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随着钢铁工业的不断发展,高炉迫切需要合理的炉料结构,而高碱度的烧结矿配加酸性球团矿被认为是一种较理想的高炉炉料结构。目前,我国许多的钢铁企业纷纷生产酸性球团矿来优化高炉炉料结构。但国内造球原料—铁精粉成球性能普遍较差,许多球团厂以高配比的膨润土来解决此问题,这不但造成了球团生产的高成本,还对后道工序—炼铁工艺,非常不利。 本文拟对铁精粉进行预处理来解决其成球性能较差的问题,利用机械力作用使混合料的物化特性发生改变,从而能提高了生球落下强度,降低了膨润土用量。试验采用了润磨与高压辊磨工艺对铁精粉进行预处理。润磨的适宜工艺参数为:润磨时间为6min;润磨混合料水分为6.0%;实验用润磨机处理量为0.06t/h;润磨机转速为临界转速的0.7~0.8倍;润磨机的介质充填率为17%左右即可;润磨机的介质粒度组成以小球比例较高润磨效果较好。适合的高压辊磨工艺参数为:辊压为2.23Mpa;辊速为100r/min(轮缘线速度为1.05m/s);辊磨次数为2次。 本文通过SEM、激光粒度分析、比表面积测定、润湿热的测定及X衍射分析对润磨及高压辊磨预处理铁精粉的机械化学作用机理进行了研究。研究表明:铁精粉经过润磨及高压辊磨预处理后其平均粒径明显减小,细粒级含量增多,其粒径对数分布接近正态分布,-45μm粒级增加近11%,特别是1~10μm粒级含量由13%提高到24%与20%。这种粒度分布在造球过程中将使矿粒的堆积更加紧密,有利于生球强度的提高。高压辊磨预处理后颗粒形貌多为针状、片状和条形状,并且有些颗粒明显存在裂隙。这种条状、针状、片状的颗粒在造球过程中引起的搭桥式机械咬合力加强了生球的强度。润磨与高压辊磨预处理铁精粉后润湿热由1.45×10-5J/cm2提高到4.77×10-5J/cm2与9.78×10-5J/cm2,颗粒表面自由能增大,从而增加活性,提高其表面的吸附能力。有利于矿粒与粘结剂、矿粒与矿粒间的相互作用。上述作用使其成球性指数由0.242提高到0.380与0.648,生球落下强度提高了2~3次/0.5m。其膨润土配比可降至1.0%,达到国外先进水平。铁精粉经预处理后,其衍射峰有加宽趋势,衍射强度有减弱趋势,晶格扭曲、形成晶体缺陷、发生微塑性变形等,晶格变形度增加0.32%,提高了矿粒化学活性,有利于球团的氧化固结。球团氧化动力学及焙烧试验表明:润磨与高压辊磨预处理铁精粉后球团氧化反应活化能由33.96KJ/mol降低到31.68KJ/mol与31.28K5/mol,促进了球团氧化固结,球团焙烧强度提高了近1000N/个。以上说明,润磨与高压辊磨工艺是解决球团行业铁精粉粒度粗、膨润土配比高的有效途径。