赤铁矿配比对氧化球团制备影响规律的研究

论文摘要

目前,我国主要采用磁铁精矿生产氧化球团矿,但随着钢铁工业的快速发展,磁铁矿资源远远满足不了球团生产的需求。而随着选矿技术的进步,赤铁矿资源逐渐得到开发利用,不少厂家提高赤铁矿在球团生产中的配入比例,甚至拟采用100%的赤铁矿生产氧化球团。本文针对球团原料结构的变化,研究了赤铁矿配比对造球和预热球、焙烧球质量的影响。赤铁矿配比对造球影响的研究表明,在相同膨润土配比条件下,赤铁矿配比从0%提高到100%,生球的落下强度和抗压强度均呈降低的趋势,当添加0.75%复合膨润土时,生球的落下强度从4.3次/0.5m降低到2.6次/0.5m,抗压强度从13.8N/个降低到11.1N/个。为了满足生产对生球质量的要求,随赤铁矿配比提高,需要的适宜膨润土用量增加。通过检测磁铁矿和赤铁矿的微细粒含量、比表面积、颗粒形貌和粒度组成等,结果表明随着赤铁矿配比提高,混合料微细颗粒含量降低、表面光滑颗粒增多、颗粒平均粒径增大,使得球团孔隙率增加,而球团孔隙率增加、颗粒平均粒径增大使得球团中颗粒间的粘结力减小,因而生球的质量变差。通过采用相应适宜的复合膨润土,使之与铁精矿之间具有良好的适应性,可减小赤铁矿配比提高对生球质量的影响。赤铁矿配比对预热球、焙烧球质量影响的研究表明,在相同的预热、焙烧制度下,赤铁矿配比从0%升高到100%,预热球抗压强度不断降低,焙烧球抗压强度也呈下降的趋势,特别是当赤铁矿配比高于50%时,焙烧球抗压强度显著降低,当添加复合膨润土时,预热球抗压强度从488N/个降低到50N/个,焙烧球抗压强度从3992N/个降低到1052N/个。而要达到生产对预热球、焙烧球质量的要求,需提高预热温度和焙烧温度、并延长预热时间和焙烧时间。通过研究分别以磁铁矿和赤铁矿为主的预热球、焙烧球微观结构,结果表明磁铁矿为主的球团在预热过程发生氧化反应,其生成的Fe203具有较高的活性,形成微晶连接使得其具有较好的预热球强度,而赤铁矿为主的球团在预热过程中,各颗粒之间虽彼此靠近,但不会形成连接,导致其预热球强度较低。在焙烧过程中,原生Fe203相比磁铁矿氧化得到的Fe203,由于其活性低,质点扩散速度慢,导致Fe203结晶能力差,特别是高配比赤铁矿球团,即使在1250℃的温度下,其颗粒间的固结也不明显,导致焙烧球抗压强度下降。赤铁矿配比对球团矿还原膨胀影响的研究表明,赤铁矿配比从0%升高到100%,球团的还原膨胀率不断升高,膨胀率从12.13%升高到20.43%,当完全采用赤铁矿时,还原膨胀为异常膨胀。由于随着赤铁矿配比提高,焙烧球中的原生赤铁矿增多,使得球团受到的破坏力更大；而焙烧球强度和Si02等脉石矿物含量降低,使得球团抵抗还原破坏的能力减弱,造成球团的还原膨胀率升高。添加含镁熔剂可抑制高配比赤铁矿球团的还原膨胀。在赤铁矿配比为100%的情况下,添加白云石使球团MgO含量提高到2.5%,还原膨胀率由20.43%降低到12.7%；添加菱镁石使MgO含量提高到2.5%,还原膨胀率由20.43%降低到12.36%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 钢铁工业的发展现状
• 1.2 球团矿的发展现状及趋势
• 1.2.1 国外球团矿的发展现状
• 1.2.2 国内球团矿的发展现状及趋势
• 1.3 赤铁矿氧化球团生产存在的问题
• 1.4 选题的目的和意义
• 第二章 原料性能及研究方法
• 2.1 原料性能
• 2.1.1 铁精矿
• 2.1.2 膨润土
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 试验流程
• 2.2.2 试验方法及设备
• 第三章 赤铁矿配比对造球的影响研究
• 3.1 基准试验研究
• 3.1.1 粘结剂用量对生球质量的影响研究
• 3.1.2 混合料水分对生球质量的影响研究
• 3.1.3 造球时间对生球质量的影响研究
• 3.1.4 生球水分对生球质量的影响研究
• 3.2 赤铁矿配比对造球的影响研究
• 3.2.1 赤铁矿配比对生球质量的影响研究
• 3.2.2 赤铁矿配比对适宜膨润土用量的影响研究
• 3.3 赤铁矿配比影响生球质量的原因分析
• 3.4 强化高配比赤铁矿造球的措施
• 3.5 本章小结
• 第四章 赤铁矿配比对预热球及焙烧球质量的影响研究
• 4.1 基准试验
• 4.1.1 预热温度对预热球、焙烧球强度的影响研究
• 4.1.2 预热时间对预热球、焙烧球强度的影响研究
• 4.1.3 焙烧温度对焙烧球强度的影响研究
• 4.1.4 焙烧时间对焙烧球强度的影响研究
• 4.2 赤铁矿配比对球团预热、焙烧的影响研究
• 4.2.1 赤铁矿配比对预热球、焙烧球强度的影响研究
• 4.2.2 赤铁矿配比对适宜热工制度的影响研究
• 4.3 赤铁矿配比对球团还原膨胀的影响研究
• 4.4 原因分析
• 4.4.1 赤铁矿配比影响球团预热、焙烧的原因分析
• 4.4.2 赤铁矿配比影响球团还原膨胀的原因分析
• 4.5 抑制高配比赤铁矿球团还原膨胀的措施
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要研究成果