碱度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热力学软件模拟计算了碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,并开展了不同碱度的烧结杯试验研究。研究表明:随着碱度增加,烧结矿理论液相生成量增加,液相黏度降低,液相中Fe_2O_3/CaO增加,铁酸钙形成条件改善。当碱度为1.95时,铁酸钙含量最高,CaO与Fe_2O_3结合形成稳定的铁酸钙粘结相,有利于减少Fe_2O_3发生还原粉化现象;而继续提高碱度至2.05时,颗粒较粗的褐铁矿和赤铁矿与CaO进一步接触、矿化,使烧结矿赤铁矿含量升高,铁酸钙和磁铁矿含量减少,液相黏度降低,孔隙率增大,烧结矿结构均匀性变差,导致烧结矿基体组织结构抵抗还原过程中产生的晶格畸变能力变差,粉化严重。综合考虑碱度对烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能的影响,在试验所用烧结原料条件下,烧结矿适宜碱度应控制为1.95。     

MgO对含钛烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响

为了深入探究MgO对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响,采用扫描电子显微镜和荷重软化熔滴设备研究了MgO对含钛烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响.实验结果表明,随着烧结料中MgO质量分数从2.04%增加到3.96%,烧结过程液相生成量逐渐减少,烧结矿中的赤铁矿和铁酸钙等含量都有不同程度的降低,赤铁矿质量分数从13.57%降低到9.99%,铁酸钙的质量分数由38.7%降低到30.17%,磁铁矿、硅酸盐和烧结矿中的孔洞逐步增加.因此,增加烧结矿中MgO会降低烧结矿中液相生成量,不利于烧结矿转鼓强度和还原性的提高.高碱度含钛烧结矿中的镁主要分布于烧结矿中复合铁酸钙相中,进一步提高烧结矿中镁的质量分数,烧结矿的磁铁矿相比例将增加,有一部分镁固溶于磁铁矿中;在高镁烧结矿中,也会形成一定量的橄榄石,其中固溶有少量镁、钛等元素.随着烧结矿中MgO质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度均在1120℃以上,软化温度区间Δt_A随着MgO含量的升高而逐渐变宽.      

分流制粒烧结工艺参数对钒钛烧结矿微观结构的影响

研究了分流制粒烧结中酸性物料的粒度、配碳量和碱度等工艺参数对烧结矿微观结构的影响。结果表明,酸性物料的粒度范围扩大时,料层透气性变好,铁酸钙增多,矿相结构更均匀。当碱度较低时,烧结矿黏结相以硅酸二钙和玻璃质为主;随着碱度升高,钙钛矿含量先增加后减少,当碱度达到2.02时,铁酸钙含量大量增加,黏结相以铁酸钙和玻璃质为主。随着配碳量的增加,铁酸钙含量降低,钙钛矿含量增加,赤铁矿含量减少,亚铁含量增多,将使得烧结矿的转鼓强度和还原粉化指数提高,还原性下降。综合考虑分流制粒钒钛矿烧结配碳量选择4.2%比较适宜。     

中钛型钒钛烧结矿液相量的研究

通过烧结杯试验结合热力学计算,分析烧结矿显微结构,研究承德中钛型钒钛烧结矿液相生成量的影响因素。结果表明,碱度提高促进Fe2O3与Ca O发生反应形成铁酸钙,液相量增多,改善烧结矿的质量;随着配碳量的增加,烧结过程中产生的热量增加,有利于硅酸盐类高温液相的生成;Ti O2含量增加,Ti O2会优先与Ca O反应生成钙钛矿,抑制性能较好的铁酸钙的生成,生成的钙钛矿分散在渣相与铁矿物之间,削弱了硅酸盐的黏结作用以及钛赤铁矿与钛磁铁矿的连晶作用,导致烧结矿的液相量随之减少。     

球团烧结法成矿过程的试验研究

通过料层温度测试和烧结料柱解剖及矿物结构分析，研究了球团烧结法的成放过程及特点。球团烧结法的固结类似烧结矿的液相固结。碱度为２时，铁酸钙是球团烧结矿 扩要粘结相，其形成是在冷却高温段。球团烧结法与一般烧结法相比具有较长的高温氧化持续时间，有利于铁酸钙的形成。     

湘钢厚料层烧结的生产效果

一、厚料层烧结的提出近些年来,厚料层烧结工艺之所以被人们所重视,其主要原因是该工艺能改善烧结矿质量,降低燃料消耗。湘钢以高硅富矿粉为主要含铁原料生产高碱度烧结矿。其烧结     

低硅低碱度烧结试验与热力学计算分析

低硅低碱度烧结可以提高烧结矿铁品位，但会恶化烧结矿质量。本文以涟钢烧结原料作为研究对象，从理论和烧结杯试验两方面对低硅低碱度烧结的可行性和下限进行研究。研究结果表明，烧结液相的生成量受碱度和SiO₂质量分数的影响很大，且烧结混合料的液相生成量与烧结矿转鼓强度呈线性相关关系；通过优化配矿，改变混合料中黏附粉的质量分数和液相生成能力，可以实现混合料中液相生成总量不变；理论分析和烧结杯试验均表明，低SiO₂质量分数烧结可以实现，但低碱度烧结难以实现，这是由于低碱度烧结会降低黏附粉的液相生成能力；低硅烧结可以实现SiO₂质量分数从5.0%降低至4.6%,提高烧结矿的铁品位0.62%,减少熔剂消耗量8.90 kg/t,低硅烧结产品的显微结构与基准产品一致，冶金性能也与基准产品相当。     

钒钛磁铁矿分流制粒厚料层烧结工艺研究

根据承钢钒钛磁铁矿的特点和实际烧结生产情况,对不同料层厚度(常规烧结、酸碱混合烧结)的分流制粒烧结工艺进行研究。结果表明:料层厚度为1 000 mm时的酸碱混合烧结与常规烧结(600 mm)相比,烧结矿质量提高很多,尤其是低温还原粉化指标有很大改善;钒钛磁铁矿厚料层分流制粒酸碱混合烧结矿一方面具有明显的高碱度烧结矿和类似酸性球团的两种显微结构,另一方面酸碱混合烧结矿中的赤铁矿含量降低,并且大部分独立存在于酸性球中。显微结构中高碱度烧结矿的磁铁矿含量提高,黏结相铁酸钙的含量明显增加,钙钛矿含量减少。     

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。     

超细铁精矿粉特性对烧结的影响

对2种超细铁精矿粉的烧结性能(包括理化、制粒、成矿性能等)进行了详细的研究,结果表明:超细赤铁矿粉由于其固有属性,使毛细水含量高,成球速度快,易成大球,水分对制粒的影响较大;制粒球强度差,干燥脱粉率高,液相生成区间宽,会对烧结料层的透气性产生影响;粒度细使制粒球较致密且易成大球的特性,影响到烧结过程中与CaO的矿化反应,使烧结生成铁酸钙的量减少,以至影响到烧结矿的强度和成品率的提高。     

细粒级铁矿粉对烧结液相和矿结构的影响

利用基础烧结设备检测了细粒级铁矿粉同化速度、流动能力,并通过微型烧结杯模拟料层下部单元点烧结过程的方法来研究配加15%细粒级矿粉的烧结矿结构变化,有效分析了3种细粒级矿粉在烧结时的液相行为及对烧结矿结构和性能的影响。通过比较生产用混匀矿与配加质量分数为15%的A、B、C粉的烧结矿结构表明:A粉有利于减少烧结矿内部孔洞的尺寸,减少核颗粒和液相间较大孔洞的数量,并能促进针铁矿发展;B粉会增加烧结矿内部大孔洞,增加柱状或片状铁酸钙的生成;C粉同化速度慢,液相流动能力差,粘结效果差,会使液相与核颗粒间孔洞尺寸和数量增加。烧结杯试验结果表明:在生产用混匀矿中使用质量分数为15%的A粉,烧结矿的转鼓指数提高2.94%,低温还原粉化指数(RDI)降低3.37%。     

基于无碳烧结的褐铁矿型红土镍矿固结机理研究

为有效降低褐铁矿型红土镍矿烧结碳排放,促进其烧结矿中液相的形成,加强其烧结矿的结构强度,本文采用无碳烧结方法,并基于热力学分析,对该红土镍矿在无碳烧结环境下不同温度、碱度条件的烧结反应机理进行了研究。结果表明：无碳烧结温度对其液相生成量有显著影响;碱度的提高可促进Fe₂O₃进一步熔解进入液相中,铁酸钙类矿物逐步上升,尖晶石类矿物逐渐减少;在碱度高于1.6时,无碳烧结矿随碱度的升高出现了更多的孔洞与裂缝;相同碱度条件下,无碳烧结能够生成足够多的主要液相组分(尖晶石类矿物),其烧结矿微观结构更加紧密。     

不同厚度和不同部位烧结矿质量指标变化规律

通过对700mm、850 mm、1 000 mm三个料层厚度进行相应的石英杯烧结试验,研究得出:随着料层厚度增加,烧结成品率逐渐增加,烧结矿转鼓指数升高,成品烧结矿的粒度组成逐渐变好,烧结固体燃耗降低;但垂直烧结速度显著变慢,烧结利用系数降低。对三个料层厚度进行上、中、下三层的解剖研究结果表明,对于同一解剖层的烧结矿,三个料层厚度下的烧结成品率和转鼓指数大小顺序均为700mm<850 mm<1 000 mm,同一料层厚度的烧结矿转鼓强度指标是上层<下层<中层,平均粒度大小是上层<中层<下层。通过矿相分析得出:同一料层厚度赤铁矿和铁酸钙含量上层<中层<下层,而磁铁矿含量是上层>中层>下层,三个料层厚度的赤铁矿和铁酸钙含量依次是700 mm<850 mm<1 000 mm。     

烧结返矿分布及形成机理研究

烧结料层不同位置、反应条件不同造成烧结矿质量差异,通过对烧结台车不同位置烧结矿进行取样,测试不同位置烧结矿的冶金性能及返矿率,并对不同位置烧结矿微观结构进行分析,探究烧结饼内返矿的分布状况及产生机理.结果表明:沿料层高度方向由上至下烧结矿最终还原度逐渐降低,低温还原粉化指数降低.烧结返矿大部分在烧结料层上部和靠近挡板的边缘产生,只有少部分在中部和下部形成.料层上部烧结矿黏结相主要为铁橄榄石和少量粒状铁酸钙,强度差,返矿率较高,料层中下部黏结相主要以针状铁酸钙和板条状铁酸钙为主,整体矿化较好,返矿率较低.     

微细精矿比例对烧结的影响及强化技术

为了提高国产铁矿石利用价值,要经过反复细磨,导致铁精矿粉粒度超细,对烧结过程及产量、质量指标影响较大。为了使660 m2烧结机高比例配用微细精矿粉,降低烧结原料成本,满足4350 m3高炉的生产需要,进行了试验研究。研究结果表明：随着微细精矿配用比例的提高,烧结料层透气性恶化,烧结液相生成能力减弱,铁酸钙生成量减小。为此,在优化熔剂结构及燃料粒度的基础上,进行了预成核技术开发应用,将部分精矿粉预先制成制粒核,减少物料中黏附粉的量,以强化物料制粒效果和成矿反应,使烧结矿结构改善。     

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。     

厚料层烧结高度方向均质性研究

经对某钢铁企业厚料层烧结矿进行4次取样分析,对上下层烧结矿成分和性能的差异进行了研究.结果表明,厚料层烧结矿上、中、下层成分偏析较大,其中碱度、FeO含量层次变化的规律性较强;烧结矿平均粒度和转鼓强度呈下层＞中层＞上层的分布,上层烧结矿转鼓强度比中下层低10％左右;上层烧结矿铁酸钙数量相对中层和下层较少,下层铁酸钙数量比中层略低;中层烧结矿还原性最好,达到89.25％,比上层和下层分别高出3.41％和2.76％;上层RDI+3.15为85.73％,比中层和下层分别低6.72％和8.84％.料层高度方向烧结矿碱度和FeO含量的差异超过了合理偏析,对烧结矿综合性能不利.工业试验表明:将石灰石粒度＞3 mm比例由20.0％增加到35.0％,能有效提高烧结矿综合性能.     

基于相图分析铁酸钙流动性及烧结矿强度

 摘 要： 铁酸钙黏结相的流动性是维持烧结矿强度的重要因素。由于铁酸钙黏结相没有固定组成，首先根据相图获得不同成分铁酸钙黏结相的熔点和液相量，在不同SiO2质量分数条件下，通过试验分析了流动性与熔点和液相量的关系。结果表明，不同SiO2质量分数的矿石获得最佳流动性的铁酸钙成分和碱度不同；铁酸钙流动性与其熔点呈反比，与其液相量呈正比。在此基础上，通过烧结杯试验考察了不同SiO2质量分数矿石黏结相流动性对烧结强度的影响规律和作用机理。烧结杯试验结果表明，w（SiO2）等于4.30%的铁矿石在碱度为1.8～2.2时，烧结矿强度都比较高；而w（SiO2）等于12.42%的铁矿石在碱度为2.0时处于最高值，过高或过低都会使烧结矿强度明显下降。其根本原因是由热力学性质决定的，低SiO2矿石的液相区间较宽，高SiO2矿石的液相区间较窄，烧结生产中不建议使用高硅矿石。研究结果可为评价黏结相流动性和新矿种的应用提供理论指导。     

基于熔剂性生球的复合造块工艺处理钒钛磁铁矿

摘要：复合造块工艺是处理低品位复杂共生矿的重要途径之一,传统复合造块工艺一般为高碱度基体料配加酸性生球。实验研究了配加熔剂性生球的复合造块工艺处理钒钛磁铁矿,将烧结用生石灰细磨后加入钒钛磁铁矿精粉制备熔剂性生球,生球碱度控制在0.6～1.2,烧结料综合碱度为1.76。研究结果表明,随熔剂性生球碱度增加,生球强度增加,混合料料层透气性改善,烧结矿成品率增加。将烧结用焦粉细磨后加入钒钛磁铁矿制备含碳生球,焦粉加入量应控制在04%(质量分数)左右。当生球碱度为09时,烧结矿转鼓强度最高。分析结果表明,随着烧结料中熔剂性生球碱度增加,成品烧结矿中球团在基体中的嵌入程度更高,球团与基体边界逐渐变窄,边界处复合铁酸钙和硅酸盐含量增加,并有少量钙钛矿生成。     

高铁低硅烧结技术研究

高铁低硅烧结矿固结机理与普通高碱度烧结矿不同,它是铁酸钙液相固结与铁氧化物再结晶或重结晶固相固结并存.采用一整套与高铁低硅烧结矿相适应的技术,如理想的碱度制度、合理的料层高度、较低的配碳量、添加优质活性石灰及调整烧结矿中的MgO和Al2O3等,在保证利用系数的情况下,获得了高强度、高还原性的烧结矿.