铁粉中C、S含量对球团焙烧影响的试验研究
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周新宇 李连猛 王立华 (唐山建龙实业有限公司) 摘要:由于铁粉中C、S含量高导致竖炉结块,通过配制C、S含量不同的混匀料,通过造球试验、焙烧试验,找出了C、S含量不同对焙烧带来的影响…
周新宇 李连猛 王立华
(唐山建龙实业有限公司)
摘要:由于铁粉中C、S含量高导致竖炉结块,通过配制C、S含量不同的混匀料,通过造球试验、焙烧试验,找出了C、S含量不同对焙烧带来的影响。
关键词:铁粉 C、S含量 球团焙烧 试验研究
l引言
2009年10月以后我公司竖炉发生几次结块事故,给竖炉生产带来了不利的影响。通过事故的排查与分析,认为主要是铁粉中C、S含量高导致竖炉结块事故,但铁粉中含C、S含量对竖炉焙烧的影响程度还是未知。为此在实验室进行试验,以我公司使用的磁精矿粉和“剑锋”钒钛粉为含铁原料,固定除尘灰、膨润土配比,通过配加不同量的磁精矿粉、“剑锋”钒钛粉和煤粉,调节混料中的C、S含量,模拟生产实际进行造球、焙烧试验,分析混料中不同的C、S含量在同一焙烧温度下,对球团焙烧的影响。
2试验用原料C和S的含量
方案一:磁铁粉为主料,将生球含C含S量调至0.25和0.1,其余辅料按实际生产配比,(S含量用用“剑锋”钒钛粉调节,除尘灰2.5%,膨润土2.2%)。
方案二:磁铁粉为主料,将生球含C量调至0.65~0.70,其余辅料按实际生产配比,(C含量定为0.70,S量为自然含量)。
方案三:全“剑锋”钒钛粉配料(高S,S=0.375),将生球含S量调至0.375,其余辅料按实际生产配比(剑锋钒钛粉S量为0.225,达不到要求,故生球含S量为自然含量,C含量为自然含量)。
三个方案生球的设计、自然C、S含量如表2。
3.1造球试验条件
造球盘Φ500×150,线速度1.2米/转,倾角45度。用料7Kg,生球过筛,筛取10~12.5mm球体作为后续实验用样。
生球落下:取10个10~12.5mm的生球从500mm高处自由落在5mm厚钢板上,以不破裂次数的平均值作为落下指标。
生球抗压:取l0个10~12.5mm的生球,在弹簧秤上以0.2mm/秒的速度压下,以10个球破裂时的平均压力作为抗压指标。
3.2造球试验结果
从生球的落下强度和抗压强度看,三个方案皆可满足生产要求。生产中不会出现强度问题。从造球结果看,膨润土用量还可稍降低一点。
从造球过程看,方案一、二生球表面较粗糙,方案三较光滑,成球性较好,应该是铁矿粉粒度所致。
从混料过程看,除尘灰有结粒现象,粒径约在2~5毫米,不宜分散,对混匀有很大的不利影响。
5焙烧试验
4.1焙烧试验条件
生球在竖式电炉中进行焙烧,高温吊篮装入1kg左右生球,待电炉温度升至设定温度,将吊篮放入电炉炉顶,之后使吊篮缓慢下行。干燥预热约20分钟,焙烧约20分钟,冷却约20分钟,全过程共计60分钟。
焙烧后的球团矿,在弹簧压力试验机上测定抗压强度,压力机量程5000N,感量10N,测30个球,最后取平均值。
4.2焙烧试验结果
在1190℃和1220℃的焙烧温度下,三个方案球团矿的抗压强度。
从焙烧结果看,方案二不能满足生产要求。1220℃焙烧就有严重的粘结现象,未粘结的球团矿的抗压强度也只有1710N/球。与本实验室以往所做的普通磁铁球团矿相比,焙烧温度约低30~40℃。
方案一1220℃焙烧稍有粘结现象,未粘结的球团矿的抗压强度3005N/球。若再降低20~30℃。球团矿的抗压强度仍能满足要求。方案一与本实验室以往所做的普通磁铁球团矿相比,焙烧温度约低20℃左右。
方案三1220℃焙烧微有粘结现象,未粘结的球团矿的抗压强度2240N/球。若再降低10~20℃,估计球团矿的抗压强度也可满足要求。
与本实验室以往所做的普通磁铁球团矿相比,焙烧温度约低10℃。
宏观球团矿断面,方案二1220℃焙烧的球团矿约有半数以上的球团矿没有整体连晶,非金属相明显。方案一和方案三1220℃焙烧的球团矿也能观察到非金属相,方案一好于方案三。
球团矿粘结、焙烧温度需降低的原因有三方面:一是生球中的C、S在焙烧过程中氧化放热,使球团内部的温度比普通球团更高,增加液相的生成量;另一方面,除尘灰在混料中结粒,除尘灰中C集中,易造成局部强还原气氛,加剧低价铁氧化物生成,增加液相的生成量;再一方面,C、S易使球团内部生成低价铁氧化物,进而生成低熔点矿物,增加液相的生成量。
6结论
根据试验结果及分析,得出以下结论:
5.1三个方案的成球性能都较好,都能满足生产要求。
5.2方案二焙烧的球团矿不能满足生产要求。1220℃焙烧就有严重的粘结现象,与普通磁铁球团矿相比,焙烧温度约低30~40℃。若降低焙烧温度,强度不能满足要求。方案一1220℃焙烧稍有粘结现象,与普通磁铁球团矿相比,焙烧温度约低20℃左右。方案三1220℃焙烧微有粘结现象,与普通磁铁球团矿相比,焙烧温度约低10℃。方案的优劣顺序:方案一→方案三→方案二。
5.3三个方案中的C、S含量,对焙烧都有影响,C的影响大于S的影响。
4.3烙烧试验分析
焙烧后粘结照片如下图1、2、3。
3.3造球试验分析
4造球试验
按照方案设计,经计算的配比如表3。
3试验方案
延伸阅读
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