MgO对含钾钠氟球团还原膨胀性能的影响

包头铁精矿球团中含有钾、钠、氟等有害元素,造成球团还原异常膨胀.而MgO可有效地降低球团还原膨胀率.采用压团、焙烧、分段还原法(Fe2O3→Fe3O4、Fe3O4→FexO、FexO →Fe),测量铁氧化物各还原阶段的还原膨胀率,采用光学显微镜及SEM观察焙烧试样和还原产物的形貌.研究结果表明,MgO促进了铁酸镁的形成,抑制了氟质量分数低的试样在Fe2O3→Fe3O4阶段的还原膨胀;但MgO抑制了铁酸钙的形成,反而促进了氟质量分数高的试样在Fe2O3→Fe3O4阶段的还原膨胀;MgO对第二阶段还原膨胀率的影响因试样中钾、钠、氟质量分数不同而有所差异;MgO抑制了铁晶须生长,降低了第三阶段的还原膨胀率.     

脉石成分对铁矿球团还原膨胀性能的影响

研究了脉石成分对铁矿球团还原膨胀性能的影响.以纯铁矿物为原料采用压块-焙烧-还原方法进行的研究表明:纯赤铁矿团块的还原膨胀率明显大于纯磁铁矿团块;CaO、SiO2、MgO、Al2O3可显著降低赤铁矿团块的还原膨胀率;SiO2、MgO可在一定程度上降低磁铁矿团块还原膨胀率,CaO、Al2O3则使磁铁矿团块的还原膨胀率增大.在此基础上研究了赤铁精矿为主配加磁铁精矿制备的氧化球团矿的还原膨胀性能,确定了抑制球团矿还原膨胀的适宜添加物及其用量.对CaO导致球团异常膨胀的机理进行了探讨:在浮氏体还原成金属铁的过程中,固溶于铁氧化物晶格中的Ca2 会促进"铁晶须"的生成与发展,导致球团产生异常膨胀.     

MgO对碱金属球团还原膨胀性能的影响

采用压团、焙烧、分步还原(Fe_2O_3→Fe_3O_4,Fe_3O_4→Fe_xO,Fe_xO→Fe)及测定各还原阶段的还原膨胀率的方法来揭示MgO抑制含K、Na碱金属球团还原膨胀的机理。结果表明,随着MgO含量的增加,试样焙烧后磁铁矿或铁酸镁相增加,降低了第一还原阶段的还原膨胀率;含MgO试样焙烧时会生成高熔点渣相,从而抑制第二还原阶段的还原膨胀;MgO的添加抑制了铁晶须的生长,使得第三还原阶段的还原膨胀率降低。     

MgO质量分数对氧化球团性能的影响

 为了改善澳洲某磁铁矿氧化球团的冶金性能,研究了MgO质量分数对其质量的影响。研究结果表明,随着MgO质量分数的提高,生球落下强度和爆裂温度提高,MgO质量分数对生球抗压强度影响较小。随着MgO质量分数提高,预热球团和焙烧球团抗压强度降低,还原度有所改善;提高MgO质量分数可以有效抑制球团的低温还原粉化和球团的还原膨胀,软化开始温度、软化结束温度和滴落温度均有所提高,软熔性能得以改善。这主要是由于提高MgO质量分数,渣相中铁酸镁和钙镁橄榄石质量分数升高,在还原过程中Mg2+与Fe2+发生晶格取代,生成FeO与MgO的固溶体,具有稳定晶格的作用,从而抑制还原膨胀和低温还原粉化。     

球团矿还原膨胀的研究

包头白云鄂博矿碱金属含量高,球团还原膨胀率高,给高炉冶炼带来很大困难。本文使用秘鲁矿和包头矿球团进行了实验。当K_2O含量增至1％时,膨胀率由7.3％增至30.19％。此外,还研究了各种因素对球团还原膨胀率的影响及K_2O对铁矿石还原膨胀的影响。     

添加熔剂对球团矿还原膨胀率的影响

在鞍钢现场的原料条件下,向铁精矿中添加含CaO、MgO等熔剂并研究其对原膨胀率的影响。结果表明:CaO恶化球团的还原膨胀性能,MgO能够很好地降低球团的膨胀率,并随着熔剂配比的增加而降低。当熔剂配比为1%时,镁石球团还原膨胀率指标最低,为11.83%,且比基准球团低1.2%;石灰石球团还原膨胀率指标最高,为14.93%且比基准球团高出1.93%。     

球团矿还原膨胀机理研究概况

介绍了国内外研究球团矿还原膨胀机理的主流观点,并针对分析了影响球团矿膨胀的诸多因素。在综合大量现场研究结果后,探究了含镁添加剂对于球团矿冶金性能的影响。最后,指出了从球团矿还原全过程出发,添加MgO对球团还原膨胀性能影响机理研究的可行性与重要性。对建立特殊矿球团生产新理论具有重要的科学意义。     

MgO对赤铁矿压团还原膨胀性能的影响

为探究MgO对球团还原膨胀性能的影响机理,分阶段还原了添加不同MgO纯试剂的赤铁矿压团(Fe_2O_3→Fe_3O_4、Fe_3O_4→FeO和FeO→Fe三个阶段),同时利用扫描电镜对还原产物进行表征。结果表明,当压团添加MgO含量分别为0%、2%和4%时,在还原第一阶段压团还原膨胀率分别为11.06%、5.63%、3.85%,随着MgO含量的增加压团还原膨胀率逐渐降低。还原第二阶段加入MgO的压团还原膨胀率依然随MgO含量的增加而降低。在还原第三阶段,MgO的添加抑制了铁晶须的生长,添加MgO含量分别为0%、2%和4%时,压团还原膨胀率分别为28.33%、15.21%和10.91%。     

铁矿球团还原膨胀机理及影响因素的研究进展

 铁矿球团在还原过程中通常会伴随体积的膨胀,如果发生异常膨胀或恶性膨胀则会严重妨碍炼铁生产的顺行。开展铁矿球团还原膨胀机理和影响因素研究,有利于制备出低还原膨胀率球团,改善高炉运行状况。从物相转变、铁晶须生长、还原反应速率以及碳沉积等方面归纳了引发铁矿球团还原膨胀的机理。指出了生产工艺制度、熔剂、杂质元素以及还原气氛等因素对球团还原膨胀产生造成的影响,并针对不同影响因素的还原膨胀抑制方法进行了简要评述。     

钒钛磁铁精矿硫酸钠添加球团的氧化钠化

本文研究了钒钛磁铁精矿硫酸钠添加球团氧化焙烧后的最终物相及其形成过程,硫酸钠在焙烧时的变化及其对球团物相组成和构造的影响,由此探讨解决该球团的还原粉化问题。 实验结果和理论分析表明:添加Na_2SO_4的氧化球团最终主要物相是Fe_2O_3SS和Fe_2O_3·TiO_2,后者在高温下溶于前者中,降温时有一部分从前者中析出,添加剂硫酸钠在800℃以后     

K2O和Na2O对高Al2O3炉渣组元活度和MgO含量的影响

 随着高品位铁矿石消耗的加快,资源逐渐趋于贫化,钢铁企业可利用的铁矿石原料逐渐向中低品位原料转变,尤其是高铝铁矿,这类原料的使用无疑会增加高炉渣中Al₂O₃质量分数,影响高炉现有的操作制度。Al₂O₃质量分数为15%～17%的高炉渣,由于Al₂O₃含量高而使高炉渣的冶金性能变差,为了保证高炉渣的冶金性能,必须在其中添加8%左右的MgO。然而,Al₂O₃含量相似的浦项钢铁的高炉渣,其MgO质量分数仅为4%左右,高炉实现了高效、稳定、顺行。因此,从高炉CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO四元渣系的物理化学机理出发,研究了K₂O、Na₂O对高炉渣四元渣系CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO中各组元活度的影响;研究了“渣-气”平衡条件下渣中碱金属氧化物和气体中碱金属的关系;计算了K₂O、Na₂O和MgO对黏度的影响。结果显示,在考虑高炉渣CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO中各组元活度、碱金属在渣-气间的分布和炉渣黏度的情况下,当碱金属氧化物K₂O和Na₂O存在时,可以适当减小MgO含量,并可以保证高炉渣各组元活度及炉渣黏度基本不变。这不仅有助于减少高炉原料中添加含镁熔剂、提高原料品位、高效排碱、降低碱危害、减少碳排放、延长高炉寿命及降低成本,还能促进钢铁企业实现节能减排的目标。     

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。      

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。     

连铸保护渣渣膜矿相结构对不同钢种板坯冶金质量的影响

使用偏光显微镜,系统对比分析了邯郸钢厂超低碳钢SPHC(0.020%~0.055%C,70 mm板坯保护渣/%:33.14SiO₂,3.86Al₂O₃,3.88MgO,31.52CaO,8.27K₂O+Na₂O,7.55F^-1,3.93C)、包晶钢SS400(0.18%~0.22%C,70 mm板坯保护渣/%:29.62SiO₂,4.63Al₂O₃,2.05MgO,35.86CaO,10.43 K₂O+Na₂O,7.55F^-1,3.93C)和Ti微合金钢Q345B(0.15%~0.19C,0.04%~0.05%Ti,260 mm板坯保护渣/%:31.10SiO₂,5.21Al₂O₃,5.07MgO,35.46CaO,6.22K₂O+Na₂O,6.96F^-1,6.96C)对应的渣膜的矿相组成、结晶率和显微结构。结果表明,3种渣膜从铸坯至结晶器侧均呈现"结晶层-玻璃层"交替结构。SPHC钢渣膜有90%~95%的玻璃相,结晶相仅出现少量枪晶石,低结晶率有利于其润滑铸坯;SS400钢渣膜结晶率为55%~60%,析出较多的枪晶石和部分黄长石,有利于控制铸坯传热;Ti微合金钢Q345B渣膜结晶率略高于SS400钢,析出的黄长石、枪晶石和硅灰石能同时满足连铸对其润滑和控制传热的需求,可得到良好的铸坯质量。     

MgO对高碱度高铝烧结矿的影响

 随着钢铁企业高铝铁矿粉使用比例的提高,带来了高炉炉渣黏度增大、渣铁分离困难等一系列问题。采用烧结杯试验,研究了MgO含量增加对高碱度高铝烧结矿经济技术指标、冷强度和冶金性能的影响,采用Nova400 NanoSEM型场发射扫描电子显微镜分析了烧结矿微观结构。试验结果表明,高碱度高铝烧结矿中MgO质量分数从1.72%提高到2.49%时,垂直烧结速度降低4.38 mm/min,利用系数降低0.51 t/(m2·h),低温还原粉化指数增加6.7%;当烧结矿中MgO质量分数为2.11%时,转鼓指数和还原度最高,分别达到61.93%和86.39%;Mg2+主要固溶在磁铁矿晶格中并替代Fe2+,替代的质量分数最高达3.64%,生成的含镁磁铁矿抑制烧结矿降温过程中由Fe₃O₄→Fe₂O₃氧化过程的相变,减少了二次赤铁矿的生成,有利于改善烧结矿的低温还原粉化性能。研究结果可以为改善高碱度高铝烧结矿性能和提高炉渣流动性提供理论指导和参考依据。     

碱金属氧化物对转炉冶炼超低磷钢脱磷效果影响的工业试验

通过15 kg真空感应炉试验得出CaO基脱磷渣系中分别添加Li₂O、CaF₂、Na₂O、K₂O后均有明显的脱磷效果,其中Li₂O含量5%~10%时脱磷效果最佳。120 t顶底复吹转炉双渣操作的工业试验结果表明,脱磷前期在加31.46 kg/t石灰、3.70 kg/t白云石和0.70 kg/t烧结矿的基础上添加13.88 kg/t锂云母矿（/%:56.41SiO_2,3.80FeO,4.50Na₂O,4.17K₂O,3.18Li₂O）较未加锂云母矿的渣料（34.58 kg/t石灰,5.41 kg/t白云石,3.13 kg/t的烧结矿）转炉终点渣氧化性低,转炉半钢的脱磷率和磷平衡分配比的平均值分别是未加锂云母矿的1.67倍和2.81倍,转炉终点的脱磷率和磷平衡分配比的平均值是未加锂云母矿的1.02倍和1.47倍,与未加锂云母矿相比,转炉吹炼终点[P]可由0.009%~0.011%降低到0.005%~0.006%,能够满足超低磷钢生产要求。     

X射线荧光光谱法测定镁质耐火材料及其原料中10种成分

采用熔融制样,建立了镁质耐火材料(制品镁砖等)及其原料(水镁石,原料镁砂等)中MgO、Al₂O₃ 、SiO₂ 、CaO、P₂O₅ 、TiO₂、TFe₂O₃、Na₂O、K₂O、MnO的X射线荧光光谱分析方法。与以往方法相比,增加了Na₂O、K₂O的含量测试,为最终对于MgO的准确测试提供了依据。对高镁样品(MgO含量大于90%)的熔剂体系、样品与熔剂稀释比等方面进行了考察,同时对水镁石、菱镁矿等高烧失量样品的烧失量校正进行了探讨。采用国家标准样品GBW07105和高纯镁砂配制的系列校准样品来建立校准曲线,用经验系数法回归校正共存元素间的吸收增强效应。方法的检出限在0.031%～0.45%之间。对样品进行了精密度试验,各成分的相对标准偏差(RSD,n=10)在0.31%～3.4%之间。对人工合成样品及标准样品进行测试,结果与湿法测定结果吻合。     

优化配矿强化西澳超细粒磁铁精矿球团焙烧研究

进行了西澳超细粒磁铁精矿分别配加国产磁铁精矿和巴西赤铁精矿制备氧化球团矿的实验研究.结果表明,以100%西澳超细磁铁精矿为原料制备氧化球团矿时,球团预热及焙烧性能较差,在预热温度为1050℃、预热时间20 min及焙烧温度1300℃、焙烧时间40 min的条件下,预热球团和焙烧球团矿抗压强度分别为每个502和2313 N.西澳超细粒磁铁精矿配加40%国产磁铁精矿或20%巴西赤铁精矿时,球团适宜预热温度由1050℃分别降低到950和975℃,适宜的焙烧温度由1300℃分别降低到1250和1280℃;而且焙烧球团矿的抗压强度分别提高到每个2746 N和每个2630 N.焙烧球团矿的微观结构研究表明:配加国产磁铁精矿后,焙烧球团矿中Fe₂O₃晶粒发育优良,晶粒间互联程度提高,晶粒粗大,孔隙率低,固结更加紧密.配加20%巴西赤铁精矿时,焙烧球团矿中Fe₂O₃晶粒基本连接成片,Fe₂O₃晶体发育良好.优化配矿是改善西澳超细粒磁铁精矿球团矿预热及焙烧性能的有效途径.      

雾化气流量对ICP-AES测定钾长石中钾、钠、钙、镁、铝、铁和钛的影响

采用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸分解样品,电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定钾长石中CaO、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、K₂O、Na₂O。在选择待测元素的分析谱线及背景校正方式基础上,考察了雾化气流量分别在1.0、 0.6、 0.5、0.4 L/min时对钾、钠、钙、镁、铝、铁、钛等元素的谱线强度、测定结果的精密度以及校准曲线线性影响。当雾化气流量为0.4 L/min和0.5 L/min时各元素测定结果的精密度最好,校准曲线线性相关系数均大于0.999;但雾化气流量为0.5 L/min时各元素谱线强度最高,因此选择雾化气流量为0.5 L/min。根据确定的雾化气流量,用ICP-AES对GBW03116钾长石标准物质中上述6种组分进行测定,测定值与认定值的相对误差(RE)在-3.64%~4.26%之间, RSD(n=11)为0.76%~4.2%。     

碱度和MgO质量分数对球团抗压强度的影响

为研究含镁熔剂性球团的抗压强度,在实验室条件下,研究了焙烧时间、球团矿碱度和MgO质量分数对球团矿抗压强度的影响。试验研究结果表明,膨润土质量分数保持2.0%不变时,含镁熔剂性球团矿碱度(R)为0.80~1.00、MgO质量分数为1.60%~1.80%,焙烧时间为25 min,球团矿的黏结相以Fe₃O₄氧化为Fe₂O₃、然后Fe₂O₃再结晶为主。另外,还有少量的铁酸镁、铁酸钙相,这种球团矿的抗压强度大于2 500 N/个。当含镁熔剂性球团的矿碱度大于1.00,同时,MgO质量分数小于1.60%时,球团矿的黏结相含有大量的玻璃体硅酸盐,使球团矿的抗压强度大大降低。