改善低SiO-,2-燒結(jié)礦強(qiáng)度的工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、本文在滿(mǎn)足寶鋼高爐冶煉對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量要求的前提下，依據(jù)寶鋼原燃料條件，探討了將燒結(jié)礦中SiO2含量進(jìn)一步降低的可能性，從中尋找出影響燒結(jié)礦強(qiáng)度下降的兩個(gè)因素，即鐵酸鈣的形態(tài)和數(shù)量，進(jìn)而從燒結(jié)礦礦物組成自身強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)和鐵酸鈣粘結(jié)相的數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行了基礎(chǔ)研究，擬為改善低SiO2燒結(jié)礦的冷態(tài)強(qiáng)度提供理論依據(jù)。 在理論研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了低SiO2燒結(jié)的工藝研究。為了增加燒結(jié)礦中的液相數(shù)量，并促進(jìn)能改善燒結(jié)礦抗斷裂性能的礦物生成，采取了

2、提高燒結(jié)礦堿度、用富塊礦替代燒結(jié)礦作鋪底料以及添加細(xì)鐵精礦粉預(yù)制粒等措施。三種措施的最終目的都是為了改善低SiO2燒結(jié)礦的強(qiáng)度，為寶鋼進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高鐵低SiO2燒結(jié)礦的生產(chǎn)技術(shù)和工藝奠定基礎(chǔ)。 燒結(jié)礦礦物組成及結(jié)構(gòu)對(duì)其抗斷裂性能影響的研究主要從三個(gè)方面進(jìn)行，即礦物組成及結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋萌生和擴(kuò)展的影響；礦物組成及結(jié)構(gòu)的斷裂韌性；燒結(jié)礦的綜合斷裂韌性與燒結(jié)礦強(qiáng)度(轉(zhuǎn)鼓指數(shù))的關(guān)系。結(jié)果表明：在本試驗(yàn)條件下，板塊狀、針狀和細(xì)針狀鐵酸鈣結(jié)構(gòu)中

3、裂紋萌生的臨界載荷分別為98～245mN、245～490mN和980～1960mN，玻璃相、磁鐵礦和赤鐵礦中裂紋萌生的臨界載荷分別為98～245mN、98～245mN和245～490mN；上述礦物組成及結(jié)構(gòu)抗裂紋擴(kuò)展的能力由強(qiáng)到弱依次為細(xì)針狀鐵酸鈣結(jié)構(gòu)、針狀鐵酸鈣結(jié)構(gòu)、赤鐵礦、磁鐵礦、板塊狀鐵酸鈣結(jié)構(gòu)和玻璃相；赤鐵礦、磁鐵礦、玻璃相的斷裂韌性分別為0.89、0.76和0.37，細(xì)針狀、針狀、板塊狀鐵酸鈣結(jié)構(gòu)及鐵酸鈣本體的斷裂韌性分別為1

4、.35、1.03、0.74～0.85、0.74；燒結(jié)礦的綜合斷裂韌性K”C與轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度成線性關(guān)系；發(fā)展針狀、細(xì)針狀鐵酸鈣結(jié)構(gòu)有利于提高燒結(jié)礦的抗斷裂性能。 采用差熱分析方法研究了CaO-Fe2O3二元系中液相的生成溫度、結(jié)束溫度、熔化速率及熔化數(shù)量，考察了不同升溫速率、不同CaO/Fe2O3比以及添加SiO2和Al2O3對(duì)熔化速率和熔化數(shù)量的影響。結(jié)果表明：高升溫速率有利于提高熔化速率，減少熔化時(shí)間，但熔化結(jié)束溫度將向高溫方向移動(dòng)

5、；在1350℃下七種混合物熔化所需的熱量由多到少依次為C+F(90％)、C+F(77％)、C+F(83％)、C+F(80％)、C+F(85％)、C+F(74％)、C+F(70％)，其中混合物C+F(80％)、C+F(74％)和C+F(70％)容易在較低溫度下形成液相，且所需熔化時(shí)間相對(duì)較少；添加SiO2和Al2O3都有利于降低鐵酸鈣的開(kāi)始熔化溫度，但添加SiO2的效果更明顯。鐵酸鈣的熔化速率在添加SiO2后開(kāi)始下降，并且隨著熔化時(shí)間的延

6、長(zhǎng)下降得越來(lái)越明顯，而添加Al2O3對(duì)鐵酸鈣的熔化速率影響不大。 改善低SiO2燒結(jié)礦強(qiáng)度的工藝試驗(yàn)表明：蛇紋石配比降低到1.0％時(shí)，燒結(jié)礦中SiO2含量可降低至3.9％，燒結(jié)礦的強(qiáng)度和抗低溫還原粉化性能下降，但進(jìn)一步減少蛇紋石配比，各項(xiàng)燒結(jié)指標(biāo)下降幅度顯著增大；若將燒結(jié)礦堿度由1.75提高到1.85，并配入5％的鐵精礦粉，在保證基準(zhǔn)試驗(yàn)的燒結(jié)礦(4.4％SiO2)強(qiáng)度不變的前提下，可將燒結(jié)礦中SiO2含量降低到3.9％～4.0

7、％的水平；采用紐曼礦、海南礦和哈默斯利礦作鋪底料，可以提高燒結(jié)生產(chǎn)率5％以上，而且可以大幅度降低燒結(jié)礦的成本，降低燒結(jié)燃耗，簡(jiǎn)化燒結(jié)工藝。用富塊礦作鋪底料的燒結(jié)礦在堿度1.85的條件下，可以獲得與基準(zhǔn)試驗(yàn)燒結(jié)礦(4.4％SiO2)強(qiáng)度相當(dāng)?shù)牡蚐iO2燒結(jié)礦(3.9％～4.0％SiO2)；5％鐵精礦粉直接配入燒結(jié)混合料中，可以改善燒結(jié)料層的透氣性，當(dāng)配比超過(guò)10％時(shí)，燒結(jié)料層的透氣性惡化，燒結(jié)礦的冶金性能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)隨之變差。若將鐵精礦