上厂赤铁矿球团焙烧固结机理的研究(Ⅲ)

本文系在过去研究工作的基础上进一步探讨上厂赤铁矿球团焙烧固结机理。关于赤铁矿球团焙烧固结的机理,国内外书刊记载的系较纯的赤铁矿球团的固结机理,即认为固结是靠赤铁矿的高温(1300℃以上)再结晶。这种看法一直占统治地位。1969年出现批判再结晶理论     

高钛球团焙烧行为及其强化技术

研究了高钛球团的焙烧特征和固结行为.随着TiO₂含量的增加,球团焙烧难度增大,当TiO₂质量分数由10%增加至21%时,高钛球团所需预热时间由12 min延长至26 min以上,焙烧球强度由每个2486 N降低至每个1728 N.高钛球团由于FeTiO₃含量高,导致氧化速度慢、预热球氧化程度低,不利于焙烧固结时钛赤铁矿固溶体晶粒的长大,使得球团固结强度差.通过添加NaOH结合润磨工艺增大颗粒表面能和反应活性,促进了固相扩散,并生成少量低熔点化合物,有利于再结晶过程的扩散迁移,使Ti富集在Fe₂TiO₅中并促进钛赤铁矿晶粒长大,强化了高钛球团焙烧固结,可使预热时间缩短至16 min,球团强度提高至每个2141 N.      

上厂赤铁矿球团焙烧固结机理的研究(Ⅱ)——关于自然碱度球团竖炉焙烧温度的问题

焙烧温度的选择和控制是竖炉焙烧球团生产过程中的重要问题,它直接影响着产品的质量和产量。关于赤铁矿球团的焙烧温度,许多书刊中都指出,必须将球团加热到1300℃或更高的温度才能使球团固结。例如Ridgion的研究报告中就提出赤铁矿球团的焙烧固结温度高达1290℃,仅在此温度以上球团抗压强度才能从0.3公斤/球突然上升到500公斤/球,从而在半工业试验中选择1290～1350℃为焙烧温度范围。但是该报告反映的仅是塞拉利昂纯赤铁矿球团焙烧固结的特殊性,对一般赤铁矿,特别是云南上厂地区的酸性泥质     

承德钒钛磁铁精矿球团氧化固结机理与工艺制度的优化研究

本文采用各种主要分析和鉴定手段,研究了承德钒钛磁铁精矿球团氧化固结机理及氧化动力学;用数学方法,分析了影响球团矿质量的主要因素,并对因素取值进行了优化研究。 研究表明:900℃是承德钒钛磁铁精矿球团氧化动力学限制环节的转折点。因此,铁精矿球团氧化温度不宜高于1000℃;矿粉变细,氧化温度亦应降低。该矿球团氧化固结过程分为三个阶段,即氧化阶段,赤铁矿再结晶固结阶段和有液相参加下的赤铁矿“细粒化”及再结晶长大、晶粒连接成片阶段,球团合理的焙烧温度不得低于1250℃。优化计算得出了获得优质球团矿的最佳工艺参数组合.提出了改进承钢球团矿质量的建议。     

赤铁矿组织的显微力学性能及对球团强度的影响

球团矿的固结方式主要是赤铁矿的固相固结,即通过赤铁矿的再结晶互相连接,使球团具有一定的强度。为了研究赤铁矿形态对球团强度的影响,将球团矿内的赤铁矿按形态分为:大颗粒赤铁矿、互联状小颗粒赤铁矿和赤铁矿与磁铁矿交织结构。研究了2种球团中不同形态赤铁矿的显微硬度和断裂韧性,分析了不同形态赤铁矿的显微力学性能,进而探讨了赤铁矿形态对球团矿强度影响的机理。实验结果表明,大颗粒赤铁矿和赤铁矿与磁铁矿交织结构具有很好的综合显微力学性能。在球团氧化焙烧过程中,应适当增加残存磁铁矿的比例,以增加交织结构在球团矿内的含量;同时尽可能增加赤铁矿再结晶互联时间,以改善赤铁矿的互联状况,促进大颗粒赤铁矿的形成,从而提高球团矿的抗压强度。     

承德钒钛磁铁精矿球团氧化固结机理与工艺制度的优化研究

摘自冶金部钢铁研究总院研究生张增瑞的硕士学位论文,导师:傅松龄高级工程师、卢武林高级工程师。 本文采用各种主要分析和鉴定手段,研究了承德钒钛磁铁精矿球团氧化固结机理及氧化动力学;用数学方法,分析了影响球团矿质量的主要因素,并对因素取值进行了优化研究。 研究表明:900℃是承德钒钛磁铁精矿球团氧化动力学限制环节的转折点。因此,铁精矿球团氧化温度不宜高于1000℃:矿粉变细,氧化温度亦应降低。该矿球团氧化固结过程分为三个阶段,即氧化阶段,赤铁矿再结晶固结阶段和有液相参加下的赤铁矿“细粒化”及再结晶长大、晶粒连接成片阶段,球     

赤磁混合铁精矿球团焙烧固结机理研究

综合运用光学显微镜和显微图像分析仪等测试仪器和手段,对不同预热和焙烧条件下,巴西赤铁精矿与云南省内磁铁精矿搭配使用时氧化球团的矿物组成、显微结构以及焙烧固结机理进行了重点研究。研究结果表明,无论是在预热阶段还是在焙烧阶段,由于磁铁矿氧化生成的新生Fe2O3活性较赤铁矿颗粒中的原生Fe2O3活性高,磁铁矿的存在能够促进颗粒间Fe2O3再结晶的形成。因此,在赤铁精矿中适量配加磁铁精矿生产氧化球团,有利于降低预热焙烧温度,提高球团矿质量。     

赤磁混合铁精矿球团焙烧固结机理

综合运用光学显微镜和显微图像分析仪等测试仪器和手段,对不同预热和焙烧条件下,巴西赤铁精矿与云南省内磁铁精矿搭配使用时氧化球团的矿物组成、显微结构以及焙烧固结机理进行了重点研究。研究结果表明,无论在预热阶段还是焙烧阶段,由于磁铁矿氧化生成的新生Fe2O3活性较赤铁矿颗粒中的原生Fe2O3活性高,能够促进颗粒间Fe2O3再结晶的形成。因此,在赤铁精矿中适量配加磁铁精矿生产氧化球团,有利于降低预热焙烧温度,提高球团矿质量。     

内配碳赤铁矿球团固结机理研究

以赤铁矿为原料,添加适量的固体燃料可以提高球团矿强度,大幅度降低焙烧燃耗,改善球团矿的冶金性能.研究碳对赤铁矿球团强度的影响,结合显微结构分析,揭示内配碳赤铁矿球团的固结机理.结果表明,内配碳赤铁矿球团焙烧过程中存在部分原生赤铁矿先被还原成磁铁矿或浮士体,然后再氧化成次生赤铁矿的过程.次生赤铁矿活性高,易发生迁移和扩散...     

磨矿方式对赤铁矿球团预热焙烧性能的影响

模拟链篦机—回转窑工艺,研究磨矿方式对赤铁矿粉生球的预热焙烧性能。结果表明,未经磨矿处理的赤铁矿球团预热焙烧性能较差,为满足后续工序要求,生球预热温度需达到1 075℃,焙烧温度为1 280℃。高压辊磨处理对赤铁矿球团工艺条件改善效果较好,润磨次之,湿式球磨效果较弱。经高压辊磨处理后,球团制备过程中可以降低预热温度70℃,焙烧温度60℃,缩短焙烧时间2 min。赤铁矿磨矿处理能够改善球团焙烧过程中Fe2O3晶粒的发育、迁移和连接,提升球团抗压强度。矿粉比表面积和粒度组成的优化是影响球团微观结构和宏观强度的主要原因。     

添加赤铁矿对碱性球团性能的影响

通过向碱度为1的球团矿中配加不同比例赤铁矿,探究赤铁矿的加入对碱性球团性能的影响。试验结果表明,随着赤铁矿的配比由0%提高到40%,生球落下强度提高、抗压强度变化不明显;焙烧球团矿的抗压强度下降,由未加赤铁矿的2 460 N/P降低到含40%赤铁矿的1 890 N/P;成品球内部孔隙率由25.84%下降到21.45%,平均孔径由2 184.7提高到3 937.9 nm;通过显微观察,发现赤铁矿再结晶比磁铁矿固相固结方式形成的晶体结构松散,晶体间的联结较弱;配加赤铁矿对碱性球团矿还原膨胀率起到明显改善作用,由30.45%降低到13.23%。综合来看,向碱度为1的球团矿中配加适量赤铁矿的技术是可行的。     

铁精矿生球的焙烧理论和实践问题

细磨铁精矿生球的焙烧,是球团矿过程中最重要的阶段。高炉用焙烧球的基本质量要求,已由作者在以前的一篇文章中加以叙述了〔1〕。焙烧的主要目的,是使生球的结构固结和使生球达到最大的氧化度。焙烧的结果取决于生球的性质和焙烧制度。原始生球的物质组成,具有特别巨大的影响。磁铁矿生球的固结,即比赤铁矿生球的固结效率较高和较简单。在制球团矿的实践中,提供焙烧装置的是湿球,因此焙烧的第一阶段是干燥。生球的干燥,象毛细多孔物质一样。这种干燥过程的机构,已由A.B.雷柯夫在其专著“干燥理论”中加以详细制定,本文不再加以探讨〔2〕。焙身,是在生球加热到100℃以后开始的。     

邯邢地区磁精矿造球的实验和机理

 以邯邢磁铁矿精粉为原料,基于现场造球工业实验,考察了不同膨润土配比量、造球水分以及润磨时间等对邯邢磁精矿生球性能的影响规律,得出三者分别为2.0%、8.5%～9.0%和6 min的最佳工艺参数;此外,采用实验室预热氧化和焙烧实验,研究了不同预热氧化温度和时间、焙烧温度和时间对邯邢磁铁矿粉固结性能的影响,并利用光学显微镜分析了预热氧化和焙烧中球团显微结构的变化情况和固结机理。实验结果显示,邯邢磁精矿球团适宜氧化温度和时间分别为880～920 ℃和20 min,适宜焙烧温度和时间分别为1 250 ℃和20 min。     

蛇纹石对磁铁矿和赤铁矿球团的影响

研究了蛇纹石对磁铁矿和赤铁矿2种不同矿粉球团的生球质量、抗压强度和冶金性能的影响。结果表明：配蛇纹石后赤铁矿和磁铁矿球团的生球质量都得到改善。配蛇纹石后磁铁矿和赤铁矿球团预热强度都下降,在相同温度和蛇纹石质量分数下,赤铁矿球团预热强度比磁铁矿球团低50~100 N/个,在焙烧温度小于1280 ℃时,随着蛇纹石质量分数的增加,磁铁矿和赤铁矿球团抗压强度都下降,但在1300 ℃的温度下,配蛇纹石的球团抗压强度比基准期球团抗压强度高。配蛇纹石后磁铁矿和赤铁矿球团还原膨胀率都下降。蛇纹石质量分数为1.5%时,球团矿还原度相对高。     

内配碳对氧化球团冶金性能的影响

适量的内配碳可以改善赤铁矿球团预热和焙烧性能较差的问题,为进一步阐述内配碳对氧化球团冶金性能的影响,以赤铁矿为主要原料,研究不同内配碳熔剂性球团的显微结构与冶金性能。结果表明:内配碳质量分数增加至1.2%时,球团内Fe_2O_3晶粒进一步长大,孔隙变圆且孔隙率下降,可以显著提高熔剂性球团的抗压强度,以Fe_2O_3再结晶键连接的固结形式有利于降低球团的还原膨胀率,相应的还原球团中的金属铁晶须明显变短变粗且呈板状形式发展。此外,内配碳质量分数的增加对软化性能相对不利,而控制内配碳质量分数在1.2%之内有利于其滴落性能的提高,对还原度影响较小。     

添加赤铁矿对氧化球团性能的影响

由于环境保护以及高铁品位冶炼生产的需要,提高球团矿配比已经成为高炉冶炼的趋势。选取澳矿(赤铁矿)作为研究对象,探究不同配比(5%、10%、15%)赤铁矿的加入对生球性能、焙烧球抗压强度和冶金性能的影响。结果表明:随着赤铁矿配比的提高,生球落下强度变化不明显,抗压强度上升1.58 N/P;焙烧球中Fe_2O_3连晶变差,焙烧球强度下降,由未加赤铁矿的2 761 N/P降低到含15%赤铁矿的2 587 N/P,延长焙烧时间能够增强含赤铁矿球团抗压强度;球团的还原膨胀率由10.42%提高到13.47%、还原性由60.20%提高到62.60%;球团的软熔层变化不大,熔融层变宽,滴落层变窄,透气性指数由869.15 kPa·℃降低到182.71 kPa·℃。在球团矿生产过程中,可以采用一部分赤铁矿来代替磁铁矿。     

预处理褐铁矿零膨润土成球机理

为了拓宽球团原料范围、降低生产成本,采用湿式球磨工艺,将价格相对低廉的褐铁矿粉矿预处理后用于球团生产,结果表明,由于爆裂温度低于300℃、成品球强度低于1 300 N/P,褐铁矿预处理后无法直接用于球团生产;以25%湿式球磨15 min的褐铁矿搭配75%磁铁精矿,在零膨润土的情况下,生球落下强度达到4.1次(0.5 m),爆裂温度420℃,成品球团强度2 445 N/P。对预处理褐铁矿零膨润土成球机理展开的研究表明,预处理后褐铁矿的静态成球指数和比表面积是实现零膨润土造球的关键参数,湿式球磨15 min后褐铁矿比表面积达到1 591.10 cm²/g,静态成球指数达到1.42;由于结合水和原生Fe₂O₃再结晶需要更高的温度,褐铁矿单独成球后的球团抗压强度整体较低;与磁铁精矿搭配后,磁铁矿焙烧时氧化放热有利于Fe₂O₃再结晶,形成了较完整的赤铁矿连晶,大量的渣相形成并填充在缝隙中,球团抗压强度增加;但当褐铁矿配比大于25%时,球团内的孔洞逐渐增多,氧化放热逐渐减少,且球团内的液相...     

熔剂性球团成矿过程抗压强度及微观结构分析

球团抗压强度是衡量球团能否进入高炉冶炼的主要指标之一,球团抗压强度取决于球团矿物组成及微观结构。以中关铁矿为基础造球原料,通过内配钙、镁添加剂制备低硅熔剂性球团矿。通过系统研究不同MgO含量、碱度及SiO₂含量时球团微观结构及矿物分布形态,揭示低硅熔剂性球团抗压强度的变化规律。研究结果表明,提高焙烧温度和碱度可有效提高球团抗压强度;在SiO₂含量较低时,球团矿主要靠赤铁矿连晶固结,强度变化并不明显;SiO₂质量分数升高至3.5%和4.0%时,赤铁矿结晶逐渐互联成片,连晶逐渐变得粗大且紧密,结构力较强,球团抗压强度提高。随着碱度的提高,赤铁矿再结晶较好,单独颗粒状少并且结晶互联成块状,磁铁矿减少,低硅熔剂性球团在焙烧过程中液相量增加,出现铁酸钙体系液相使球团强度提高;随着MgO含量的提高,更多的Mg²⁺进入磁铁矿相,弥补了晶格缺陷,铁酸镁含量升高并呈现针状或片状分布在赤铁矿中,抑制了焙烧过程中液相生成,在冷却过程中使得球团矿内部的气孔变小从而提升球团致密度,增强球团强度。MgO含量继续增加,磁铁矿、玻...     

第五讲 球团矿固结过程基础(续一)

三、磁铁矿球团氧化焙烧的特性磁铁矿球团在氧化焙烧时,由于磁铁矿本身具有的理化性质就产生了赤铁矿球团在氧化焙烧时所没有的特性。掌握了解这些特性,对创造最佳焙烧工艺制度以生产优质球团是极有价值的。     

双层复合熔剂性球团的开发研究

为了改善高炉炉料的冶金性能,提出了中心为高碱度烧结矿、外层为酸性多孔氧化镁质结构的双层复合熔剂性新型球团.试验研究表明:双层复合熔剂性球团的生球强度可满足高炉原料的质量要求,其熟球具有优良的高温冶金性能.该种球团的内核主要由赤铁矿组成,焙烧时中心不会出现过热,并可避免传统酸性球团"还原停滞"问题.动力学分析表明,双层复合熔剂性球团在还原过程中的总阻力低于普通熔剂性球团.