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℃。     

高硅镁质熔剂性球团还原历程及冶金性能分析

镁质熔剂性球团矿是适合中国高硅铁矿粉资源特征的铁矿粉造块工艺，可以改善高硅球团矿的冶金性能，但w(MgO)与高硅铁矿粉之间的耦合关系还有待进一步研究。以企业现场高硅铁矿粉为原料，氧化镁粉为熔剂制备高硅镁质熔剂性球团矿，研究不同矿粉配比及w(MgO)对球团矿冶金性能的影响，旨在得到合适的矿粉配比与w(MgO)。结果表明，随着矿粉配比(质量分数)(A矿粉∶B矿粉=30∶70/40∶60/50∶50)的变化，还原膨胀指数由6.8%降低到6.3%,低温还原粉化指数由98%降低到96%,还原度指数由77.1%降低到55.7%,熔滴温度区间由87℃增大到125℃,熔滴性能变差。当w(MgO)由1.00%升高到1.88%时，还原膨胀指数由7.4%降低到6.2%,低温还原粉化指数由98%降低到94%,还原度指数由65.1%升高到77.8%,软熔带位置逐渐下移。但当w(MgO)为1.46%时，熔滴温度区间最小。由还原历程分析得到，MgO的添加可以有效抑制硅酸盐的生成，提高渣相熔点，保证还原过程中球团矿的孔隙率。A矿粉中的赤铁矿不利于球团矿冶金性能的改善，且用高硅矿粉制备球团矿时，w(MgO)过高会产生大...     

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。     

几种高炉炉料冶金性能的对比研究

系统研究了我国炼铁生产中几种常用炉料的高温冶金性能.结果表明:孔隙率发达的高碱度烧结矿的还原度最高,其次是进口球团矿和进口块矿,国内球团矿的还原度最低;但进口球团矿和进口块矿的低温还原粉化指数高于高碱度烧结矿;无论国内还是进口球团矿,其软化开始温度、矿石熔滴温度,均低于高碱度烧结矿,但其矿石软化温度区间、矿石软熔温度区间均比高碱度烧结矿要窄;南非块矿的最大压差最大,高达5.669 kPa;在各种炉料中,虽然钒钛块矿的还原度最低,但低温还原粉化指数最高,其软熔区间最窄,是一种合适的护炉炉料.     

高镁碱性球团矿冶金性能试验研究

为了优化唐山建龙高炉炉料结构和改善镁质酸性球团矿质量,运用Fact Sage热力学模拟软件探索了球团焙烧过程中液相量的变化规律,同时采用本地磁铁矿为原料,通过配加镁基、钙基熔剂,研究了MgO含量及碱度对高镁碱性球团矿冶金性能的影响规律。结果表明:固定MgO含量为1.0时,随着碱度提高,球团中铁酸钙生成量增多,同时铁酸钙占总液相量的比例增加;荷重软化初始温度升高,软化区间先变窄后变宽;低温还原粉化及还原性呈先上升后降低的趋势,并在碱度为1.0时达到最佳。固定碱度为1.0时,随着MgO含量增加,铁酸钙生成量减少,其所占总液相量的比例也降低;软化初始温度升高,软化区间先变窄后变宽;低温还原粉化及还原性能得到改善。总体而言,碱度控制在1.0且MgO含量为1.0%时,高镁碱性球团矿的冶金性能最优。     

带式焙烧机制备镁质球团的工艺及机理研究

针对镁质球团在回转窑中易粉化而造成结圈进而影响生产顺利进行的问题,以管炉试验为基础,采用半工业实验模拟带式焙烧机制备镁质球团的方法,研究在最佳焙烧制度下不同碱度与不同MgO质量分数对球团化学成分、冷态强度、冶金性能与高温固结特性的影响。结果表明:随着MgO质量分数的增加,成品球团矿抗压强度略微下降,但成品球团矿的还原膨胀率有所降低,软化温度区间与软熔温度区间有所提高。在预热温度900℃、预热时间6 min、焙烧温度1 170～1 250℃、焙烧时间12 min、均热温度1 000℃、均热时间3 min的热工制度下,70%巴矿与30%澳矿的混合矿在模拟带式焙烧机条件下,可以得到强度达标、冶金性能较好的成品球团矿。     

球团配加镁质熔剂及新型皂土试验

为生产含MgO的镁质球团用来替代烧结矿中MgO,确保高炉造渣所需的适宜的MgO质量分数,考察了在球团生产中添加一种新型球团黏结剂(新型皂土)和一种氧化镁质熔剂(镁石粉)时,对造球焙烧及球团矿冶金性能的影响。试验结果表明,镁质球团生球落下强度有所提高,350℃时未发生爆裂。配加新型皂土可提高球团品位,降低Si O2质量分数。镁质球团的低温还原粉化指标和体积膨胀率指标均有所改善。而且,软化温度升高,软化温度区间变窄,有利于软熔带由高炉上部往下部移动,改善高炉透气性。在保证综合入炉铁料MgO质量分数不变的条件下,当烧结矿自然带入的MgO质量分数为1.2%时,球团矿中的MgO质量分数大于1.90%,可满足高炉要求。     

w(MgO)对熔剂性球团矿冶金性能的影响

 为了研究添加高镁粉时w(MgO)对熔剂性球团矿冶金性能的影响。考察了w(MgO)为1.6%～2.4%时,其对球团矿抗压强度、RI(还原性指数)、RDI(低温还原粉化指数)和RSI(还原膨胀指数)的影响。采用光学显微镜和X射线衍射仪对球团矿微观结构和矿物组成进行了分析。结果表明,随着MgO质量分数的增加,抗压强度呈先升高后降低的趋势,w(MgO)为2.0%时,抗压强度最大,为3 533 N;随着w(MgO)由1.6%增加到2.4%,球团矿RI、RDI和RSI得到改善;w(MgO)为1.8%～2.0%时,球团矿微观形貌和矿物组成较好,赤铁矿成片结晶,球团矿强度良好。在用高镁粉和研山精粉造球时,w(MgO)控制为1.8%～2.0%,以期得到较低的还原膨胀指数和较好的冶金性能。     

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%。     

高镁球团改善炉料结构理化性能的实验研究

实验发现,添加MgO能很好地改善球团矿的高温冶金性能。随着MgO的增加,球团矿的高温还原度和软熔滴落性能得到改善,且低温还原粉化率和膨胀率均有明显下降。但与此同时,当球团矿镁含量上升时,其抗压强度、落下强度下降得比较明显。因此在高炉中配加含MgO球团时,需要综合考虑高MgO球团的理化性能对炉料结构影响。该结果实际运用于某厂的球团生产,为其高炉炉料中添加高镁球团提供了理论基础和技术支持。     

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。     

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。     

球团矿中MgO含量对炉料熔滴性能的影响

球团矿带入适宜的MgO可以提高炉渣的冶金性能,有利于高炉冶炼。为了探究球团矿MgO含量对高炉炉料性能的影响,在全球团冶炼的条件下,以高炉终渣成分为依据进行配料,利用高温熔滴炉检测球团矿不同w(MgO)时高炉初渣性质、炉料软熔滴落性能的变化情况。试验结果表明,随球团矿w(MgO)升高,初渣中未矿化的MgO明显增多,软化结束温度升高,软化温度区间变宽,炉料软化性能变差。当球团矿w(MgO)大于1.01%后初渣熔点升高,导致熔化特征温度升高,熔化带位置向高温区移动,熔化温度区间变窄,熔化带透气性提高;炉料的软熔带温度区间由229 ℃升高至269 ℃,软熔带增厚,炉料整体透气性变差。由于初渣中w((MgO))随之增加,初渣黏度升高,炉料最大压差和熔滴性能特征值增大。因此,在试验范围内,随球团矿w(MgO)升高,高炉炉料的软熔滴落性能恶化,渣铁分离变差,不利于高炉顺行。     

Effects of MgO Containing Additive on Low-Temperature Metallurgical Properties of Oxidized Pellet

 As a main charging form of BF (blast furnace), pellets play an important role in blast furnace process. However, comparing with sinters, pellets have many disadvantages, such as reduction swelling, low softening and melting temperature and so on. Therefore, the flux pellets have been applied in blast furnace widely, especially MgO containing pellets. The light burned magnesite is applied as MgO containing additive in pellet production. The characters of light burned magnesite are explored. Meanwhile, the effects of it on low-temperature metallurgical properties are investigated such as low-temperature reduction degradation index (RDI), compressive strength (CS) and the reduction swelling index (RSI). The light burned magnesite calcined at 850 ℃ manifests better grindability, larger specific surface area, and higher hydration activity. It is found that the addition of light burned magnesite can improve low-temperature metallurgical properties (RDI, RSI) of the pellets. With the increase of light burned magnesite in pellets, the RSI and RDI decrease gradually; when the proportion of light burned magnesite does not exceed 2. 0% in pellets, the CS decreases slightly, but it still surpasses 2689 N, which can still meet the demand of BF.     

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%。     

基于矿相结构与冶金性能的酸性球团质量综合评价

针对中国高炉冶炼沿用的"高碱度烧结矿+酸性球团+块矿"的炉料结构,立足于化学成分、微观矿相结构、物理性能及冶金性能,从多角度对5种进口酸性球团矿的质量进行综合评价.结果表明,北美酸球物理性能相对较好,转鼓指数分别为95.67％、95.55％;巴西酸球还原后的抗压强度普遍偏低,分别为282.8、347.6 N.巴西酸球主...     

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。     

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。