竖炉球团配加巴西精粉的试验研究

关键词巴西精粉球团矿强度

l 前 言

随着现代钢铁生产的发展，提高产品质量、节能降耗、降低生产成本成为各大钢铁企业当务之急。烧结矿和球团矿作为高炉炼铁的两大主要原料，其质量的好坏起着至关重要的作用。

为进一步提高高炉精料水平，改善技术经济指标，唐钢针对原料供应状况，进行了竖炉球团配加巴西精粉的试验研究，以提高球团矿品位，改善球团矿冶金性能，最终达到改善原料质量，降低炼铁系统成本的目的。

2原料条件及试验方案

2．1原料条件

本次试验采用两种精矿粉，分别为唐山地区所产精粉(以下简称“地方精粉”)和巴西精粉。所用巴西精粉为镜铁矿，属高品位精矿粉，TFe为68．42％，SiO₂仅1．27％，且价格较低廉。

试验所用原料全部由现场提供，化学成分见表1。原料的粒度全部为原始粒度，未做任何处理。

2．2试验方案

本实验将目前生产条件下(100％地方精粉)的球团作为基准样，进行配加20％～100％巴西精粉(地方精粉找齐)的造球及球团焙烧实验。并在不同巴西精粉与地方精粉配比条件下，进行不同膨润土添加量的造球试验和不同温度下的球团焙烧试验。

3试验结果及分析

3．1造球试验

为了考查巴西精粉和膨润土对生球性能的影响，将不同巴西精粉配比和膨润土配加量条件下，生球的抗压强度及落下强度的变化示于图1～图4。

由图1、图2可以看出，生球随着巴西粉配比的增加，其强度降低，尤其当配加量>50％后，生球的抗压强度和落下强度急剧下降，当巴西精粉配比达到100％时，落下强度仅为1．3次／个球。巴西精粉配比从20％增至50％，对生球抗压及落下强度的影响并不明显，比较而言，当巴西精粉配比为20％时抗压及落下强度较高。

膨润土在3．5％～4．5％范围内，随着膨润土用量的增加，生球的抗压强度和落下强度均有所提高，但对抗压强度的影响更为明显一些；对于落下强度而言，除了未配加巴西粉的生球外，对其影响不大。

巴西精粉的粘结性差，但由于它的粒度较细，适当的配入，可使原料粒度组成趋于合理，较细粒度的巴西精粉充填于较粗粒度的地方精粉之中，可使生球中的颗粒排列紧密，形成的毛细管直径减小，所产生的毛细力增大，可以弥补生球的强度的损失。但如果巴西精粉配比过大，则由于巴西精粉的粘结性差，不易成球而使生球强度降低。

因此，就造球试验结果来说，巴西精粉配比不宜超过50％。

3．2球团焙烧试验

根据造球试验的结果，对巴西精粉配比为O％、20％、35％、50％的生球进行球团焙烧试验(试验结果见图5)。

图5 巴西精粉配比对球团矿抗压强度的影响

由图5可以看出，在相同焙烧温度下，随巴西精粉配比增加，球团矿抗压强度呈下降趋势，随焙烧温度升高曲线上移，或者说，随巴西精粉配比增加，需提高焙烧温度。其原因在于：赤铁矿球团的固结机理与磁铁矿有很大不同。磁铁矿主要是氧化再结晶，磁铁矿氧化能为球团矿的固结提供一部分热量；而赤铁矿固结是一种简单的高温下晶粒长大和再结晶的过程。因此随赤铁矿配加量增加，要求更高的焙烧温度。根据试验结果，配加巴西精粉后，焙烧温度需提高30～60℃。

由图5还可看出，焙烧温度为l 200℃时，各种球团矿的抗压强度均最好，都大于2000 N／个；在焙烧温度l 160℃时，几种球团矿的抗压强度(在2 000 N／个球左右) 也可以满足生产的要求。因此，焙烧温度可制定在1160～l 200℃之间。

将焙烧温度为1 160℃，不同膨润土添加量时球团矿强度的变化示于图6。由图可见，膨润土配加量的增加，对球团矿强度的：影响并不明显。当膨润土添加量为4．O％i时，即可满足球团矿质量要求。

3．3球团矿冶金性能

为考查配加巴西精粉对球团矿冶金性能j的影响，选择部分试样进行了冶金性能测定，其试样编号为：A一巴西粉0％、膨润_土4．0％；B-巴西粉20％、膨润土4．0％Il C一巴西粉50％、膨润土4．0％；D__巴西粉50％、膨润土4．5％。它们的冶金性能测定结果列于表2。

从表2数据可以看出，无论配加巴西精粉与否，球团矿的冶金性能变化都不大，抗低温还原粉化性能均较好；而还原性能不高，都属于一般水平。原因可能是膨润土用量较大，焙烧中产生液相较多所致。

本组试验之间相比，随巴西精粉配比增加，球团矿还原性能和软化性能有所改善，软化开始温度升高，软化区间变窄。巴西精粉配比20％与50％相比，低温还原粉化性能接近，略低于不配加巴西精粉的基准样。球团矿的还原膨胀率均属正常范围。

从C和D样的对比中可以发现，增加膨润土用量，球团矿的低温还原粉化性能略有改善，但变化不大，而还原性有所降低。

4结论

1)随巴西精粉配加量增加，生球及球团矿强度有下降趋势。为保证球团矿质量，焙烧时，应适当提高焙烧温度。 ；

2)就造球而言，适当配加巴西精粉对；生球质量无不利影响，但配比不宜过高，以20％左右为宜。

3)配加巴西精粉后，需相应提高焙烧温度30℃～60℃左右，以满足球团固结所需热量，保证球团矿质量。

4)随巴西精粉配比增加，球团矿品位提高，还原性能和软化性能得到改善；与基准样比较，低温还原粉化性能略有下降；还原膨胀属正常范围。

5)综合分析得出，巴西粉配加量在15％～35％为宜。