复合铁矿球团粘结剂研究

论文摘要

铁矿球团由于具有良好的冶金性能及改善高炉料柱透气性等优点,被认为是实现高炉炉料结构优化所必需的优质炉料,在钢铁工业中的作用越来越重要,其使用量也越来越大。因此,近几年我国各大钢铁企业都在大力发展球团生产。由于国内几乎所有的球团厂都采用高配比膨润土作粘结剂,而膨润土几乎都残留在球团中,因而降低了球团矿的品位。膨润土配比每增1个百分点,球团矿品位降低0.66%,相应成品矿的SiO2含量也大幅度增加。SiO2是高炉冶炼的有害成分,在保证一定的炉渣碱度的情况下,应尽可能减少其入炉。因此,应尽可能地降低膨润土配比,提高球团矿品位。因此,寻求低残留量粘结剂取代部分膨润土用量的复合粘结剂,是提高球团矿铁品位的有效途径。单一粘结剂造球试验结果表明,膨润土配比为3.0%时,生球落下强度为5.5次/0.5m,当有机粘结剂A用量为0.4%时,生球落下强度为3.2次/0.5m；A用量在0.2-0.4%之间时,生球的抗压强度均大于10N/个。单一的膨润土作为粘结剂不但用量大,降低了球团的品位,而且其技术指标很难达到球团生产的要求,但其生球的爆裂温度很高,高速机械混合可以有效的提高球团的质量。生球强度均随着有机粘结剂配比的增加而提高,爆裂温度随着粘结剂配比的增加先提高而后稍微有所下降。通过复合粘结剂的试验,膨润土2%,有机粘结剂A在0.2%时其生球的落下强度维持在7.8次/0.5m,抗压强度也达到14.69N/个,爆裂温度720℃也满足生产要求。随着无机粘结剂B的加入,复合粘结剂的效果大幅度提高,通过条件试验调整其3者间的配比,在膨润土为1%,有机粘结剂A和无机粘结剂B分别为0.15%时,生球的落下强度为7.5次/0.5m,达到生球落下强度。该复合粘结剂的热性能良好,爆裂温度都比较高。用钠基膨润土取代钙基膨润土,粘结剂配比不变,即皂土1%,有机粘结剂A 0.15%,无机粘结剂B 0.15%,可以明显的提高生球的落下强度,由原来的7.5次/0.5m提高到10.3次/0.5m,远远高于生产要求,抗压强度也高达15.63 N/个。钠化膨润土作为粘结剂,其生球的强度和爆裂温度随膨胀度的提高而提高,当膨胀度达到39 ml·g-1时,落下强度就高达10.4次/0.5m,膨胀度57 ml·g-1时,落下强度最大达到12.7次/0.5m,当膨胀度达到40 ml·g-1后,即能高于720℃,达到生产要求。对复合粘结剂的粘结机理得分析表明,粘结剂间并不是简单的用量累加,在球团过程中起的作用也不相同,起作用的时间也不相同。3种粘结剂都有很高的亲水性,有机粘结剂A和无机粘结剂B前期的粘结性很强,可以提高生球的强度,由于膨润土的结构特点,在生球干燥过程中,不会造成因快速脱水而产生过大的蒸汽压使生球爆裂,无机粘结剂B则由于[SiO4]结构,使干球的具有很高的强度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 铁矿球团发展现状
• 1.1.1 球团工业现状及发展方向
• 1.1.2 球团工业在钢铁工业中的地位及作用
• 1.1.3 铁矿球团的发展趋势
• 1.2 球团粘结剂
• 1.2.1 球团粘结剂的分类
• 1.2.2 粘结剂在球团中的应用
• 1.3 国内外研究现状、发展动态
• 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 铁精矿的物化性能
• 2.1.2 膨润土物化性能
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 试验流程及试验方法
• 2.2.2 生球评价
• 2.2.3 矿相分析
• 第三章 单一粘结剂球团试验
• 3.1 球团参数的确定
• 3.1.1 球团机倾角的确定
• 3.1.2 球团水分的确定
• 3.1.3 球团时间的确定
• 3.2 单一膨润土球团试验
• 3.2.1 膨润土配比对生球强度的影响
• 3.2.2 膨润土配比对爆裂温度的影响
• 3.2.3 高速机械混合预处理
• 3.3 单一有机粘结剂A试验
• 3.4 小结
• 第四章 复合粘结剂球团试验
• 4.1 膨润土与有机粘结剂A
• 4.2 膨润土与粘结剂A,B
• 4.3 皂土与粘结剂A,B
• 4.4 膨润土钠化及复合粘结剂球团试验
• 4.5 小结
• 第五章 机理分析
• 5.1 铁精矿颗粒表面活性与生球强度的关系
• 5.2 膨润土与铁精矿的作用机理分析
• 5.3 有机粘结剂A与铁精矿的作用机理分析
• 5.4 无机粘结剂B与铁精矿的作用机理分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢