硫含量对白云鄂博铁精矿球团显微结构及抗压强度的影响

氧化焙烧工艺可以有效脱除白云鄂博铁精矿中的有害元素硫,满足成品球团对硫含量的要求,但同时对其冶金性能造成不利影响,限制了球团矿在高炉原料中的配加比例。本文在热力学分析的基础上,研究了硫含量对焙烧后压团矿显微结构和抗压强度的影响规律。结果表明:矿物中硫元素的主要存在形式为黄铁矿和磁黄铁矿,各占34.48%、64.23%;当硫含量由1.8%增加到3.9%时,成品压团中磁铁矿含量由8.94%增加到24.85%,赤铁矿含量由44.48%降低到17.09%,液相量由9.64%增加到13.85%,孔隙率由36.94%增加到44.21%,压团强度由18.66 k N降低为12.47 k N,并解释了压团抗压强度随硫含量增加而降低的微观机理,为实际生产改善球团矿的显微结构、抗压强度提供了必要的理论依据。     

硫含量对白云鄂博铁精矿预热压团显微结构及抗压强度的影响

就硫氧化反应对白云鄂博铁精矿预热压团显微结构的影响进行了研究,利用差热和热重分析了含硫矿物在氧化焙烧过程中的矿相转变规律,同时通过改变压团中的硫含量,研究了硫氧化对预热压团矿相显微结构和抗压强度的影响。结果表明:铁矿物中硫元素的主要存在形式为黄铁矿和磁黄铁矿,各占34.48%和64.23%;随着温度的升高,黄铁矿发生氧化分解反应生成硫化亚铁和单质硫,硫化亚铁和空气中的氧结合生成硫酸铁,高温下硫酸铁发生分解反应,生成铁氧化物和二氧化硫;随着硫含量从1.8%增加到3.9%,预热压团中磁铁矿氧化生成的赤铁矿减少,孔隙率随着硫含量增加呈升高趋势,压团抗压强度由1.18 kN/cm~2降低到0.84 kN/cm~2,开裂温度由780℃降低为640℃。     

碱度对白云鄂博矿球团矿还原膨胀性能的影响

高比例球团矿冶炼是高炉炼铁发展的趋势。由于化学成分、矿物组成和结构的差异，不同企业生产或所用的球团矿还原膨胀的原因各不相同且相对复杂。面向保障矿产资源安全供给的国家重大战略需求，选择白云鄂博铁精矿球团矿作为研究对象，根据球团矿铁氧化物还原理论，从热力学方面深入研究碱度对球团矿还原膨胀性能的影响机理，并结合XRD结果来探究钙结合相在球团矿生产中的变化规律以及对球团矿还原膨胀的影响，找到满足高炉冶炼对球团矿还原膨胀率要求的合理碱度，从而提高白云鄂博铁精矿球团矿在包钢冶炼生产中的比例。完善特殊矿球团矿还原膨胀理论，为复杂共生矿高效冶炼提供理论支撑。研究结果表明，随着碱度的提高，球团矿的膨胀率呈现出先升高后降低的规律，碱度为0.8时，其膨胀率最大，达到75.743%,其外形如同花瓣开花，无法维持原来的球型。综合不同碱度球团矿含铁品位的高低和还原膨胀的大小，得到制备球团矿的最优碱度为1.4。随着碱度的提高，成品球的液相生成量先降低后升高，碱度为0.8时液相生成量最少。球团矿膨胀率先增加是因为球团矿的结晶度提高，晶粒粗大，晶体结构逐渐趋向有序，为铁晶须的生长奠定了基础；膨胀率后减小是因为生成了铁酸...     

碱度对生球质量和球团矿抗压强度的影响

通过改变A矿粉和B矿粉的配比来研究碱度对生球质量和球团矿抗压强度的影响。研究发现:随着碱度的提高,生球的落下强度、抗压强度逐渐降低,热爆裂温度逐渐升高;随着碱度提高,在焙烧过程中赤铁矿晶粒不断发育长大,但球团矿中产生的低熔点硅酸盐矿物增多并相互聚集在一起,恶化了赤铁矿晶粒间的连晶程度,同时增加了球团矿中的孔隙,导致球团的抗压强度逐渐降低。     

膨润土对白云鄂博铁精矿球团矿生球及成品球强度影响

膨润土主要作为黏结剂用于球团矿生产过程以提高球团矿强度,不同膨润土对球团矿生球及成品球强度有不同的影响.在测定两种膨润土的理化性能和化学成分基础上,将其与白云鄂博铁精矿混合造球,试验测定生球及焙烧后的成品球强度.分析可知,膨润土中胶质价含量越高,白云鄂博铁精矿球团矿生球强度越大;膨润土的吸水率高有利于提高球团矿生球抗压...     

镁质含氟球团试验研究

本试验从包钢白云鄂博铁矿石的特殊性出发,采用轻烧白云石来调整含氟球团矿的碱度及w(MgO).试验结果表明:球团添加白云石后,生球成球性有所改善.在本次试验的原料条件下,焙烧温度相同时.成品球抗压强度随其w(MgO)的增加而降低;当球团矿中w(MgO)相同时,在1 150～1 250 ℃的焙烧温度区间内,其成品球抗压强度随焙烧温度的升高而升高,但当温度达到1 250 ℃以上时,其抗压强度随焙烧温度的升高而降低.     

MgO对赤铁矿焙烧压团组成结构与强度的影响

在赤铁矿中添加MgO制备焙烧压团,利用矿相显微分析、扫描电镜分析、抗压强度检测和FactSage热力学计算相结合的方法,研究了MgO添加量对焙烧压团组成结构与抗压强度的影响机理。结果表明,随着MgO的增加,压团孔隙率降低较为明显;焙烧压团未氧化的磁铁矿含量升高,赤铁矿含量降低,且随着MgO添加量增加,焙烧压团具有很好的综合显微力学性能,在压团氧化焙烧过程中,应适当增加磁铁矿的含量,以增加压团抗压强度;当MgO添加量为2%和4%时,焙烧压团磁铁矿含量分别达到18.97%和24.16%,在不配加粘结剂的情况下,每个压团抗压强度可以达到1.924kN和1.993kN。     

K和Na对白云鄂博铁精矿烧结连晶特性的影响

通过微型烧结试验,研究了氟的质量分数为0.5%时,不同K、Na含量对白云鄂博铁精矿烧结连晶特性的影响。结果表明,在氟含量较低时,烧结过程中不易生成低强度枪晶石,随着铁精矿中K、Na含量的增加,烧结矿中液相量和硅酸盐玻璃相增加,致使气孔分布不均匀,阻碍了赤铁矿连晶的发展,导致烧结矿连晶强度降低。     

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...     

碱度对镁质低硅球团矿冶金性能的影响

为寻找镁质低硅球团矿最优碱度条件,提高球团矿的质量,本文通过对不同碱度下镁质低硅球团矿冶金性能的变化规律进行研究,并对不同碱度下球团矿的矿相结构、元素分布、孔径分布等进行分析,探讨碱度对球团矿综合冶金性能的影响机理,通过灰色关联度法确定球团矿综合性能最佳的碱度条件。结果表明：随着碱度的增加,球团矿的抗压强度、还原性和还原膨胀指数均先增加后降低,球团矿的抗压强度在碱度为0.40～0.80时相对较好,低温还原粉化性能逐渐劣化,熔化温度区间整体呈降低的趋势,料层最大压差和综合透气性指数均逐渐降低,这表明高碱度球团的软熔滴落性能优于低碱度球团。在试验条件下,碱度为0.60时球团矿的综合性能最佳。     

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％,...     

碱度对镁质熔剂性球团矿强度的影响机理

为探索碱度对镁质熔剂性球团矿强度的影响机理,以唐山某钢厂原料为基础,通过造球和焙烧试验,采用XRD、偏光显微镜、场发射扫描电镜分析和Matlab软件计算分析,分别从球团矿矿物组成、液相生成和微观结构、微观形貌和元素分布等方面深入分析了碱度对球团矿抗压强度的影响机理.研究表明,随着碱度升高,球团矿抗压强度呈升高趋势.球团...     

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...     

镁质熔剂性球团孔结构特性

 为了研究镁质熔剂性球团的孔特征,采用压汞法测量研究了碱度对镁质熔剂性球团孔结构的影响规律,利用多重分形理论分析了镁质熔剂性球团孔径分布的均匀性,并阐述了液相量和孔径与抗压强度之间的关系。结果表明,随着碱度的提高,镁质熔剂性球团的临界孔径先降低后增加,最可几孔径、平均孔径逐渐增大,孔径分布也越来越均匀,且主要以大孔为主;镁质熔剂性球团适宜的液相量有利于抗压强度的提高,可以弥补孔隙变大导致抗压强度降低的影响。     

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。     

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。     

镁质熔剂性球团回转窑结圈探析

为充分掌握熔剂性球团回转窑结圈行为,依托链篦机回转窑生产线,分别生产了碱度0.3和碱度1.0两种球团,对原料性能和生产过程进行分析,并对回转窑结圈物的宏观形貌、微观结构和成分组成进行分析。结果表明,生产碱度0.3的球团,回转窑结圈率低于碱度1.0的熔剂性球团,其结圈物结构较致密,结圈原因主要是由于堆积的粉末经过高温固结同时产生部分低熔点的液相。而碱度1.0的熔剂性球团结圈物强度较低,呈层片状结构,其结圈原因主要是由于焙烧温度相对较低,球团粉率较高,形成粉末堆积。     

含铁尘泥金属化球团的合理渣系

基于转底炉工艺,结合FeO-SiO_2-CaO三元相图,对金属化球团的渣系进行理论分析,同时开展模拟实验,研究了含铁尘泥金属化球团合理渣系结构。结果表明,对于含铁尘泥球团,当二元碱度为0.37~0.67时,渣系熔点小于1 150℃,球团在较低的还原温度下即可形成液相;随着渣系碱度的逐渐降低,含铁尘泥金属化球团的抗压强度呈现先增大后降低的趋势,当球团碱度为0.61时,抗压强度达到最大;金属化球团的强度与反应温度呈正相关性,反应温度的提高可大幅提高球团的强度。当球团二元碱度为0.85时,反应温度由1190℃提高至1220℃,球团的抗压强度可提高近100%。但随着球团碱度逐渐降低,不同温度条件下球团抗压强度的差异逐渐减小。     

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。