高压辊磨强化PFC镜铁矿球团工艺及机理研究

论文摘要

近年来,我国钢铁工业快速发展,对进口铁矿的依赖度由1993年的6%上升到2006年的55%以上。尤其球团原料严重不足,进口数量不断提高。巴西镜铁矿虽然成球性和可烧性差,但其铁品位高,储量丰富,价格低廉,如能找到合适方法对其加以利用,对缓解我国钢铁原料缺乏具有十分重要的意义。本文采用高压辊磨技术预处理镜铁矿,对强化其球团工艺进行了研究。在优化辊磨参数下,设计了两种不同的高压辊磨闭路流程对铁精矿进行预处理,并就不同的循环负荷进行了实验。实验结果表明:最佳工艺条件为:辊速68r/min,辊压为1MPa,入磨混合料水分为8.0%左右,造球时间15 min,造球水分8.0%,71%产品循环高压辊磨闭路流程,经该条件处理后,配比PFC/磁铁矿M=40/60和PFC/磁铁矿M=70/30混合矿的成球性及其球团的预热焙烧性最好,前者在膨润土配比2.1%时,其球团的抗压强度、落下强度、爆裂温度分别为10.02N/个、5.9次/（0.5m）、463℃,可满足球团生产的要求;后者成球性虽较前者差,但其生球的抗压强度和落下强度度分别达到10.25 N/个、4.5次/（0.5m）,较其未处理混合矿生球的抗压强度4.7 N/个和落下强度2.0次/（0.5m）均有大幅度提高,爆裂温度455℃,也可满足球团生产的要求。小型试验中在预热温度1050℃,预热时间10min,焙烧温度1280℃,焙烧时间12min条件下,两种配比的抗压强度分别为3560.88 N/个和2690.88N/个,铁品位达65%左右,矿相及冶金性能研究表明,通过高压辊磨预处理后,两种配比的成品球团矿均能满足大型高炉冶炼的要求。实验中巴西PFC镜铁矿配比高达70%,解决了巴西镜铁矿制备球团的技术难题。铁精矿经高压辊磨预处理后,细粒级含量大幅度增加,粒度分布明显朝细粒级分布偏移。其比表面积、润湿热增大,且颗粒粉碎后,凹面、尖角、棱角处增多,表面活性增强,成球性指数提高,成球性能得到明显改善,生球指标大幅度提高。磁铁矿的加入改善了单一赤铁矿的预热焙烧性能。磁铁矿氧化生成Fe2O3晶粒并形成颗粒之间的粘结相,氧化生成的Fe2O3晶粒表面原子具有较高的迁移能力,可在较低温度下促进相邻颗粒之间形成晶键,使球团矿强度提高。同时高压辊磨处理后,矿物粒度变细,物料充分混合,有利于磁铁矿均匀分布到赤铁矿中,在预热焙烧过程中便于晶键的进一步联结,球团矿强度进一步提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 世界铁矿资源概况
• 1.2 我国进口铁矿的发展趋势
• 1.3 铁矿球团发展现状及趋势
• 1.3.1 国外铁矿球团发展现状及趋势
• 1.3.2 国内铁矿球团发展现状及趋势
• 1.4 镜铁矿球团生产及研究现状
• 1.5 高压辊磨技术的研究及应用
• 1.5.1 国外高压辊磨技术研究现状
• 1.5.2 国内高压辊磨技术研究现状
• 1.5.3 高压辊磨技术在球团中的应用
• 1.6 选题的意义与目的
• 第二章 原料性能及研究方法
• 2.1 原料性能
• 2.1.1 铁精矿的化学成分
• 2.1.2 铁精矿的粒度组成
• 2.1.3 铁精矿的其他物理性能
• 2.1.4 铁精矿的微观颗粒形貌
• 2.1.5 膨润土的物化性能
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 实验流程
• 2.3.2 研究方法及设备
• 第三章 高压辊磨强化PFC镜铁矿球团制备工艺研究
• 3.1 高压辊磨参数对铁精矿比表面积的影响
• 3.1.1 辊压对铁精矿比表面积的影响
• 3.1.2 给料水分对铁精矿比表面积的影响
• 3.1.3 高压辊磨处理流程对混合铁精矿比表面积的影响
• 3.2 高压辊磨混合料造球参数优化
• 3.2.1 膨润土用量对P1-40%生球性能的影响
• 3.2.2 造球水分对P1-40%生球性能的影响
• 3.2.3 膨润土用量对配比P2-70%生球性能的影响
• 3.2.4 造球水分对配比P2-70%生球性能的影响
• 3.2.5 不同配比及预处理方式对生球性能的影响
• 3.3 高压辊磨混合料球团预热焙烧实验
• 3.3.1 预热制度对P1-40%预热球强度的影响
• 3.3.2 预热制度对P2-70%预热球强度的影响
• 3.3.3 焙烧温度和焙烧时间对高压辊磨产品成品球强度的影响
• 3.4 小结
• 第四章 高压辊磨强化PFC镜铁矿球团机理研究
• 4.1 高压辊磨对PFC镜铁矿生球质量的强化
• 4.2 高压辊磨对镜铁矿颗粒表面性质的影响
• 4.2.1 粒度组成和比表面积
• 4.2.2 表面形貌
• 4.2.3 润湿热
• 4.2.4 成球性指数
• 4.3 高压辊磨对PFC镜铁矿预热焙烧性能的强化
• 4.4 小结
• 第五章 链箅机-回转窑工艺扩大试验
• 5.1 试验条件
• 5.1.1 生球制备
• 5.1.2 球团干燥和预热
• 5.1.3 回转窑焙烧试验
• 5.2 球团矿的矿物组成和显微结构
• 5.2.1 矿物组成
• 5.2.2 显微结构
• 5.3 成品球团冶金性能研究
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要研究成果