赤鐵礦對(duì)氧化球團(tuán)性能的影響研究

蔡冬林

摘要：由于環(huán)境保護(hù)和高鐵品位冶煉生產(chǎn)的需要，提高球團(tuán)礦配比已經(jīng)成為高爐冶煉的趨勢(shì)。本文選取赤鐵礦作為研究對(duì)象，探究不同配比（5%、10%、15%）赤鐵礦的加入對(duì)氧化球團(tuán)生球落下強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度、焙燒球抗壓強(qiáng)度、焙燒球還原膨脹率、焙燒球還原性、焙燒球軟化熔滴性能的影響。

關(guān)鍵詞：赤鐵礦;氧化球團(tuán);冶金性能

1 緒論

我國(guó)鋼鐵行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在正向煉鐵精煉、節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境綜合性發(fā)展。氧化球團(tuán)在煉鐵強(qiáng)度、性能、環(huán)保方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)發(fā)展成為常用煉鐵原料，并且，優(yōu)化球團(tuán)礦煉鐵配比是當(dāng)前煉鐵技術(shù)重點(diǎn)研究課題。球團(tuán)礦的主要成分是磁鐵礦，但由于磁鐵礦儲(chǔ)量急劇減少，且價(jià)格偏貴。而赤鐵礦儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，可有效降低球團(tuán)礦煉鐵成本，充分利用儲(chǔ)量資源。因此，在球團(tuán)礦中適當(dāng)配比赤鐵礦是煉鐵技術(shù)重要研究方向。研究在球團(tuán)礦主要成分磁鐵礦中如何配比赤鐵礦，對(duì)煉鐵過程中的氧化球團(tuán)生球落下強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度、焙燒球抗壓強(qiáng)度、焙燒球還原膨脹率、焙燒球還原性、焙燒球軟化熔滴性能影響程度，可有效推進(jìn)煉鐵技術(shù)理論發(fā)展與實(shí)踐進(jìn)程。

2 試驗(yàn)原料

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 赤鐵礦對(duì)生球落下強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的影響

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理，生球的落下強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度如圖1所示。隨赤鐵礦配比增加，球團(tuán)礦落下強(qiáng)度變化不大，平均為45次/0.5m;抗壓強(qiáng)度變化明顯，由10.1N/P增強(qiáng)到11.7N/P。

4.2 赤鐵礦對(duì)焙燒球抗壓強(qiáng)度的影響

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理，焙燒球抗壓強(qiáng)度如圖2所示。隨赤鐵礦配比增加，當(dāng)焙燒時(shí)間為15分鐘時(shí)，焙燒球抗壓強(qiáng)度急劇下降，由2761N/P下降到2576N/P，當(dāng)焙燒時(shí)間提升為20分鐘時(shí)，焙燒球抗壓強(qiáng)度變化不大，均在2760N/P左右，即延長(zhǎng)焙燒時(shí)間可增強(qiáng)含赤鐵礦球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度。

4.3 赤鐵礦對(duì)焙燒球還原膨脹率的影響

首先，球團(tuán)礦依次經(jīng)過干燥（500℃）、預(yù)熱（950℃）和焙燒（1250℃）;然后，將球團(tuán)礦進(jìn)行還原焙燒;最后，通過水浸法測(cè)量球團(tuán)在還原前后的體積，并根據(jù)測(cè)量的體積來計(jì)算焙燒球還原膨脹率。通過測(cè)定與計(jì)算結(jié)果如表3所示。

隨著赤鐵礦配比增加，球團(tuán)還原膨脹率逐步上升，分別上升了0.57%、2.54%、3.17%。綜合分析，盡管試驗(yàn)中所測(cè)定與計(jì)算的球團(tuán)膨脹率處于上升趨勢(shì)，但都處于較低水平，最高水平13.56%也仍低于15%，滿足煉鐵工藝要求。

4.4 赤鐵礦對(duì)焙燒球還原性的影響

試驗(yàn)中不同配比方案對(duì)應(yīng)的焙燒球還原度指數(shù)如圖3所示。隨著赤鐵礦配比增加，焙燒球還原度指數(shù)由60.15%增加到了62.63%。

4.5 赤鐵礦對(duì)焙燒球軟化熔滴性能的影響

赤鐵礦對(duì)焙燒球軟化熔滴性能的影響如圖4所示。在配比赤鐵礦后，熔融層區(qū)域明顯擴(kuò)寬，滴落層區(qū)域縮窄，焙燒球軟化熔滴性能得到優(yōu)化。

5 總結(jié)

（1）配比赤鐵礦可改善生球的抗壓強(qiáng)度，基本保持原落下強(qiáng)度水平。

（2）配比赤鐵礦后，焙燒球團(tuán)抗壓強(qiáng)度下降，將焙燒時(shí)間延長(zhǎng)5分鐘則基本與原性能相當(dāng)，完全可以滿足煉鐵技術(shù)要求。

（3）配比赤鐵礦可改善球團(tuán)還原膨脹率及還原性，進(jìn)一步增強(qiáng)球團(tuán)透氣性。

（4）配比赤鐵礦可擴(kuò)寬熔融層區(qū)間，顯著改善焙燒球軟化熔滴性能。

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