱性熔剂的方法,即通过石灰石与铁矿粉混合料湿磨的方法,对碱性熔剂进行处理。通过对配加不同比例的熔剂矿粉混磨料的铁矿粉进行造球性能与焙烧性能实验,研究了石灰石与铁矿粉混磨对球团质量的影响。研究结果表明,石灰石和铁矿粉混磨能够得到较细的粒度组成,表面活性增加;使用混磨料后,生球性能指标均有所提高,生球落下强度随着混磨料配比的提高而增加;焙烧球抗压强度能够满足生产要求。     

添加炼钢污泥球团试验

对炼钢污泥的物化性能进行分析,结合实验室链蓖机——回转窑模拟试验装置进行的添加炼钢污泥浆球团试验,得出用浓度约30％的细粒炼钢污泥浆替代部分或全部造球水进行球团生产,有利于提高生球、预热球和成品球的各项性能,球团矿冶金性能指标也得到了改善。     

济钢球团配加碱性复合粘结剂试验

济钢在球团膨润土中配加碱性物料,采用雷蒙磨细磨,试验成功了低SiO2含量、造球粘结性能良好的碱性复合球用用粘结剂,取代以SiO2含量为主的膨润土类粘结剂。工业试验结果表明,配加该碱性复合粘结剂,提高了球团矿品位,改善了球团矿冶金性能,经济效益显著。     

球团矿加含硼添加剂的研究

从原料天然性质、成球性、球团矿的焙烧和冶金性能等方面研究含硼添加剂对球团过程及其产品质量的影响。结果表明,少量含B_2O_3添加剂可以有效地改善焙烧性差的铁精矿球团的固结。同时,球团矿冶金性质良好。但是,硼泥降低生球的破裂温度,可以通过选择合适工艺避免开裂对球团性质和生产过程的危害。对含硼添加剂的影响机理作了研究和解释。     

配加高铁赤泥降低球团矿膨润土用量的研究

利用高铁赤泥的吸水性和胶结作用进行了降低球团膨润土用量的试验研究。实验室试验和工业试验结果表明:配加高铁赤泥能有效减少膨润土用量,其配比可由1.5%降到0.8%;当膨润土配比为0.8%时,生球强度、成品球强度、化学成分等都能满足球团生产要求;在冶金性能方面,添加赤泥球团的低温粉化指标优于普通球团,而还原性、还原膨胀、软熔性能低于普通球团。