高铬型钒钛铁精矿金属化球团的物化性能

高铬型钒钛铁精矿煤基直接还原-电炉熔分新工艺是实现铁、钒、钛和铬元素综合利用最有前景的非高炉冶炼工艺之一,而金属化球团的物化性能与后续电炉熔分工艺能否顺行密切相关。采用煤基直接还原工艺,研究了还原温度、还原时间、煤矿质量比和二元碱度对高铬型钒钛铁精矿金属化球团的物相组成、金属化率、残碳量、电阻率和抗压强度等物化性能的影响规律。试验结果表明,提高还原温度和延长还原时间均有利于磁铁矿和钛铁矿分别被还原为金属铁和黑钛石,而较高的煤矿质量比和二元碱度对还原过程不利;金属化球团电阻率的大小依赖于金属化球团的物相组成、不同物相组成的含量及各个物相之间的结合形式;金属化球团的金属化率与电阻率呈现较为明显的负相关,但是随着金属化率的提高,负相关的程度有所降低;在金属化率大于90%时,电阻率均小于0.5Ω/cm;金属铁的生成量和金属铁晶粒之间的连接作用是影响金属化球团抗压强度的关键因素,提高还原温度和延长还原时间有助于金属化球团抗压强度的提高,而随着煤矿质量比和二元碱度的提高,金属化球团的抗压强度降低。在还原温度为1 300℃、还原时间为35 min、煤矿质量比为25∶100、二元碱度为0.13的条件下...     

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析

通过单因素试验考察了熔分温度、熔分时间和球团碱度对钒钛磁铁矿金属化球团熔分效果的影响,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的渣系三元相图,并结合XRD分析了熔分渣系特点,解释钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分过程。结果表明,适当提高熔分温度、熔分时间和球团碱度有利于渣铁分离,但球团碱度超过1.0后,由于三元渣系组成移动到了高温区,使熔渣熔化性温度升高;熔分时间超过40min后,渣系中TiN逐渐增多,增加了熔渣的黏度,不利于渣铁分离。金属化球团熔分还原的最优条件为熔分温度1 550℃、球团碱度R=1.0、熔分时间40min。     

转底炉用含碳球团制备及生产工艺优化

转底炉直接还原工艺是目前处理含铁锌尘泥工艺的典型代表,能充分利用钢铁尘泥中的铁、碳和锌等物质,生产的金属化球团可返回炼铁/炼钢生产工序,同时可回收氧化锌粉等高附加值资源,成为钢铁企业含铁尘泥处理技术发展的趋势之一。基于某钢铁企业转底炉生产情况,从含碳球团的成型工艺参数及还原焙烧制度等方面进行分析与优化,以期为转底炉处理含铁尘泥工艺的推广和改进提供参考。揭示了压球工艺参数如水分、辊速和压力等对含碳球团的成球性及强度的影响规律,结果表明,3个参数相互作用、紧密相关,建议混合料压球水分、辊轮转速和辊轮压力分别控制为14%、6.0 r/min和2.5×10⁴ N/cm,此时原料的成球性能和球团强度等综合性能最佳;探究了焙烧温度、焙烧时间及摆放位置对金属化球团强度性能、金属化率及脱锌率的影响,结果表明,适当提高焙烧温度和延长焙烧时间使得金属铁连晶增加、渣相填充铁连晶间的孔隙,且金属铁相、浮氏体及渣相连结增强,可提高金属化球团的强度。其中焙烧温度对改善球团微观结构并提高球团抗压强度的作用最为显著,建议焙烧温度设定为1 275℃、焙烧时间设定为25 min;摆放方式对还原后球团...     

冶金含铁尘泥复合球团直接还原试验研究

以酒钢高炉瓦斯灰、转炉OG泥、转炉二次除尘灰和自产铁精矿为主要含铁原料制备复合球团开展直接还原试验。通过利用马弗炉模拟平铺料式隧道窑焙烧过程开展基础性试验研究,考察焙烧温度、焙烧时间、球团配比等条件对金属化球团金属化率、抗压强度的影响,结果表明:金属化球团金属化率和抗压强度指标均随焙烧温度的提高和焙烧时间的延长而升高,综合考虑金属化率和抗压强度指标,球团在焙烧温度1 200℃、焙烧时间100 min时是比较适宜的;不同瓦斯灰配入量条件下试验结果表明,球团金属化率随瓦斯灰配入量的增加而升高,抗压强度随瓦斯灰配入量的增加而降低。在此基础上,利用30 m平铺料式隧道窑装置开展了直接还原半工业验证试验,最终取得金属化球团铁品位73.51%、金属化率88.76%、抗压强度平均2 328 N、脱锌率95.10%的试验指标,金属化球团抗压强度等各项指标均满足酒钢高炉或转炉用料要求,说明通过平铺料式隧道窑处理冶金含铁尘泥复合球团在技术上是可行的。     

球团配含铁尘泥的实验研究

钢铁企业在钢铁生产过程中不可避免的产生许多以铁为主要成分的含铁尘泥。本文对不同含铁尘泥进行理化性能分析,并就使用磁铁矿粉配加含铁尘泥生产球团进行了试验性研究。试验结果表明:随着含铁尘泥配比的降低,生球抗压强度、落下次数和焙烧球团抗压强度均有所改善;使用磁铁矿粉配加10%的含铁尘泥,焙烧球团抗压强度可以达到2 500 N/个以上;含铁尘泥配比在15%时,降低含碳尘泥的配比,可以有效提高焙烧球团抗压强度。     

镁质熔剂性球团抗压强度变化规律及机理研究

研究了碱度对镁质熔剂性球团抗压强度的影响,并基于孔结构及显微形貌分析了抗压强度变化的原因,建立了孔隙率与抗压强度之间的关系。结果表明:随着碱度的提高,镁质熔剂性球团的抗压强度先升高后降低,并在碱度为1.0时达到最大值为2 598 N。强度变化的主要原因为随着碱度的提高,孔径变大且逐渐均匀化,液相含量逐渐提高,而孔径过大和液相量过多则导致抗压强度降低;同时,在微裂纹理论基础上,阐明了镁质熔剂性球团的孔隙率与抗压强度之间关系。     

钙质熔剂对熔剂性球团矿强度的影响

近年来受环境保护政策的影响，熔剂性球团的相关技术开发得到普遍关注。以石灰石和生石灰为钙质熔剂，系统研究了熔剂种类及其添加量对生球、预热球团和成品球团抗压强度的影响规律与作用机理。试验结果表明，无论是采用石灰石熔剂还是生石灰熔剂，生球抗压强度均随着碱度的增加先升高后降低，当碱度R=1.0时抗压强度最高；预热球团的抗压强度均随碱度的增加而降低，延长预热时间与提高温度能提高预热球团的抗压强度。焙烧温度为1 200℃时，成品球团抗压强度随碱度的升高而下降，碱度由0.06(无碱性熔剂，自然碱度)增加至2.0,石灰石球团和生石灰球团的抗压强度由2 212 N/个分别降低至1 070 N/个和1 010 N/个；焙烧温度为1 250℃时，成品球团抗压强度随碱度的升高而先升高后降低，在碱度R=0.5时达到峰值。本试验条件下，熔剂性球团的最佳碱度为0.5、焙烧温度为1 250℃、焙烧时间为20 min。碳酸盐分解产生的CO₂比消石灰(生石灰消化形成)分解产生的H₂O在焙烧过程中对球团内部结构造成的不利影响更大，因此生石灰作为熔剂性球团的钙质熔剂效果更好。研究内...     

红土镍矿选择性还原-熔分制备镍铁合金

以硅镁型红土镍矿为原料,采用金属化焙烧-熔分工艺,通过正交试验制备金属化球团,将所得金属化球团在1500℃条件下熔融分离30 min提取镍铁合金,考察影响因素对实验结果的影响.结果表明:在选择性还原制备金属化球团过程中,对金属化率的影响程度从大到小的因素依次是C/O摩尔比、焙烧温度、焙烧时间和碱度;实验可获得镍品位19%的镍铁合金;在碱度为0.8-1.2范围内,S和P分配比随着碱度的升高而增大.利用X射线衍射和扫描电镜对金属化球团及熔融分离出的渣进行微观分析,发现加入的石灰石与复杂矿相反应可释放出简单镍氧化物和铁氧化物,促进还原反应的进行,当石灰石不足时,少量铁以Fe3+的形式存在于铁金属化率70%的金属化球团中.      

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.     

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验研究

在实验室条件下对钒钛磁铁矿金属化球团的熔分进行了研究,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的三元渣相图,并考察了熔分温度、熔分时间、球团碱度对熔分效果、铁回收率和最大粒铁质量的影响。结果表明,适当的升高熔分温度可以有效提高铁回收率和渣铁分离效果;随球团碱度的增加,铁回收率呈现先升高后降低的趋势;熔分时间超过40 min后,铁回收率出现了略微的降低。当熔分温度为1 550℃,球团碱度为1.0,熔分时间为40 min时,铁回收率达到了93.17%,最大粒铁质量达到了24.16 g,渣铁分离效果良好。     

Influences of Technological Parameters on Smelting-separation Process for Metallized Pellets of Vanadium-bearing Titanomagnetite Concentrates

The smelting-separation process for metallized pellets of vanadium-bearing titanomagnetite concentrates was studied.The influences of smelting temperature,smelting time,and the basicity of the metallized pellet on vana-dium and iron recovery were investigated.The characteristics of titanium slag were analyzed using X-ray diffraction, energy dispersive spectroscopy,and mineralographic microscopic analysis.The results demonstrate that appropriate increases in smelting temperature and smelting time can improve the vanadium and iron recovery from metallized pel-lets and are beneficial for the slag-iron separation.Although increasing the basicity of the metallized pellet can consid-erably improve the vanadium and iron recovery,the TiO2 grade of titanium slag was decreased.Under the optimal conditions,90·17% of vanadium and 92·98% of iron in the metallized pellet were recovered,and the TiO2 grade of titanium slag was 55·01%.It was found that anosovite,augite,spinel,glassiness,and metallic iron were the main mineral phases of the titanium slag.     

链箅机-回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验

在实验室研究的基础上,开展了链箅机-回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验.结果表明,生产二元碱度(CaO/SiO2)为1.0左右的球团矿时,与酸性球团矿生产工艺相比,将预热段温度提高30℃左右,回转窑窑头温度降低10℃左右,链箅机的机速降低0.3m/min左右,成品球团矿的抗压强度可达到或稍高于酸性球团矿.碱性球团的还原膨...     

碱度对镁质熔剂性球团性能的影响

 为改善镁质熔剂性球团矿质量,以唐钢铁精粉为原料,进行了造球焙烧试验,研究了碱度对镁质熔剂性球团质量的影响,并结合矿相结构进行了分析。结果表明,随着碱度的升高,生球强度呈略微降低趋势,爆裂温度整体呈降低趋势,碱度高于1.2时,爆裂温度急剧下降;球团抗压强度呈升高趋势,但当碱度高于1.2时,抗压强度急剧下降;低温还原粉化性能变化不大,基本为90%以上;球团软化开始温度整体呈升高趋势。随着碱度增加,铁酸钙质量分数增加,晶粒长大,气孔率呈先降低后增加的趋势;球团黏结率呈增加趋势,碱度每提高0.1,黏结率增加1.4%。     

钒钛磁铁矿金属化球团固结机理研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,研究了钒钛磁铁矿金属化球团的固结机理。讨论了配碳量(C/O)、还原温度、还原时间对球团金属化率和抗压强度的影响,确定了金属化球团的固结机理。研究发现:钒钛磁铁矿金属化球团的抗压强度主要与金属铁相的数量和形态以及金属化球团内孔隙的大小有关;金属化球团孔隙的大小主要取决于配碳量高低和脉石所形成的渣相对金属化球团内部孔隙的填充状态;金属铁相的数量和形态则取决于金属化球团的还原程度。随着还原温度升高和还原时间延长,金属化球团内部金属铁相密集度增加,渣相流动性改善,从而导致金属化球团孔隙减少且变小,球团强度增加。     

碱度及焙烧温度对球团矿抗压强度影响的研究

采用唐山本地磁铁矿及高钙粉混合造球,配合X-射线衍射分析、高温综合热分析等测试手段,同时运用Fact Sage热力学模拟,探究碱度及温度变化对球团矿抗压强度的影响规律。结果表明:随着碱度的增加,球团矿抗压强度呈先上升后下降的趋势,且在碱度为1.0,焙烧温度控制在1 250℃时焙烧球团矿抗压强度达到最大。适量的液相有助于Fe3+迁移,赤铁矿结晶良好,球团矿抗压强度较大;过量的液相阻碍Fe3+迁移,赤铁矿与赤铁矿之间的再结晶受到限制,球团矿抗压强度降低。     

Reduction of Pyrite Cinder Pellets Mixed with Coal Powder

Direct reduction of pyrite cinder in a rotary hearth furnace(RHF)was studied under the condition of laboratory simulation.Effects of reduction temperature,reduction time,molar ratio of carbon to oxygen,and CaO addition on metallization rate as well as compressive strength of the pellets after reduction were discussed.The results showed that the metallization rate and compressive strength were 93.9% and 2160Nper pellet respectively under the conditions of the reduction temperature of 1200℃,the reduction time of 16min,and the molar ratio of carbon to oxygen(xC/xO)of 1.0;adding 2.5% CaO was beneficial to sulfur enrichment in slag phase of pellet,and metallization rate increased slightly while compressive strength decreased.     

SiO_2对镁质酸性球团性能的影响

为了改善镁质酸性球团矿质量,以唐钢提供的矿粉为原料,通过改变矿粉1、矿粉2的配比,调整SiO_2含量,研究SiO_2对镁质酸性球团性能的影响。结果表明:随着SiO_2含量的升高,矿粉1配比逐渐较少,矿粉2和高镁粉配比逐渐增加,成球率、生球强度变化不大,生球爆裂温度由638℃逐渐降低,并在SiO2的质量分数为6.5%时达到570℃,然后趋于平缓;球团抗压强度整体呈现下降的趋势,变化范围为2 853~2 377N/个,SiO_2质量分数每提高0.1%,抗压强度降低22.72N/个;软化开始温度呈下降的趋势,软化区间变化不大,维持在31~42℃;赤铁矿晶粒不易长大,晶键有变细的趋势且有明显的石英和玻璃质出现,导致球团矿性能变差。     

酸性含钛炉渣泡沫化问题的研究

为解决攀钢熔分深还原电炉冶炼钒钛磁铁矿金属化球团过程中出现的泡沫化严重的问题,采取提高炉渣二元碱度、控制金属化球团w(FeO)和残碳量、减少低温电炉加料量等措施,使炉内泡沫化严重的现象得到控制,保证了冶炼过程的连续进行。同时钒还原率提高了13%,冶炼时间缩短了45min。