鐵礦粉基礎(chǔ)特性對燒結(jié)礦性能的影響

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1、冶金之家網(wǎng)站鐵礦粉基礎(chǔ)特性對燒結(jié)礦性能的影響劉東輝1，呂慶1，孫艷芹2，鄒雷雷1，劉然1(1.河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院，教育部現(xiàn)代冶金技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北唐山063009；2.東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院，遼寧沈陽110004)摘要：通過微型燒結(jié)和燒結(jié)杯試驗(yàn)研究了八種鐵礦粉燒結(jié)基礎(chǔ)特性對燒結(jié)礦性能的影響。研究結(jié)果表明：燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(T)隨著鐵礦粉的黏結(jié)相強(qiáng)度和連晶強(qiáng)度的增大而升高，低溫還原粉化指數(shù)(RDI>3.15mm)隨鐵礦粉的液相流動性和鐵酸鈣生成性能的增大而升高，還原度(RI)主要與鐵礦粉種類和燒結(jié)工藝參數(shù)有關(guān)。磁鐵礦粉燒結(jié)礦RI隨鐵礦粉的液相流動性和鐵酸鈣生成性能的增大而升高，與其他

2、燒結(jié)基礎(chǔ)特性無明顯關(guān)系。關(guān)鍵詞：鐵礦粉；基礎(chǔ)特性；燒結(jié)礦；冶金性能；礦相結(jié)構(gòu)近年來，由于國內(nèi)鐵礦石的缺乏和國外鐵礦石的大量進(jìn)口，燒結(jié)原料的結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化。鋼鐵企業(yè)的鐵礦石存在種類復(fù)雜、來源不穩(wěn)、燒結(jié)基礎(chǔ)特性數(shù)據(jù)缺乏等問題，燒結(jié)礦質(zhì)量難以保證。因此燒結(jié)基礎(chǔ)特性作為衡量鐵礦粉燒結(jié)性能的一項(xiàng)指標(biāo)已被廣泛應(yīng)用[1-2]。實(shí)踐表明，鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性由于礦粉種類不同而存在顯著差異，通過對其研究可以為合理利用礦石資源及優(yōu)化配礦提供理論依據(jù)，為此，國內(nèi)外的燒結(jié)工作者對鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)性能進(jìn)行了大量的研究。但基于鐵礦粉燒結(jié)基礎(chǔ)特性對燒結(jié)礦性能影響的研究還未見報(bào)道。因此，本文研究了鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性

3、與燒結(jié)礦性能之間的關(guān)系，為優(yōu)化燒結(jié)工藝參數(shù)，制訂最優(yōu)配礦方案提供理論依據(jù)，對改善燒結(jié)礦質(zhì)量，降低生鐵成本和提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。1試驗(yàn)原料本研究選取的八種鐵礦粉中，國外礦三種，分別為AA、AB、AC；國內(nèi)礦五種，分別為AD、AE、AF、AG、AH。鐵礦粉的化學(xué)成分如表1所示。由表1可知，國外礦中AA礦粉SiO2較高，鐵品位較低；其他礦粉鐵品位大于62%，國內(nèi)礦粉AE鐵品位最高為66.51%；國外礦粉中AA為褐鐵礦，AC為半褐鐵礦，因含有大量結(jié)晶水而使燒損較大，降低燒結(jié)礦的成品率，不利于燒結(jié)；國內(nèi)的幾種礦粉燒損較小。2試驗(yàn)設(shè)備和方案2.1微型燒結(jié)試驗(yàn)試驗(yàn)裝置為TSJ-3型微型燒結(jié)機(jī)，

4、試驗(yàn)原料為干燥后小于0.162mm的鐵礦粉和化學(xué)純試劑CaO。試驗(yàn)方法如下。1)同化性。將鐵礦粉制成重0.8g，直徑為8mm的小餅。將CaO制成直徑20mm，重2.0g的小餅。將鐵礦粉小餅置于CaO小餅的上方，按設(shè)定的升溫曲線和試驗(yàn)氣氛燒結(jié)。小餅接觸面上生成略大于鐵礦粉小餅一圈反應(yīng)物時的溫度為同化溫度。冶金之家網(wǎng)站2)液相流動性。將CaO和鐵礦粉按4.0的堿度制成小餅，根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)氣氛和升溫曲線進(jìn)行燒結(jié)(1250℃恒溫4min)，計(jì)算燒結(jié)前后小餅面積的差與原始小餅面積的比值。3)黏結(jié)相強(qiáng)度。將CaO和鐵礦粉按2.0的堿度制成小餅，根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)氣氛和升溫曲線進(jìn)行燒結(jié)(1280℃恒溫4min

5、)，測定燒結(jié)后小餅的抗壓強(qiáng)度。4)連晶強(qiáng)度。將鐵礦粉制成小餅，根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)氣氛和升溫曲線進(jìn)行燒結(jié)(1280℃恒溫4min)，測定燒結(jié)后小餅的抗壓強(qiáng)度。5)鐵酸鈣生成性能。將CaO和鐵礦粉按2.05的堿度制成小餅，根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)氣氛和升溫曲線進(jìn)行燒結(jié)(1280℃恒溫4min)，通過礦相分析，測定鐵酸鈣生成性能。2.2燒結(jié)杯試驗(yàn)燒結(jié)杯內(nèi)徑為300mm，混合料加入量40kg，燒結(jié)料層厚度控制為600mm，燒結(jié)負(fù)壓1200Pa。燒結(jié)點(diǎn)火溫度1150℃，點(diǎn)火時間為2.0min，燒結(jié)點(diǎn)火負(fù)壓控制為800Pa，將燒結(jié)廢氣溫度開始下降時定為燒結(jié)終點(diǎn)。單燒試驗(yàn)方案如表2所示。3試驗(yàn)結(jié)果及分析3.1微型燒結(jié)試

6、驗(yàn)結(jié)果分析8種鐵礦粉基礎(chǔ)特性試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。鐵礦粉的同化性和液相流動性表征了鐵礦粉在燒結(jié)過程中生成低熔點(diǎn)液相的能力和液相的流動能力[2]。一般認(rèn)為鐵礦粉的同化溫度為1275～1315℃，流動性指數(shù)為0.7～1.6比較合適。由表3可知，外礦粉AA、AB、AC同化溫度均低于1305℃，同化性明顯好于國內(nèi)礦粉。主要是因?yàn)槿N外礦為褐鐵礦、赤鐵礦和半褐鐵礦，其燒損大，水分和SiO2含量較高。燒結(jié)過程中由于結(jié)晶水的揮發(fā)產(chǎn)生氣孔和裂紋，加快低熔點(diǎn)物質(zhì)的生成，使得同化性能增強(qiáng)。SiO2含量高有利于燒結(jié)液相的生成，從而有利于增大液相流動能力。但SiO2是硅酸鹽的主要形成物，過高可能導(dǎo)致液相黏度的升高，使

7、鐵礦粉的液相流動性降低[3-6]。例如AF礦粉相對于AG礦粉的同化性能要好，但是AG礦粉的液相流動能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于AF礦粉。鐵礦粉的黏結(jié)相強(qiáng)度和連晶強(qiáng)度是評價鐵礦粉燒結(jié)造塊能力的重要指標(biāo)。一般要求鐵礦粉黏結(jié)相強(qiáng)度和連晶強(qiáng)度大于2000N。由表3可知，外礦粉AA、AB、AC的黏結(jié)相強(qiáng)度和連晶強(qiáng)度一般都在2000N以下，黏結(jié)相強(qiáng)度和連晶強(qiáng)度不好；冶金之家網(wǎng)站國內(nèi)礦粉的連晶強(qiáng)度和黏結(jié)相強(qiáng)度較高主要因?yàn)槠浜F品位較高，