球团矿还原膨胀率影响因素分析

球团矿在还原时易发生异常膨胀，这是制约其在高炉中大量使用的重要因素，为此主要研究了不同SiO₂含量、碱金属含量和焙烧温度对还原膨胀率的影响，以寻找球团矿还原膨胀率较低时的最佳成分含量以及热工制度。结果表明，球团矿还原膨胀率随SiO₂含量的升高而降低，SiO₂质量分数为5.0%时，还原膨胀率只有11.39%;SiO₂质量分数降到1.8%时，还原膨胀率则提高到了60.67%。碱金属对还原膨胀率而言为不利因素，碱金属质量分数达到1.680%时，球团矿还原膨胀率显著升高到61.08%;碱金属质量分数仅为0.045%时，球团矿还原膨胀率为13.62%。还原膨胀率随着焙烧温度的升高呈先减小后增大的趋势，当焙烧温度为1 260℃时，还原膨胀率达到最低，为11.35%。研究结果对降低球团矿还原膨胀率、保持高炉内炉料稳定和透气性具有一定意义。     

唐钢带式焙烧工艺生产熔剂性球团矿

球团矿具有铁品位高、冶金性能优良、粒度均匀、冷态强度高、冶炼过程渣铁比低和燃料比低等特点。随着球团矿入炉比例的提升、环保要求的不断提高，带式焙烧机以其大型化、自动化、集约化、低能耗等特点成为球团生产线的首选。本文基于唐钢自身铁精粉中MgO、TiO₂含量高的资源状况，分析了MgO、TiO₂含量对熔剂性球团矿熔滴性能、低温还原粉化指标、转鼓指数、抗压强度、膨胀指数、筛分指数等指标的影响。结果表明，在膨润土配比0.6%、SiO₂ 3.0%～3.20%,熔剂性球团矿碱度1.2,且TiO₂含量为0.6%时，MgO含量从1.5%提高至2.1%,球团矿抗压强度变化不大，膨胀指数略有降低，低温还原粉化率(RDI_{+6.3 mm})明显提高；在相同生产条件下，熔剂性球团矿中MgO含量为1.5%时，TiO₂含量从0.2%提高至0.9%,球团矿转鼓指数、筛分指数变化不明显，抗压强度略有下降，膨胀指数略有提高，低温还原粉化率明显下降。通过采取优化配矿结构，唐钢3座3 000 m     

SG带式焙烧机镁质球团矿的生产应用

为满足高炉对镁质熔剂球团矿的质量要求,SG带式焙烧机进行轻烧镁粉、轻烧白云石及二者混合(按一定配比)添加的3种镁质熔剂添加方案工业试验。试验结果表明,添加轻烧白云石可以提高生球强度。采用轻烧镁粉和轻烧白云石按1∶3的添加方案,当该方案球团矿MgO质量分数为1.58%时,平均抗压强度为2 245 N/个,还原度为75.36%,还原膨胀率为14.37%及低温还原粉化率(RDI_+3.15)为96.79%,其综合冶金性能优于其他方案球团矿,并符合高炉对镁质熔剂球团矿的抗压强度和冶金性能要求。     

用含碳球团矿生产的直接还原铁的特性

关于含碳球团矿人们已经进行了大量研究,但由于含碳球团矿的强度较低,至今未能在高炉炼铁生产中应用。隧道窑直接还原生产工艺对原料的强度要求不高,如果用自还原性能较好的含碳球团矿作为隧道窑直接还原工艺的原料,代替原来的环状分装工艺生     

莱钢高炉解剖软熔带含铁炉料特性分析

基于莱钢2007年120 m3生产高炉科学解剖研究内容,系统分析了含铁炉料在软熔带位置物化属性。结果表明,高炉软熔带呈不规则倒V形分布,软熔层矿石还原度由低温侧向高温侧逐渐增加,其中烧结矿的还原度由40%~70%增加至80%~95%,球团矿的还原度由40%~50%增加至70%。软熔层低温侧烧结矿金属化率为20%~45%,球团矿的金属化率为10%~20%,在高温侧烧结矿的金属化率为70%~95%,球团矿的金属化率约为50%~70%。含铁炉料在软熔带区域发生了剧烈的还原反应,其中烧结矿金属化率增加的幅度大于球团矿的主要原因为烧结矿的还原性好于球团矿的还原性。矿相分析表明软熔带中球团矿已没有Fe₂O₃、Fe₃O₄存在,铁主要以FeO和金属铁存在,在软熔带区域存在被还原生成中空的铁壳球团矿。     

复合镁质添加剂对球团生产影响的试验分析

球团矿作为一种优质的高炉炼铁原料,其配比不断增加。试验采用复合镁质添加剂代替膨润土,提高球团矿中的MgO含量,考察其对生球质量和球团冶金性能的影响规律和作用机理。试验结果表明,采用复合镁质添加剂代替膨润土后,生球抗压强度略有降低,落下次数变化不大,爆裂温度均高于600 ℃;球团矿的低温还原粉化指数(RDI_+3.15)变化不大,均高于92%,完全能够满足高炉冶炼要求;还原度和还原膨胀性能显著提高,MgO质量分数由0.2%增加到2.0%,球团矿还原度RI由67.58%增加至91.47%,还原膨胀指数RSI由23.51%降低至19.25%。为高炉优化炉料结构、进一步增加球团矿的配比提供支撑。     

冷固球团矿热态强度变化规律的研究

西方研究了几种铁精球团矿在煤基回转窑直接还原过程中热态强度变化规律。结果表明：添加“复合粘结剂”铁精矿冷固球团矿在还原过程中抗压强度下降幅度和强度低谷区宽度上于预热球团矿，水泥冷固球团矿和氧化才矿，其热态强度能满足工业生产加转窑的要求，适于做回转窑直接还原炉料。     

巴西图巴朗球团厂球团矿主要指标

巴西图巴朗球团厂有两台带式焙烧机,面积分别为278和430m~2,球团矿主要供高炉和直接还原使用,高炉球团矿的主要特性为:化学成分:TFe66.67%,SiO_22.06%,Al_2O_3     

球团矿化学成分控制现状及展望

 综述了近年来国内外高炉球团矿使用比例的现状,分析了球团矿化学成分控制以及不同化学成分对球团矿冶金性能的影响。分析表明,多数国内钢铁企业球团矿TFe的质量分数较低,SiO₂质量分数较高且差异较大。不同企业球团矿Al₂O₃和FeO的质量分数不同。应控制球团矿中SiO₂、Al₂O₃和FeO的质量分数。随着CaO和MgO质量分数的提高,球团矿抗压强度均降低。适宜质量分数的CaO有利于改善球团矿的还原膨胀性能。随着MgO质量分数的提高,球团矿的还原膨胀性和软熔滴落性能均变好。高炉炉料结构采用低MgO烧结矿、酸性球团矿和镁质球团相结合,可以充分发挥球团矿的冶炼优势,实现球团矿入炉比例的提高。MgO和CaO在球团矿焙烧过程中的作用机理,以及如何控制镁质球团中的液相含量以提高球团矿的抗压强度等需要进一步深入研究。     

低硅含镁球团矿还原行为研究

本文研究了低硅含镁球团矿在900℃,CO气氛下的还原过程,并通过X射线衍射仪(XRD)和矿相显微镜测定了球团矿在不同还原度时的物相组成和显微形貌。研究结果表明:Fe_2O_3的还原顺序为Fe_2O_3→Fe_3O_4→FeO→Fe,当还原度由0%增加到10%时,Fe_2O_3被还原成Fe_3O_4,且球团矿由外向内均匀还原;当还原度由10%增加到50%时,Fe_3O_4被还原成FeO,并出现还原聚集现象,其原因是球团矿内部孔隙分布不均匀;此后大多数FeO还原为金属Fe。MgFe_2O_4的还原顺序为:MgFe_2O_4→Mg_(0.239)Fe_(0.761)O→Mg_(0.64)Fe_(2.36)O_4→Fe,其还原反应从球团矿还原度为30%时开始,主要原因是MgFe_2O_4较Fe_2O_3难还原。采用未反应核模型对球团矿还原过程进行动力学分析,得到球团矿在还原前期受界面化学反应控速,还原后期既不受混合控速也不受扩散控速。     

低硅含镁球团矿抗压强度及冶金性能

提高入炉原料品位降低硅含量,改善冶金性能是高炉精料的主要方向。研究了低硅球团矿的还原膨胀率及MgO对低硅球团矿抗压强度和冶金性能的影响。研究结果显示,低硅球团矿虽然具有品位高,脉石含量低等优点,但随着SiO2含量的降低球团矿还原膨胀率恶化,影响高炉冶炼。低硅球团配加含镁添加剂可以有效控制还原膨胀率,同时改善球团矿的还原度和熔滴性能。球团矿SiO2的质量分数低于2%时,还原膨胀率在60%以上;当MgO的质量分数提高到2.15%以上时,还原膨胀率能降到20%以下,但随着MgO含量的增加低硅球团矿抗压强度下降,需要提高焙烧温度,才能形成稳定的铁酸镁,改善抗压强度。MgO的质量分数为2.15%时,焙烧温度要提高到1 270℃,MgO的质量分数超过2.8%以上时,焙烧温度需要提高到1 300℃。     

MgO添加方式对镁质球团矿的影响

 为了获得优质镁质球团矿,在添加0.7%新型复合黏结剂的条件下进行了MgO添加方式(菱镁石粉、轻烧镁粉)对造球过程、氧化焙烧及冶金性能影响的试验研究。结果表明,复合黏结剂改善了生球指标、提高了球团矿铁品位,球团矿中w(TFe+MgO)质量分数提高0.65%;当w(MgO)/w(SiO₂)为0.14～0.24时,球团矿添加菱镁石粉改善了生球落下强度、提高了球团矿还原性,MgO添加方式对抗压强度的影响很小,球团矿添加菱镁石粉、轻烧镁粉都降低了还原膨胀率,改善了低温还原粉化指标、熔滴性能。     

改善高炉球团矿还原性技术措施

球团矿作为高炉炼铁的主要原料,其冶金性能的好坏对高炉炼铁影响较大,并且对高炉提产降耗发挥着重要作用。一般高炉要求球团矿还原度60%,而河钢宣钢球团矿还原度在55%～58%,与先进企业相比存在一定差距。从原料、设备、工艺参数等方面进行梳理,针对系统存在的问题制定了整改措施,并逐项落实。2018年球团矿还原度明显改善,为高炉指标优化提供了良好的原料条件。     

鞍钢炉料冶金性能动态热模拟试验研究

按球团矿在鞍钢2 580 m3高炉内不同高度位置的温度条件、气氛及停留时间,在实验室动态模拟了炉料在高炉内的升温还原变化过程。通过球团升温还原膨胀试验、不同温度下恒温还原试验和900℃标准检测结果对比分析,得出了在高炉条件下的还原膨胀率低于检验标准的900℃膨胀率;鞍钢球团矿还原膨胀在正常范围内,但对弓一球团还原膨胀也应引起重视。鞍钢高炉使用酸性球团矿的配比在20%~30%时,熔滴性能相差不大。高炉使用球团矿比例由25%提高到30%后,炉况波动的主要原因不在于球团矿比例增加。通过生产一定镁或钙含量的球团均可降低球团矿还原膨胀及改善熔滴性能,从而可提高球团矿使用比例。     

富氢气氛下不同含铁炉料的还原行为

 高炉低碳富氢冶炼技术如高炉喷吹煤粉、富氢燃料等会导致炉内炉腹煤气中氢气体积分数增加,为探究富氢对高炉上部炉料的影响,对富氢条件下不同含铁炉料的还原行为进行了试验研究。粉化试验结果表明,在20%H₂(体积分数)条件下,块矿和烧结矿的粉化率明显改善,RDI_{>3.15 mm}分别增加了11.08%和30.23%,同时富氢条件有利于含铁炉料粒度的均匀化。还原试验结果表明,在CO体积分数不变、改变H₂加入量条件下,球团矿和烧结矿还原度最高时的H₂体积分数为25%,块矿H₂体积分数则为10%。在保持(CO+H₂)体积分数30%不变、改变H₂加入量时,当H₂体积分数超过20%时,各含铁炉料的还原度均超过90%。扫描电镜分析结果表明,还原后的块矿明显生成渣相和铁相,球团矿出现良好的赤铁矿和磁铁矿相,烧结矿则呈“针状铁酸钙相-磁铁矿相-铁相”分层现象。     

配加蒙古精矿对球团矿性能的影响

对蒙古精矿在包钢624 m2带式球团的合理利用进行了全面研究。研究表明,随着蒙古精矿配比增加,球团矿品位提高,还原膨胀率增加,当配比小于20%时,还原膨胀率小于20.0%,主要是由于还原后球团矿矿物组成中析出大量金属铁,在浮氏体(FexO)转变为铁的阶段,铁晶粒自浮士体表面向外长出晶须,晶须的生长让晶粒产生位移或晶粒开裂,导致球团结构疏松发生膨胀。通过添加适量矽石,可显著降低球团还原膨胀率,当配加30%～50%的蒙古精矿时,可通过添加1.0%～2.0%的矽石,将球团还原膨胀率降低至20%以内,球团矿质量满足高炉冶炼生产要求。     

MgO、TiO2对镁质钒钛球团矿综合冶金性能的影响

 以球团厂实际配矿为基础,选取铁矿粉OA、OB、OC和OD,以膨润土作为黏结剂进行试验分析MgO和TiO2对镁质钒钛球团矿冶金性能的影响,并得出合适的TiO2质量分数和MgO质量分数,为生产镁质钒钛磁铁矿球团提供理论依据。结果表明,当[w(MgO)]从1.25%升高到2.34%,球团矿抗压强度从2 511降低到2 453 N/P,还原膨胀指数降低了13.17%;当[w(TiO2)]从3.97%升高到5.07%,球团矿抗压强度从2 511降低到2 383 N/P,还原膨胀指数略有下降,影响较小。球团矿中的[w(MgO)]从1.32%升高到2.38%,球团矿的熔融温度区间降低了40%,改善了其熔滴性能,但MgO固溶体等难还原矿物降低了球团的还原度指数。球团矿综合冶金性能最优的配比参数（质量分数）为OA矿粉50%、OB矿粉21%、OC矿粉10%、OD矿粉19%和膨润土1.8%。     

FMO球团矿厂的建设和经营

该工厂球团矿的产量随着市场产化，满足直接还原生产和高炉冶炼的需要。现代化的球团矿厂的成功投产是该决策的另一组成部分。ＦＭＯ球团矿厂同奥里诺科黑色冶金公司球团矿厂的球团矿产量将左右着委内瑞拉圭亚那地区的直接还原产业。     

气基竖炉直接还原球团技术的发展

论述了球团矿质量对气基竖炉直接还原生产和DRI质量的影响以及DRI质量对炼钢生产的影响.介绍了提高气基竖炉直接还原工艺用球团矿质量的技术,包括降低Si02含量、降低粘结趋势、提高还原性和提高大粒度(12.5～16.0 mm)球团比率等措施及其发展.指出若把低TFe、高脉石含量的高炉用球团矿直接用于气基直接还原竖炉,至少应该采用球团涂层技术;如果球团矿脉石含量较高,需要借助工业试验进行综合分析以确定其经济性.     

硫对酸性球团矿高温软熔性能的影响

在荷重还原条件下研究了H_2S气体对7种工业球团矿和一种纯赤铁矿球团高温软熔性能的影响。研究结果表明:含有H_2S的还原气体对球团矿的高温性能会带来不利的影响。例如:在35%CO—65%N_2的混合气体中仅含0.1%的H_2S,尽管它并不影响还原速度,但是由于软化会明显地增加球团矿的收缩速度,通过实验研究发现,FeS能与FeO形成低熔点共晶体液相,这是引起球团矿收缩的主要原因。