球团矿的制备及性能测试

冶金104班，109124183

郑伟伟

实验1 保护性炉渣粘度测定实验

一、实验目的：

1)通过实验掌握炉渣粘度的测定方法和原理。

2)不同炉渣成分粘度和温度数据分析比较。

3)了解炉渣组成对粘度及熔化性的影响。

二、实验原理：

采用旋转式热矩粘度计测定炉渣粘度的依据是：用一根制作的标钼。其上端固定于作匀旋转的轴上。下端为测头。钼杆下部放于渣中并证转。由于渣的粘度，钼棒上端相矩传递给传感器，扭距大小等比于熔渣粘度。所以电信号下比于粘度。

Y=k·v y=k(t-t0)

三、实验仪器、设备

旋转式扭矩粘度计、铂丝炉、控制柜、单电机数据采集系统四：实验步骤：

1. 装备样品：将炉渣破碎到1mm以下用磁铁吸收其中残铁，混匀然后称180g。

2. 将渣样装入外套有石墨坩埚内，然后将其放入钼丝炉内的恒然带。然后检查气路保护系统及冷却水系统是否正常。方可通电升温。

3. 严格按铂丝炉升温制度逐渐增加透入钼丝炉的电压。渣化后搅拌。温度不超过1500℃然后将钼杆测头放入渣中指定位置。待温度稳定5～10min后，可测粘度。

4.

①安铂杆在传感器上

②开动电机使钼杆交融转动

③开启计算机系统电源

④运行测定粘度软件WKW

⑤逐步降低电炉电压

四、实验数据及结果分析

测得结果后重新加大电压，使渣面再次熔化并将钼丝测头从渣中提出。但仍保持在炉内。逐渐减小炉子电压，待炉温到800℃

时，关电源降温，当T=150℃时，关闭冷却水及保护气。

实验2 球团矿的性能测试

一、球团矿与烧结矿冶金性能的比较

目前国内普遍认为球团矿比烧结矿在冶金性能上有以下优点：

（1）粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。通常球团粒度在8~16mm的占90%~95%以上。这一点即使整粒最好的烧结矿也难以相比。

（2）冷度强度（抗压和抗磨）高。在运输、装卸和贮存时产生粉末少。

（3）铁粉高和堆密度大，有利于增加高炉料柱的有效重量，提高产量和降低焦比。（4）还原性好，改善煤气化学能的利用。测定表明，在用低二氧化硅的优质原料时，球团矿与烧结矿的还原性相差不大，而使用二氧化硅较高的优质原料时，球团的还原性由于烧结矿。

二、球团矿的生产

球团矿的生产工艺主要有以下三种：竖炉法、带式焙烧机法和链蓖机一回转窑法。

1、竖炉球团法

现今有两种主要炉型。一种炉型的特点是高炉身、无外部冷却器, 另一种是矮炉身,带单独的球团冷却器和热交换器。竖炉法主要是为处理磁铁精矿而提出来的, 通过研完使用各种不同精矿之后认为;精矿的磁铁含量要尽量保持高些。在一定条件下, 配入少量赤铁矿是可以容许的, 但是,在任何情况下, 精矿内的二价铁含量都应高于20%。

2、带式焙烧机球团法

对于带式焙烧机法来说, 最重要的一项进展可能就是带式机有效面积的增大, ,而仍旧保持鼓风干燥、,抽风干燥、抽风预热、抽风焙烧和鼓风冷却各工艺段的作用, 同时设计保持较高的工艺供热流的辅助设备。

近些年来, 向焙烧机提供热源的燃烧器有了改进。现在, 在带式焙烧机上采用吸引式烧咀利用从焙烧系统回收的显热, 这已成为标准操作方式。根据球团厂厂址的不同, 带式焙烧机一般采用的燃抖有天燃气或者6号燃油。由子天燃气与燃油缺乏,目前，正在研究用煤作燃料。

3、链蓖机一回转窑法

与带式焙烧机法的情况相同, 链篦机一回转窑的重大进展, 也是设备规格的增大。第一套工业性链蓖机一回转窑是用赤铁精矿作原料的, 设计能力为33万吨一年。目前, 处理同类原料的链蓖机一回转窑球团厂, 单套机组的生产能力可超过400万吨/年。如果焙烧磁铁矿，则同一套设备的产量会大大超过这一数字。目前, 世界链蓖机一回转窑球团厂总生产能力估计约为9700万吨/年。

三、球团矿冶金性能的影响因素

(1)铁精矿的矿物类型。生产球团矿常用的原料有磁铁矿和赤铁矿二种。就成球性而言，

赤铁矿优于磁铁矿，就焙烧固结性能而言，则相反。磁铁矿更易固结的原因有二：一为

焙烧过程中，磁铁矿发生氧化和晶变二为氧化放热效应。赤铁矿则全靠高温下的再结晶，故要求更高的焙烧温度。

铁精矿中含有脉石，有的数量不多，但对焙烧固结有重要影响。脉石矿物品种很多，其对球团固结的影响机理，不外乎能否与铁矿物反应，是否能成为液相，以及液相对铁矿物的润湿能力。

为了研究脉石的影响，以常见的石英和长石为例。石英熔点甚高，在氧化气氛中，不与赤铁矿反应。长石熔点较低，在焙烧温度下成为液相，并对赤铁矿润湿性强，极易渗入铁矿晶粒间隙。现取极纯的赤铁矿精矿(含SiO2仅0.15%)分,别配以不同数量的石英粉、长石粉，在空气中以1250℃焙烧30分钟，然后测定其强度，并在显微镜下观察其结构，其结果见图1.石英不参与反应，故对强度无明显的影响，而长石熔融，渗入赤铁矿晶粒之间，形成液相渣键，只要有2%，便对固结影响显著。还原性实验表明，石英对于球团矿的低温(550℃)、中温(900℃)还原性没有影响，只恶化其高温(1250℃)还原性。长石将孔隙堵塞，并且封闭了部分赤铁矿表面，使球团矿的还原性全面降低。

铁精矿粒度和粒度组成对于固结的影响，与对成球性的影响一致。粒度小，比表面积大，不仅有利于气一固相反应，而且有利于固一固相反应，它使磁铁矿氧化迅速，表面晶格缺陷较多，易于进行固相扩散反应。所以原料粒度细，球团矿强度高。此外粒度对气孔率和气孔大小有关，强度高的球团矿，其气孔必然小而均匀。

(2)焙烧温度的影响。焙烧温度水平，对于球团矿固结影响最大。一般认为温度愈高，反应速度愈快，对磁铁矿氧化反应如此，对赤铁矿扩散、再结晶也如此。实际上，预热温度到达900°～1000℃以上，再提高温度对加速磁铁矿氧化作用不大。