钙质熔剂对熔剂性球团矿强度的影响.pdf
《钙质熔剂对熔剂性球团矿强度的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钙质熔剂对熔剂性球团矿强度的影响.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、September20232023年9 月China Metallurgy中国冶金Vol.33,No.9,pl1-18第33卷第9 期D0l:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20230307钙质熔剂对熔剂性球团矿强度的影响徐子轩,姜鑫,何佳,王小艾,谢云飞,沈峰满(1.东北大学计算机科学与工程学院,辽宁沈阳110 8 19;2.东北大学冶金学院,辽宁沈阳110 8 19;3.河钢集团材料技术研究院,河北石家庄0 50 0 2 3)摘要:近年来受环境保护政策的影响,熔剂性球团的相关技术开发得到普遍关注。以石灰石和生石灰为钙质熔剂,系统研究了熔剂种类及其添加量对生球
2、、预热球团和成品球团抗压强度的影响规律与作用机理。试验结果表明,无论是采用石灰石熔剂还是生石灰熔剂,生球抗压强度均随着碱度的增加先升高后降低,当碱度R=1.0时抗压强度最高;预热球团的抗压强度均随碱度的增加而降低,延长预热时间与提高温度能提高预热球团的抗压强度。焙烧温度为12 0 0 时,成品球团抗压强度随碱度的升高而下降,碱度由0.0 6(无碱性熔剂,自然碱度)增加至2.0,石灰石球团和生石灰球团的抗压强度由2 2 12 N/个分别降低至10 7 0 N/个和10 10 N/个;焙烧温度为12 50 时,成品球团抗压强度随碱度的升高而先升高后降低,在碱度R=0.5时达到峰值。本试验条件下,熔
3、剂性球团的最佳碱度为0.5、焙烧温度为12 50、焙烧时间为2 0 min。碳酸盐分解产生的CO2比消石灰(生石灰消化形成)分解产生的H2O在焙烧过程中对球团内部结构造成的不利影响更大,因此生石灰作为熔剂性球团的钙质熔剂效果更好。研究内容可为生产熔剂性球团矿选择合适的钙质熔剂、碱度与焙烧温度等参数提供理论依据。关键词:钙质熔剂;熔剂性球团;碱度;抗压强度;显微结构文献标志码:A文章编号:10 0 6-9356(2 0 2 3)0 9-0 0 11-0 8Effects of calcium flux on fluxed pellets strengthXU Zixuan,JI A NG Xi
4、n,H E Ji a?,WA NG Xi a o a i ,XI E Yu n f e i?,SH EN Fe n g m a n?(1.School of Computer Science and Engineering,Northeastern University,Shenyang 110819,Liaoning,China;2.School of Metallurgy,Northeastern University,Shenyang l10819,Liaoning,China;3.Materials Technology Research Institute,HBIS Group,Sh
5、ijiazhuang 050023,Hebei,China)Abstract:In recent years,under the influence of environmental protection policies,the technology development offluxed pellets has received widespread attention.Limestone and burnt lime were used as calcium fluxes,and influ-ence law and action mechanism of flux type and
6、flux addition amount on the compression strength of green pellets,preheated pellets and fired pellets were systematically studied.The experimental results show that,whether lime-stone or burnt lime is used,the compression strength of green pellets increases first and then decreases with the in-creas
7、e of basicity.When the basicity R=1.O,the compression strength is the highest.The compression strength ofpreheated pellets decreases with the increase of basicity.Prolonging the preheating time and increasing temperaturecan improve the compression strength of preheated pellets.When the roasting temp
8、erature is 1 2oo C,the compres-sion strength of fired pellets decreases with the increase of basicity.The basicity increases from O.06(no calciumflux,natural basicity)to 2.O,the compression strength of limestone pellets and burnt lime pellets decreases from2 212 N to 1 070 N and 1 010 N per pellet,r
9、espectively.When the roasting temperature is 1 250,t h e c o mp r e s-sion strength of fired pellets increases first and then decreases with the increase of basicity,and reaches the peakwhen basicity R=0.5.Under the experimental conditions,the optimum basicity of fluxed pellets is R=0.5,theroasting
10、temperature is 1 250,a n d t h e r o a s t i n g t i me i s 2 0 mi n.Be c a u s e t h e CO 2 p r o d u c e d b y t h e d e c o mp o s i t i o n o fcarbonate has greater adverse effect on the internal structure of pellets than H,O produced by the decomposition ofhydrated lime during roasting process
11、of pellets,the effect of burnt lime as the calcium flux of fluxed pellets is bet-ter.The research content can provide theoretical basis for the selection of suitable calcium flux,basicity and roastingtemperature parameters for the production of fluxed pellets.基金项目:辽宁省兴辽英才计划资助项目(XLYC2007152);国家自然科学基金
12、资助项目(NSFC52074074,5197 40 7 3);国家重点研发计划资助项目(2 0 2 1YFC2902401)作者简介:徐子轩(2 0 0 2 一),男,本科生;E-mail:;收稿日期:2 0 2 3-0 5-16通信作者:姜鑫(198 0),男,博士,教授;E-mail:jiangx 中国冶金第3 3 卷12Key words:calcium flux;fluxed pellet;basicity;compression strength;micrograph合理的炉料结构是高炉炼铁工艺的重要内容,在广大冶金工作者的共同努力下,中国高炉逐步形成了以“高、稳、熟、小、匀、净”为
13、指导的炉料结构优化技术 1-2 。近年来,环保要求日益严格,为了满足可持续发展的需求,高炉炼铁工艺应当在炉料结构方面寻求节能减排技术的改进与突破35。目前,中国高炉仍采用以高碱度烧结矿为主的炉料结构,入炉烧结矿比例普遍约为7 0%以上 6-9。众所周知,与烧结工艺相比,球团工艺具有能耗低、污染气体排放少等优点 10 12 。因此,降低烧结矿人炉比例、提高球团矿入炉比例已成为中国应对环保要求的重要措施之一,且在2 0 19年国家产业结构调整指导目录中明确提出的鼓励性技术也包括“高炉高比例球团冶炼技术”13-15。但是,随着高碱度烧结矿入炉比例的降低,为了使高炉渣具有适宜的碱度和良好的脱硫能力,需
14、要以球团代替部分烧结矿作为碱性熔剂的载体,即需要生产熔剂性球团(碱性球团)16-17 。因此,熔剂性球团的相关研究近年来受到广大冶金工作者的重视 18-2 0 1。常用的钙质熔剂主要有石灰石、生石灰、消石灰等,熔剂种类及其添加量均会影响球团矿的冶金性能。姜涛等 2 1系统分析了不同熔剂的成球特性,并考察其对造球工艺及成品球团治金性能的影响规律和作用机理,发现不同熔剂对球团矿的作用效果不同。张林林等 2 2 1以赤铁精矿为原料,通过添加石灰石粉调节碱度,考察了石灰石添加量对生球性能的影响。范建军等 2 3 通过配加石灰石粉料研究了碱度对球团矿抗压强度的影响,研究发现球团矿的抗压强度随着碱度的增大
15、呈现先增加后减小的趋势,当碱度为1.2 时抗压强度最高。刘文强等 2 4 以石灰石为熔剂,在碱度为0.6 1.4的范围内研究了石灰石分解对预热球团矿及成品球团矿抗压强度的影响,研究发现石灰石的分解会降低预热球团矿及成品球团矿的抗压强度,而延长焙烧时间及提高焙烧温度可以改善球团矿的抗压强度。李坤等 2 51以石灰石为熔剂研究了碱度对球团矿抗压强度的影响,发现随着石灰石添加量的增加,球团矿抗压强度降低,且当焙烧温度为12 50、12 90 时出现黏结现象。蒋大军等 2 6 以石灰石、消石灰为碱性熔剂,将碱度设定为0.4、0.6、0.8,在焙烧温度为1200、12 30、12 50 的条件下,研究了
16、碱度对球团矿抗压强度的影响,发现采用两种碱性熔剂时球团矿抗压强度均随熔剂添加量的增加而降低。田筠清等 2 7 研究了添加石灰石对熔剂性球团冶金性能的影响,试验结果表明石灰石能够改善球团的生球性能,碱度大于1.0 时球团矿的抗压强度降低。综上所述,广大冶金工作者对熔剂性球团矿的冶金性能进行了大量研究,但由于铁矿原料、熔剂种类、造球工艺、焙烧制度等条件的不同,研究结果也存在着一定的差异,其根本原因在于铁矿原料、熔剂种类及其添加量对球团矿冶金性能的作用机理有所不同,导致不同研究人员获得的最佳参数和最佳指标也不相同,使得各钢铁企业的熔剂性球团矿使用效果也存在差别 2 8-30 。为了在国内某钢铁公司铁
17、矿原料和熔剂种类条件下获得最佳的熔剂性球团制备方案,以该公司提供的铁矿粉为含铁原料,以石灰石和生石灰为钙质熔剂,系统研究了不同熔剂及其用量对生球、预热球团和成品球团抗压强度的影响规律与作用机理,旨在为钙质熔剂性球团矿的制备提供一定的参考。1试验方法1.1试验原料本试验所选用的铁精粉、石灰石及生石灰的化学成分和烧损见表1。由表1可见,铁矿粉品位较高(6 6.91%),SiO,质量分数略高(5.33%),是中国生产球团矿使用较多的磁铁矿粉。石灰石和生石灰作为本试验的钙质熔剂,其CaO质量分数分别为52.27%与6 0.8 9%。试验所用铁精矿粉料粒度较细,小于0.0 7 4mm的粒度所占比例为94
18、.2 8%,粒度满足造球要求。表1厂原料的化学成分(质量分数)及烧损Table1Chemical composition and loss of ignition for raw materials%原料水分TFeFeOCaoSiO2MgOAl2O3烧损铁矿粉0.2866.9125.180.335.330.440.21-2.80石灰石52.273.161.260.6741.37生石灰60.895.013.321.2727.76徐子轩,等钙质熔剂对熔剂性球团矿强度的影响第9 期131.2试验方案本试验的配矿方案见表2,碱度分别为0.0 6、0.5、1.0、1.5、2.0,表中的基准球团即为没有加
19、人熔剂的酸性球团,其自然碱度R=0.06。表2熔剂性球团配矿方案Table2Blending scheme for fluxed pellets熔剂种类方案编号w(Mg0)/%碱度熔剂用量(质量分数)/%基准球团10.4280.060.0020.4720.54.3930.5231.09.22石灰石40.5731.513.8550.6242.018.3160.5420.53.8470.6751.08.19生石灰80.8101.512.5390.9492.016.841.3试验步骤试验步骤主要包括造球焙烧、强度检测、显微分析3部分(图1)。铁矿粉+熔剂+膨润土强度检测圆盘造球机造球生球造球焙烧颗粒
20、强度烘箱干燥测定仪压力机马弗炉焙烧预热球与成品球SEM-EDS微观形貌分析显微分析图1熔剂性球团试验步骤Fig.1Experimental steps of fluxed pellets1)造球焙烧。将铁矿粉、熔剂等造球原料按试验方案设计的比例混合,在圆盘造球机上加人8%的水分进行造球。将干燥后的球团放入设定为目标预热温度的马弗炉内,以10/min的升温速度将炉温升至目标焙烧温度(12 0 0 或12 50),焙烧20min,焙烧后以5/min的速度将炉温降低至500,然后取出球团待强度检测和显微结构分析。2)强度检测。在KQ-2型颗粒强度测定仪上测定试验所得生球的抗压强度,该测定仪量程为10
21、 0 N;预热球团和成品球团的抗压强度在抗压强度测定机上进行测定,测定机的落下速度设为1mm/min,该测定仪量程为50 0 0 N。3)显微分析。为探究不同因素对成品球团抗压强度的影响机理,利用SEM-EDS扫描电镜设备进行微观形貌的观察与分析。2钙质熔剂对生球强度的影响生球抗压强度对球团转运、布料及干燥过程的破裂程度有重要影响,进而会影响后续预热球团、成品球团矿的强度。图2 所示为碱度对生球抗压强度的影响,由图可见:1)以生石灰为钙质熔剂制备的生球抗压强度整体上高于以石灰石为钙质熔剂的生球抗压强度;2)采用石灰石熔剂时,生球抗压强度随着碱度的增加先略微升高后略微降低,当碱度为1.0 时抗压
22、强度最高,达7.92 N/个;3)采用生石灰熔剂时,生球抗压强度同样随着碱度的增加先升高后降低,10石灰石生石灰98.658.438.097.9287.597.627.357.727.467650.00.51.01.52.0二元碱度图2碱度对生球抗压强度的影响Fig.2Effectof basicityoncompressionstrengthof greenpellets第3 3 卷中国冶金14当碱度为1.0 时抗压强度最高,达8.6 5N/个。分析认为,生球性能主要取决于原料的自身属性,生石灰主要成分为CaO,易在造球过程中与水反应生成消石灰,即Ca(O H)2,其具有一定的黏结作用,因此
23、在碱度R1.0时生球强度随着碱度的升高而降低。3钙质熔剂对预热球团强度的影响3.1预热温度及时间对预热球团强度的影响选择碱度R=1.0的球团在2 0 0、40 0、6 0 0、8 0 0、1000预热温度下进行预热试验,预热时间为20min或40 min。预热球团强度随预热温度及时间的变化规律如图3所示。由图可见:1)预热时间为2 0 min或40 min时,两种钙质预热球团与酸性球团的抗压强度整体上均随预热温度的升高而增大,且三者的抗压强度在相同预热温度下呈酸性球团 石灰石预热球团 生石灰预热球团。2)预热20min时,石灰石预热球团在8 0 0 时的抗压强度较6 0 0 时出现下降,生石灰
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钙质 熔剂 性球团矿 强度 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。