氧(yang)化(hua)球團(tuan)礦具有良好(hao)的(de)機(ji)械(xie)強度(du)(du)和(he)冶金性能(neng)，已成為(wei)高爐煉鐵(tie)(tie)(tie)不可或(huo)缺(que)的(de)優質(zhi)爐料(liao)。然而，國內磁鐵(tie)(tie)(tie)精礦供應不足，使(shi)得許多國內鋼鐵(tie)(tie)(tie)廠開始使(shi)用(yong)進口赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦生產氧(yang)化(hua)球團(tuan)。與磁鐵(tie)(tie)(tie)礦球團(tuan)相比，赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦球團(tuan)焙燒溫度(du)(du)高且區間窄(1300℃~1350℃)，球團(tuan)抗壓強度(du)(du)低，另外，酸性赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦球團(tuan)冶金性能(neng)也較差。其中鏡(jing)鐵(tie)(tie)(tie)礦屬于一種重要(yao)的(de)赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦，球團(tuan)焙燒性能(neng)及冶金性能(neng)比普通赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦球團(tuan)更差。
研究(jiu)者對如何(he)使用赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)生產高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度氧化球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)進行了(le)大(da)量(liang)研究(jiu)。研究(jiu)表(biao)(biao)明(ming)，赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)配(pei)加(jia)磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)制備氧化球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)，可(ke)以(yi)(yi)有效降(jiang)(jiang)低預(yu)熱(re)焙(bei)燒(shao)溫度，提(ti)高(gao)(gao)預(yu)熱(re)焙(bei)燒(shao)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度；配(pei)加(jia)熔劑(ji)生產熔劑(ji)性(xing)赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)也(ye)是(shi)(shi)一(yi)條解決(jue)途徑。國(guo)內球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)廠一(yi)般用赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)配(pei)加(jia)磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)生產高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)，但隨著赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)配(pei)比的(de)提(ti)高(gao)(gao)，配(pei)加(jia)磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)所(suo)起到(dao)的(de)效果被(bei)大(da)大(da)削弱。添加(jia)CaO熔劑(ji)生產熔劑(ji)性(xing)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)在較(jiao)(jiao)低溫度下(xia)即可(ke)獲得(de)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)機械強(qiang)(qiang)度且(qie)還原(yuan)性(xing)較(jiao)(jiao)好，但高(gao)(gao)溫軟(ruan)(ruan)熔性(xing)能(neng)較(jiao)(jiao)差，還原(yuan)膨脹嚴重。而早期研究(jiu)表(biao)(biao)明(ming)，球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)中添加(jia)MgO可(ke)以(yi)(yi)降(jiang)(jiang)低還原(yuan)膨脹率，改(gai)善高(gao)(gao)溫軟(ruan)(ruan)熔性(xing)能(neng)。目(mu)前，較(jiao)(jiao)為系統的(de)研究(jiu)堿度及MgO含(han)量(liang)對鏡鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)強(qiang)(qiang)度及冶金性(xing)能(neng)的(de)影響(xiang)，尤其是(shi)(shi)堿度與MgO共(gong)同作用對球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)冶金性(xing)能(neng)的(de)影響(xiang)方(fang)面的(de)研究(jiu)還鮮有報道，因(yin)此，本文研究(jiu)堿度和MgO含(han)量(liang)對鏡鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)強(qiang)(qiang)度及冶金性(xing)能(neng)的(de)影響(xiang)規律(lv)，對改(gai)善球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)焙(bei)燒(shao)及強(qiang)(qiang)化高(gao)(gao)爐煉鐵(tie)(tie)(tie)具有較(jiao)(jiao)為重要的(de)理論價值。
原料性能及研究方法
本試驗(yan)所(suo)用原(yuan)料有巴(ba)(ba)西(xi)鏡鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)、膨(peng)(peng)潤土、石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)和菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)。由于巴(ba)(ba)西(xi)鏡鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)、石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)和菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)粒(li)度較粗，在實驗(yan)室分別用球磨機(ji)磨到球團生產所(suo)需粒(li)度及比表(biao)面(mian)積。鏡鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)鐵(tie)品位高(gao)，脈石(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)物及其他(ta)有害雜質少，為優(you)質球團原(yuan)料。石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)和菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)(kuang)SiO2含(han)量低，其他(ta)有害雜質含(han)量很(hen)少，為優(you)質鈣鎂熔劑。試驗(yan)所(suo)用黏結劑為優(you)質鈉(na)基膨(peng)(peng)潤土，各項(xiang)指(zhi)標(biao)如下(xia)：蒙脫石(shi)(shi)含(han)量為92.76%，膨(peng)(peng)脹容為20mL/g，2h吸水率為342%，-0.074mm含(han)量達(da)到100%。
試(shi)驗研究包(bao)括配料、混勻、生(sheng)球(qiu)(qiu)(qiu)制備、生(sheng)球(qiu)(qiu)(qiu)干(gan)燥、干(gan)球(qiu)(qiu)(qiu)預熱(re)焙(bei)燒(shao)及焙(bei)燒(shao)球(qiu)(qiu)(qiu)團性(xing)(xing)能檢測等過程，成品(pin)球(qiu)(qiu)(qiu)團礦(kuang)SiO2含(han)(han)量通過添加(jia)(jia)細(xi)磨石英砂控制在3.0%～3.1%，通過配加(jia)(jia)石灰石及菱鎂礦(kuang)調節(jie)成品(pin)球(qiu)(qiu)(qiu)團礦(kuang)堿度和(he)MgO含(han)(han)量，考察堿度和(he)MgO含(han)(han)量變(bian)化對焙(bei)燒(shao)球(qiu)(qiu)(qiu)團抗壓強(qiang)度、還(huan)(huan)原度、還(huan)(huan)原膨脹(zhang)、低(di)溫還(huan)(huan)原粉化和(he)高(gao)溫軟(ruan)熔特性(xing)(xing)的影響。
試驗結果及影響分析
堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)MgO含(han)量(liang)對(dui)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)孔(kong)隙率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)是(shi)反(fan)映球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)在轉運儲存(cun)過(guo)程及(ji)其在還原爐中所(suo)能(neng)承受壓(ya)(ya)(ya)力大小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要指標，大型高(gao)(gao)爐要求球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)在2500牛/個以(yi)上(shang)。自(zi)然MgO含(han)量(liang)下，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)先(xian)隨堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao)而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)至(zhi)0.2時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)就從(cong)自(zi)然堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2400牛/個增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)至(zhi)3500牛/個；當(dang)堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)達到0.4以(yi)后，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)不再增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。這(zhe)是(shi)由于堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)提高(gao)(gao)CaO與(yu)Fe2O3和(he)(he)(he)SiO2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)酸鈣和(he)(he)(he)硅酸鈣等黏結(jie)(jie)相(xiang)，適當(dang)液相(xiang)有利于赤鐵(tie)礦(kuang)(kuang)再結(jie)(jie)晶，但過(guo)多(duo)液相(xiang)不利于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao)。自(zi)然堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)下，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)隨MgO含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)而降低，這(zhe)是(shi)因為(wei)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)在球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)預熱焙燒時(shi)分解，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)了球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)孔(kong)隙率。堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)MgO共同(tong)作用(yong)時(shi)，相(xiang)同(tong)MgO含(han)量(liang)下，堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)對(dui)焙燒球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響規律與(yu)自(zi)然MgO含(han)量(liang)下堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)對(dui)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響規律基(ji)本一致，即球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)先(xian)隨堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao)而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)達到一定值后球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)不再有明顯增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)；相(xiang)同(tong)堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)下，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)隨MgO含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)而降低，這(zhe)是(shi)由于MgO含(han)量(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)孔(kong)隙率隨之(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，同(tong)時(shi)MgO進(jin)入渣(zha)相(xiang)提高(gao)(gao)了脈石礦(kuang)(kuang)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔點，對(dui)液相(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)成有一定阻(zu)礙作用(yong)。試(shi)驗結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，當(dang)堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)在0.2以(yi)上(shang)時(shi)，不同(tong)堿(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)MgO含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏡(jing)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)(tuan)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)(ya)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)均(jun)可達到2500牛/個以(yi)上(shang)。