含碳球团预热后抗压强度变化的研究

通过模拟高炉内部的升温制度,对含碳球团在氧化性气氛中预热至不同温度下的抗压强度进行了检测,结合在900℃、1000℃和1100℃温度下预热还原后的含碳球团成分(XRD)和显微结构(SEM),从热力学角度分析了预热还原后的含碳球团抗压强度发生变化的现象和机理.     

转炉尘泥球团化渣剂实验研究及分析

阐述了实验室实验中,压力、水分、球团尺寸对压团的影响以及预热时间、焙烧温度对球团化渣剂焙烧固结的影响.结果表明,适宜的工艺参数为:压团压力在50kN左右,团块尺寸约φ30mm,压团原料水分为8%～12%;预热温度550～650℃,预热时间约25min;焙烧温度900～1000℃,焙烧时间约30min.     

内配废塑料对含碳球团直接还原的影响

节能减排是钢铁工业目前面临的重要挑战,而废塑料作为一种可再生清洁能源和还原剂替代焦粉、无烟煤等化石燃料在炼铁工业中已经获得大量关注。把废塑料、褐铁矿粉、无烟煤以及黏结剂混合制取含碳球团,在管式加热炉内做直接还原实验。废塑料在高温下裂解释放热量,为球团的预热和直接还原提供外加热源。同时,与无内配塑料含碳球团对比,内配废塑料的含碳球团孔隙率增大,这样有利于反应中还原气体的传质,从而促使含碳球团的还原率随之提高。对影响含碳球团直接还原的因素如C/O摩尔比、还原时间、内配废塑料种类及其质量分数进行实验研究。实验结果表明:在实验设定条件下,含碳球团直径10mm,还原温度1 350℃,内配质量分数为4%的聚碳酸酯(PC)在还原时间6min时,球团孔隙率最高,达74%;此时还原率最高,达98.89%。含碳球团还原体系在反应过程中,内配一定比例的废塑料,可以缩短还原时间,降低还原温度,提高球团的还原效率。     

煤粉粒度对预热含碳球团抗压强度的影响

为了弄清含碳球团配煤粒度对球团抗压强度的影响规律,研究了配加不同粒度煤粉的含碳球团在中性气氛中预热至不同温度后的抗压强度。结果表明:当温度小于1 000℃时,煤粉粒度对含碳球团的抗压强度影响不大,而当温度大于1 000℃后,煤粉粒度对含碳球团的抗压强度有显著影响;当配加煤粉的粒度介于0.074~0.106mm时,含碳球团还原后的抗压强度最高,煤粉粒度过细或过大都不利于球团强度的提高;在高温还原过程中,煤粉粒度越细含碳球团的还原速率越大,金属化率越高。     

双层结构对提高含碳球团强度的影响

为了提高含碳球团强度,提出了内层为含碳球团,外层为精矿粉的双层结构复合含碳球团新工艺.研究了不同外层厚度球团的强度和金属化率,分析了球团强度形成的机理.研究结果表明:外层厚度适中的复合含碳球团强度能得到有效提高.该复合球团生球落下强度为普通含碳球团的2倍,400℃预热球抗压强度可达147.6N/个.900℃后,随着温度的增加,球团抗压强度提高,1150℃恒温还原30 min后抗压强度为2 080 N/个.且研究发现复合含碳球团能有效提高碳素利用率,C/O物质的量之比nC/nO为2∶3的复合球团还原后金属化率可达93.90％,其中外层金属化率为92.46％.通过显微结构分析,发现球团还原后外层生成了致密的金属铁外壳,这种外壳的独特力学性能是球团强度提高的主要原因.     

马钢竖炉球团润磨工艺优化试验研究

为了优化马钢竖炉球团润磨工艺参数,研究了润磨参数对球团过程的影响.试验结果表明,在马钢条件下,混合料适宜的润磨水分、润磨时间分别在5%～6%、10～12min,适宜的润磨比例在70%水平,适宜的预热、焙烧时间在15～18min;适宜的预热、焙烧温度分别在900℃～950℃、1200℃～1250℃.试验还表明,生球水分低于9.5%时,其爆裂温度均高于600℃.     

微细粒级钛精矿生球团爆裂性能研究

生球团爆裂温度和爆裂率对球团生产具有重要的影响。以微细粒级钛精矿为研究对象,研究了成型压力、粘结剂添加量和生球含水量对其生球团爆裂性能的影响。结果表明:生球含水量越低,成型压力适宜降低,粘结剂用量越多,球团爆裂性能越好;当生球团在含水量为7%,成型压力为8 MPa,粘结剂用量为0.3%时,生球爆裂温度可达900℃以上,且球团不发生爆裂现象,满足生产工艺要求。     

进口巴西矿的球团试验研究

以巴西镜铁矿为研究对象,进行了生球制备试验和预热焙烧小型试验。试验结果确定了生球制备试验的最佳参数和球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度。生球制备试验的最佳参数:膨润土用量为2.1%,造球水分为8.5%(质量分数),造球时间为13 min,此时落下强度为5.0次/(0.5 m),生球抗压强度为11.26 N/个,爆裂温度为356℃,符合球团生产对生球质量的要求。球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度:预热温度为900℃,预热时间为10 min,焙烧温度为1 200℃,焙烧时间为15 min,此时预热球强度能达到500 N/个以上,焙烧球强度能达到2 500 N/个以上,符合高炉对球团矿的质量要求。     

含硼磁铁矿对超细粒级磁铁矿球团性能的影响

 超细粒级精矿球团化对中国贫矿资源应用有着特殊意义,但存在成球困难、生球质量差、成品球团强度低等问题,硼铁矿中硼和铁嵌布密切,应用难度大,然而其配加对提高球团性能有益。采用气体吸附法(BET法)测量比表面积并用扫描电镜(JSM6490)评价铁精矿粉和焙烧球团矿的微观结构,研究了添加含硼磁铁矿对超细精矿的成球性能、生球质量、预热焙烧强度的影响。结果表明,超细精矿中配加30%硼铁矿后,混合精矿成球性得到改善,达到中等成球性指标,生球落下强度从2.4 次/(0.5 m)升高到4.0 次/(0.5 m)、抗压强度从15.38 N/个增加到19.08 N/个、爆裂温度从340 ℃升高到410 ℃,优化配矿下可提高爆裂温度至460 ℃,球团的预热与焙烧时间缩短、温度降低,在预热时间与温度不变、焙烧时间相同、焙烧温度为1 175 ℃条件下,球团强度(与100%超细精矿相比)提高900 N/个左右,达到了3 500 N/个以上,在相同强度下,可降低焙烧温度近100 ℃。加入含硼磁铁矿可改善球团性能的原因为,含硼磁铁矿颗粒形貌复杂、碱性物质含量多、粒度粗,从而能有效帮助颗粒间嵌合,增加粉料分子水含量,改善成球性,提高生球强度与爆裂温度。MgO和B₂O₃会在球团内部生成低熔点液相,填充孔隙,促进焙烧温度降低,增强颗粒间网格状的均匀连结,提高焙烧球团的强度。     

生物质合成气直接还原铁矿-生物质复合球团炼铁

为了使炼铁工业摆脱对化石能源的依赖及满足越来越严格的环境要求,将生物质能的开发利用与直接还原技术进行集成提出一种新型的绿色炼铁方法.把生物质、铁矿石粉与添加剂混合制取生球团,利用生物质催化气化制备的富氢合成气作为还原剂,生物质的高温燃烧为生球团的预热和预热球团的直接还原提供外加热源.对影响生物质直接还原炼铁的因素,如预热、还原温度及球团粒径进行了研究,发现减小球团粒径、增加预热和还原温度能够提高直接还原铁产品的全铁质量分数及金属化率.当采用品位65.21%的铁精矿为原料,在最优操作条件下(生球团粒径介于8~10 mm之间,900℃预热30 min,1000℃下还原60 min)可制得全铁TFe质量分数为86.1%,金属化率为94.9%的高质量直接还原铁产品.      

微波预热新型有机粘结剂球团

 针对有机粘结剂铁矿球团预热球强度低的问题,进行了微波预热球团的试验研究,并与常规管炉预热球团进行了比较,通过光学显微镜和SEM等测试手段,分析了微波预热铁矿球团的成矿机理。试验结果表明,当预热温度为750 ℃时,微波预热球抗压强度为448 N/个,而常规管炉预热球的强度仅为129 N/个。测试分析表明,微波预热球团内部磁铁矿大部分已氧化成赤铁矿,赤铁矿连接成片,并产生了赤铁矿晶粒相互连接,球团矿预热强度得以提高。     

马钢球团配用黏性姑精矿实验研究

摘要：为了解决黏性姑山赤铁精矿（姑精矿）用于烧结生产引起烧结质量指标降低,球团生产混合料难以混匀,球团质量变差,生产波动大等问题,开展了将姑山磁铁精矿B精、C精和姑精矿在矿浆状态下预先混匀成姑山混合精矿实验,并研究了姑精矿粒度、配比等因素对生球制备、球团预热焙烧制度和球团性能的影响。结果表明：在矿浆状态下混匀可使姑精矿在姑山混合精矿中分布均匀,添加姑精矿润磨后,造球混合料细粒级含量增加,姑精矿较磁铁精矿润磨性能好;使用造球混合料2号造球,生球落下强度为7.8次/（0.5m）,较磁铁精矿生球落下强度提高1.3次/（0.5m）。在预热温度950℃、预热时间18min、焙烧温度1200℃、焙烧时间20min时,焙烧球团强度为2987N/球,较磁铁精矿混合料焙烧球团强度降低129N/球,姑精矿的加入对球团的焙烧强度不利。生产中可以通过适当提高焙烧温度或姑精矿细度的措施来满足高炉对球团强度的要求。     

磁铁矿粉粒度对球团矿预热焙烧性能的影响

 研究了3种不同粒度的超细磁铁精矿粉,粒度小于0.044 mm的矿粉质量分数在89%以上。试验研究了其制备的球团矿的焙烧性能。试验结果表明,铁精矿粉粒度越细,球团矿在最佳焙烧制度下获得的抗压强度也越高,但适宜的预热温度也越低,而所需预热及焙烧时间也越长。在对生球孔隙率测试研究的基础上发现,精矿粒度越细,生球孔隙率越小,氧化变得越困难,需要较长的预热时间,而预热温度太高,表层易形成致密层,导致球团矿强度下降;在对适宜的焙烧制度下焙烧的球团矿的FeO含量测定结果表明,对于焙烧球团矿,随矿粉粒度的变细,其FeO含量则越高,表明氧化条件变差,需较长的焙烧时间。     

高压辊磨对赤铁矿粉球团矿焙烧性能的影响

采用管式焙烧炉对一种赤铁矿粉球团的预热焙烧性能进行了研究,结果表明该赤铁矿球团预热焙烧性能较差,预热温度要达到1070℃,焙烧温度要达到1250℃时其预热焙烧球团的抗压强度才能达到生产要求.对该矿粉进行高压辊磨预加工后,其预热和焙烧性能得到改善,其预热和焙烧温度可分别降低70℃和50℃.进一步的研究结果表明,高压辊磨预加工赤铁矿粉后,小于5μm 微细颗粒含量增加,使焙烧球团的孔隙率降低,有利于Fe2 O3晶粒形成大片的晶桥连接,使得焙烧球团抗压强度得到提高.     

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。     

影响球团矿FeO含量因素正交试验分析

根据包钢带式球团矿生产实际用料情况,研究了焙烧温度、焙烧时间、膨润土配比及预热温度4个因素对球团矿FeO含量的影响,采用了4因素4水平正交试验法。试验结果发现,影响球团矿FeO含量的因素由强到弱分别为焙烧时间、焙烧温度、膨润土配比、预热温度;其中,最优水平为焙烧温度1240℃、焙烧时间14 min、膨润土配比2.0%、预热温度600℃;最差水平为焙烧温度1240℃、焙烧时间8 min、膨润土配比3.0%、预热温度900℃。     

Roasting Properties of Pellets With Iron Concentrate of Complex Mineral Composition

 Investigation was conducted on roasting properties of pellets with an iron concentrate of complex mineral composition. The results indicated that the pellets of complex mineral composition concentrate required higher preheating temperature and longer preheating time than that of single magnetite concentrate. Therefore, it is difficult for preheated pellets to withstand the mechanical collision in the roasting process in rotary kiln. It was found that after the iron concentrate being subjected to high pressure roll grinding, the specific surface area reached 2029.1 cm2/g. Consequently, the preheating and roasting temperature of pellets were decreased by 70 and 50 ℃ and preheating and roasting time were decreased by 2 and 4 min, respectively. Meanwhile, the compression strength of preheated and roasted pellets were increased by 200 N for a pellet and 220 N for a pellet, respectively. The mechanism lied in that the increase of specific surface area activated thermal reaction and promoted formation of iter-grain bridge.