不同含鎂添加劑對(duì)球團(tuán)礦工藝參數(shù)及質(zhì)量的影響

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1、不同含鎂添加劑對(duì)球團(tuán)礦工藝參數(shù)及質(zhì)量的影響青格勒1，2，吳鏗1，屈俊杰1，劉文旺3，田筠清2，王夢(mèng)1(1.北京科技大學(xué)鋼鐵冶金新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；2.首鋼技術(shù)研究院，北京100041；3.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司球團(tuán)廠，河北唐山063200)摘要：MgO對(duì)高鐵低硅燒結(jié)中燒結(jié)礦的質(zhì)量有不利影響，但其可以改善球團(tuán)礦的冶金性能。因此，不在燒結(jié)礦而在球團(tuán)礦中添加MgO，可在改善燒結(jié)礦質(zhì)量的同時(shí)提高球團(tuán)礦的冶金性能。不同的含鎂熔劑對(duì)球團(tuán)工藝參數(shù)和性能影響不同。通過試驗(yàn)研究了在高鐵低硅條件下，白云

2、石、蛇紋石、硼泥和鎂質(zhì)添加劑等4種含鎂添加劑對(duì)球團(tuán)造球，焙燒工藝及對(duì)球團(tuán)礦物化性能和冶金性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，鎂質(zhì)添加劑對(duì)提高球團(tuán)礦MgO含量、控制低硅球團(tuán)礦還原膨脹率、改善球團(tuán)礦還原度和熔滴性效果最好。關(guān)鍵詞：含鎂添加劑；球團(tuán)；冶金性能酸性球團(tuán)礦還原膨脹率高，且軟化溫度、軟熔區(qū)間等冶金性能較差，給高爐順行帶來(lái)不利影響。大多數(shù)煉鐵廠使用酸性球團(tuán)礦的比例較低(在20%左右)，但隨著球團(tuán)礦產(chǎn)量的增加和高爐精料需求量加大，球團(tuán)礦在高爐爐料中的比例不斷提高，這對(duì)燒結(jié)礦的堿度和MgO含量以及球團(tuán)礦的質(zhì)量和冶金性能提

3、出了更高的要求。對(duì)于燒結(jié)礦，混合料中的MgO可以減少成品燒結(jié)礦中玻璃質(zhì)的生成，有利于改善燒結(jié)礦的高溫還原性，并提高燒結(jié)礦的軟熔溫度，但對(duì)于高鐵低硅燒結(jié)來(lái)說(shuō)，MgO對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度有不利的影響。適當(dāng)降低燒結(jié)礦中MgO含量，可以提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度，減少成品燒結(jié)礦中5～10mm粒級(jí)所占比例[1-4]。對(duì)于球團(tuán)礦，MgO可以改善球團(tuán)礦的冶金性能[5-6]。所以，把燒結(jié)礦中的部分MgO轉(zhuǎn)移到球團(tuán)中，通過球團(tuán)礦加入高爐，不僅可以提高燒結(jié)礦的質(zhì)量，而且能改善球團(tuán)礦的冶金性能，從而提高綜合爐料的性能。含鎂球團(tuán)礦的焙燒溫度控制比普通

4、酸性球團(tuán)礦要求高，難度大，而且不同的含鎂熔劑對(duì)球團(tuán)造球、焙燒及成品球質(zhì)量有不同的影響。國(guó)內(nèi)有文獻(xiàn)研究了白云石、輕燒白云石、氧化鎂粉、橄欖石等對(duì)球團(tuán)性能的影響[7-10]，但其試驗(yàn)使用的礦粉SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)都比較高，在4%以上。國(guó)外對(duì)熔劑型球團(tuán)也進(jìn)行了較多的研究[11-13]，但主要用熔劑是石灰石、橄欖石等，對(duì)不同含鎂添加劑的系統(tǒng)比較和研究?jī)?nèi)容很少。本試驗(yàn)詳細(xì)研究了不同MgO含量的白云石、蛇紋石、硼泥和鎂質(zhì)添加劑等4種含鎂添加劑對(duì)SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.22%的高鐵低硅礦粉球團(tuán)的造球、焙燒和冶金性能的影響，并比較

5、分析了不同含鎂添加劑的優(yōu)缺點(diǎn)。1試驗(yàn)方法及原料性能1.1試驗(yàn)研究方法根據(jù)配料方案進(jìn)行混料，在直徑為800mm的圓盤造球機(jī)上進(jìn)行造球，造球盤轉(zhuǎn)速為21r/min，造球時(shí)間為10min。造球結(jié)束后篩取10～12.5mm粒級(jí)的生球測(cè)定其落下強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、水分和爆裂溫度。生球爆裂溫度的測(cè)定方法是：取20個(gè)生球放入吊籃內(nèi)，把吊籃放入標(biāo)定風(fēng)速為1.8m/s的熱風(fēng)中，5min后拿出，觀察是否有生球破裂，如果沒有破裂，上調(diào)風(fēng)溫，重復(fù)以上程序，直到有10%生球爆裂為止，此溫度作為生球爆裂溫度。生球焙燒試驗(yàn)分別在管式電爐和內(nèi)

6、徑為Φ120mm、高度為400mm的焙燒杯內(nèi)進(jìn)行。焙燒試驗(yàn)后分析球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度、化學(xué)成分和冶金性能。球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度測(cè)定按國(guó)標(biāo)GB/T14201—93進(jìn)行。還原度、還原膨脹率和低溫還原粉化率指標(biāo)按照國(guó)標(biāo)GB/T13240～GB/T13242—91測(cè)定。1.2試驗(yàn)用原料的物化性能試驗(yàn)用礦粉和含鎂添加劑的化學(xué)成分如表1所示。試驗(yàn)用含鐵原料是高品位磁鐵礦粉，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69.89%。SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低(1.22%)，其75μm以下粒級(jí)含量是88.75%。用于試驗(yàn)的含鎂添加劑有白云石、蛇紋石、硼泥和鎂質(zhì)添加劑，其

7、粒度均在75μm以下。幾種含鎂添加劑按照MgO含量從高到低的排序是鎂質(zhì)添加劑、硼泥、蛇紋石和白云石，其MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從66.66%到19.09%。表2是試驗(yàn)用膨潤(rùn)土的物理性能，其2h吸水率為477%，膨脹指數(shù)為17mL/2g。2試驗(yàn)結(jié)果及分析2.1含鎂添加劑對(duì)礦粉造球及生球質(zhì)量的影響為了比較分析幾種含鎂添加劑對(duì)礦粉造球性能和生球質(zhì)量的影響，在礦粉中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、2%和3%的不同含鎂添加劑進(jìn)行造球試驗(yàn)。膨潤(rùn)土的配比(質(zhì)量分?jǐn)?shù))相同，均為1.5%。圖1給出生球落下強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的比較結(jié)果。由圖1(a)

8、可見，加入白云石、蛇紋石之后的生球，其落下強(qiáng)度均有所提高。例如，加入1%白云石時(shí)，生球平均落下強(qiáng)度達(dá)到6.3次/0.5m，比基準(zhǔn)試驗(yàn)(不配含鎂添加劑)生球平均落下強(qiáng)度提高了1次/0.5m。加入3%蛇紋石時(shí)，生球平均落下次數(shù)達(dá)到8.8次/0.5m，比基準(zhǔn)試驗(yàn)(未加入含鎂添加劑)生球落下強(qiáng)度提高了3次/0.5m。硼泥和鎂質(zhì)添加劑對(duì)生球落下強(qiáng)度影響不大。由圖1(b)可見，配加蛇紋石和硼泥的生球抗壓強(qiáng)度比基