氧化球团矿结晶规律的研究
承德钒钛磁铁精矿球团氧化固结机理与工艺制度的优化研究
承德钒钛磁铁精矿球团氧化固结机理与工艺制度的优化研究佚名
【期刊名称】《钢铁研究学报》
【年(卷),期】1989()1
【摘要】摘自冶金部钢铁研究总院研究生张增瑞的硕士学位论文,导师:傅松龄高级工程师、卢武林高级工程师。
本文采用各种主要分析和鉴定手段,研究了承德钒钛磁铁精矿球团氧化固结机理及氧化动力学;用数学方法,分析了影响球团矿质量的主要因素,并对因素取值进行了优化研究。
研究表明:900℃是承德钒钛磁铁精矿球团氧化动力学限制环节的转折点。
因此,铁精矿球团氧化温度不宜高于1000℃:矿粉变细,氧化温度亦应降低。
该矿球团氧化固结过程分为三个阶段,即氧化阶段,赤铁矿再结晶固结阶段和有液相参加下的赤铁矿“细粒化”及再结晶长大、晶粒连接成片阶段。
【总页数】1页(P92-92)
【关键词】球团;固结机理;动力学;造块;钒钛磁铁精矿;球团矿质量;承德;河北;优化研究
【正文语种】中文
【中图分类】TF4-55
【相关文献】
1.钒钛磁铁精矿含碳球团直接还原工艺分析 [J], 洪陆阔;武兵强;李鸣铎;高建军;齐渊洪;孙彩娇
2.钒钛磁铁矿球团氧化焙烧行为和固结特性 [J], 陈许玲;黄云松;范晓慧;甘敏
3.钒钛磁铁精矿冷固球团催化还原机理 [J], 朱德庆;郭宇峰;邱冠周;姜涛
4.B2O3对含铬型钒钛磁铁矿球团氧化固结及在喷吹焦炉煤气时还原膨胀行为的影响 [J], 汤卫东;杨松陶;薛向欣
5.B2O3对含铬型钒钛磁铁矿球团氧化固结及在喷吹焦炉煤气时还原膨胀行为的影响 [J], 汤卫东; 杨松陶; 薛向欣
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钒钛磁铁精矿氧化球团试验研究报告-37页精选文档
四川德胜钢铁集团公司钒钛磁铁精矿链篦机－回转窑氧化球团试验研究中南大学首钢国际工程技术××公司2019年1月项目负责人：范晓慧技术负责人：甘敏主要参加人员：范晓慧甘敏陈许玲袁礼顺姜涛李光辉白国华郭宇峰杨永斌李骞张元波黄柱成许斌朱忠平黄云松曾金林王海波尹亮李曦周阳报告编写：甘敏黄云松报告审核：范晓慧姜涛目录前言............................................................................................................................ I V 第1章试验研究方法.. 01.1工艺流程 01.2化学成分分析 01.3铁矿物理性能检测 01.3.1粒度组成和比表面积 01.3.2成球性能 (1)1.3.3真密度，堆密度 (3)1.4 膨润土性能检测 (4)1.5 高压辊磨预处理 (7)1.6 造球试验 (7)1.7 管炉焙烧试验 (8)1.8 链篦机—回转窑扩大试验 (8)1.9产品性能检测 (10)1.9.1 球团矿矿相鉴定 (10)1.9.2球团矿冶金性能测定 (10)第2章原料的物化性能 (13)2.1钒钛磁铁精矿的物化性能 (13)2.1.1 钒钛磁铁精矿的化学成分 (13)2.1.2钒钛磁铁精矿的粒度组成和比表面积 (13)2.1.3钒钛磁铁精矿的成球性能和其他物理性能 (13)2.2膨润土的物化性能 (14)2.2.1膨润土的化学成分 (14)2.2.2膨润土的粒度组成 (14)2.2.3膨润土的其他物理性能 (15)2.3小结 (15)第3章造球试验 (16)3.1膨润土种类和用量试验 (16)3.2造球工艺参数试验 (16)3.3高压辊磨预处理对造球的影响 (18)3.3.1对铁精矿粒度的影响 (18)3.3.2对生球质量的影响 (18)3.3.3对膨润土适宜用量的影响 (19)3.3.4对造球工艺参数的影响 (19)3.4小结 (20)第4章管炉试验 (20)4.1预热、焙烧参数试验 (20)4.2膨润土用量对预热焙烧的影响 (22)4.3高压辊磨预处理对预热焙烧的影响 (23)4.4小结 (24)第5章扩大试验 (25)5.1干燥工艺参数试验 (25)5.1.1鼓风温度、风速和时间试验 (25)5.1.2抽风温度、风速和时间试验 (26)5.2预热和焙烧工艺参数试验 (26)5.2.1预热条件对预热球质量的影响 (26)5.2.2预热、焙烧条件对焙烧球质量的影响 (27)5.3膨润土种类对预热球和焙烧球指标的影响 (28)5.4高压辊磨预处理对预热球和焙烧球指标的影响 (28)5.5小结 (29)第6章球团矿矿相鉴定和冶金性能检测 (30)6.1球团矿的化学成分 (30)6.2球团矿的矿相鉴定 (30)6.3球团矿的冶金性能 (31)第7章结论 (31)前言为四川德胜钢铁集团公司链篦机-回转窑氧化球团厂的设计提供基本依据，首钢国际工程技术××公司委托中南大学针对四川德胜钢铁公司提供的钒钛磁铁精矿开展氧化球团试验研究，以获取钒钛磁铁精矿的造球、焙烧的适宜的工艺参数及相应的产量、质量指标。
链篦机_回转窑氧化球团结圈结块原因及预防
张汉泉 : 链篦机 - 回转窑氧化球团结圈结块原因及预防 2005 年第 7 期 否则不得组织生产 。 ( 1 ) 开机控制。初次开机链篦机预热段温度达 到 800 ℃ 以上 ,干燥段达到 350 ℃ 以上 ,呈上升趋势 开机生产 ,料厚控制 160 ± 5 mm ,机速控制在 1. 0 m / m in以下 ,链篦机蓄热充足 ,温度正常后再逐步恢复 正常机速 (这时环冷机二段温度达 400 ℃ 以上 ) 。 ( 2 ) 故障停机控制 。根据时间长短调整操作 , 短时间停机 ( 30 m in以内 ) 适量减煤 ,降低链篦机温 度 。恢复生产先恢复喷煤量 ,再组织开机 ,根据链篦 机温度控制机速 。较长时间停机 ,温度下降较多 ,机 速 1. 0 m /m in,料厚 160 ± 5 mm; 温度正常后再逐步 恢复机速 、 料厚 (先恢复机速 , 后恢复料厚 ) 。保证 入窑球质量合格 。开机过程中随时注意链篦机 、 回 转窑焙烧球状况 ,发现问题及时调整操作 。 ( 3 ) 链篦机开始布料后 , 如发现链篦机干燥段 温度降低 ,应开大抽风干燥和鼓风干燥排风量 ,并适 量加大回转窑喷煤量 , 保证生球的充分干燥预热和 回转窑的焙烧温度 , 待环冷机一段排风温度达 800 ℃、 二段排风温度达 400 ℃ 以上时 ,应密切关注窑尾 及链篦机预热段温度 , 当二者温度超过 1 100 ℃ 以 上时 ,必须降低喷煤量 ,确保该工序的温度要求 。 ( 4 ) 干球质量 。干球强度 ≥500 N /个 , AC 转鼓
回转窑结圈是链篦机 - 回转窑法球团生产中的 常见故障之一 ,如果预防 、 处理不及时 , 将造成生产 停产 、 减产甚至重大安全事故 ,处理时还会消耗大量 劳动力 ,甚至损坏回转窑或环冷机的耐火材料 。通 过分析和现场观测 , 对结圈具体原因分析如下 。表
球团矿生产原理和工艺
生球的破裂温度
• 1）为了提高下部球层的温度，采用先鼓风后抽风 的干燥措施，对提高生球热稳定性也是很有效的。
• 2）在生球料中加入亲水性好的添加物，以提高生 球的破裂温度，加速干燥过程。例如，加入0.5％的 皂土后，生球破裂温度由175℃提高到450～500℃； 而加入1％皂土和8％石灰石的混合添加剂后，可提 高到700℃。
• 2）薄膜水（弱结合水）： • 物料进一步被湿润，则在吸附水的外围形成薄膜水。
它是由形成吸附水以后剩余的未被平衡的分子力所 吸引的分子水层。薄膜水距离颗粒表面较远，所受 的吸引力较小，因此水分子具有一定的活动性，当 两个矿粉颗粒靠近时，薄膜水可以从水层较厚的颗 粒表面向水层较薄的颗粒表面迁移。如图2－32所 示，具有不同厚度薄膜水的A、B两个矿粒相接触 时，接触点M处的水分子离A近些，因此被拉向A。
• 磁铁矿颗粒之间发生四种固结形式：
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 1）Fe2O3的微晶键连接： • 磁铁矿生球在氧化气氛中焙烧时，当加热到200～
3F触使0e颗面02O℃粒上3微就互长晶开相大中始连成原接氧“子起连化迁来接形移（桥成能图”F力2e（2－较O又33强3称微a，F）晶e在。2。O各在3由个微9于0颗晶0新粒键℃生的）以接的，下 焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。 但由于温度低，Fe2O3微晶长大有限，因此仅靠这 种形式连接起来的球团矿强度是不够高的，例如一 个直径为16mm的球在900℃焙烧后只能承受15～ 45kg的压力。这是磁铁矿生球低温氧化焙烧的固结 特性。
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 3）磁铁矿晶粒的再结晶：
链篦机—回转窑法氧化球团矿试验研究
球团焙烧制度进行实验室研究的基础上， 进行 了链 篦机 一回转 窑焙烧扩 大性 试验研究 ， 并对球 团固结机
理进行 了研究 。确定 了生球干燥预热工艺， 采用二室三段抽风鼓风相结 合的干燥预热 制度 。采用预热球 团入 回转 窑， 焙烧温度为 １ ５ ０～１２０℃， 烧时间 １ ｉ时 ． 团矿 的 Ｔ ｅ５４ ％， ｅ ０ ７ ％， 压强 ２ ８ 焙 ５ｍｎ 球 Ｆ６ ．７ Ｆ Ｏ ． ３ 抗 度 ３４ Ｎ 个 ， ０ ０ ／ 转鼓强度 ９ ． ％。 ５ ３ 磨损指数 ２ ６ ％， ．７ 球团矿 的冶金性能 良好。 关键 词 氧化球 团 试验研究 链 篦机 一回转窑
生 球 爆 裂 温 度 采 用 动 态 介 质 法 。风 压 为 １ ０ ａ ４７０Ｐ ，风 量 为 １０ ｍｉ。 当 空 气 通 过 ．５ｍ ／ ｎ 炉膛 时 ，与瓷 球介 质 发 生 热 交换 ，被 加热 至预 定 的温 度 。取 ５ Ｏ个 ｌ １ Ｏ ５ｍｍ的生 球 进行 测 定 ，以生球 破 裂 ４ 所 能 承 受 的最高 温 度 为爆 ％
测 方法 ，采 用 简易 测定 方法 测定 。
链篦 机 一回转 窑焙 烧 扩 大 试 验是 在 小 型 管 炉焙 烧试 验所 推 荐 的预 热 、焙 烧 制度 基 础 上 进 行 的。 润 磨 机 为 １ ０ ０×５０ｍｍ，造 球 圆 盘 ０ ０ 为 １ ０ ０ｍｍ。焙烧 时 ，将 造 好 的生 球 直 接 装 ０ 入模 拟链篦 机 中 ，在链 篦 机 上按 干燥 预 热 流 程
裂 温度 。实验 时 ，在 每个 给定 温 度 下 重 复测 定 两 次 ，取其平 均值 。 ２ ４ 链 篦机 一回转 窑焙 烧扩 大试 验 ．
究 为建 厂 提供 了可靠 的参 数 ， 目前 由长 沙 冶 金 设 计研 究 总 院设 计 的该 厂 已进入施 工 阶段 。
浅谈对球团矿的研究
图 ２ 不 同皂 土配 比 下单种 矿 生球落 下强 度合 格 率
可能从 铁 壳 的薄弱 处 不 断地 流 出 ，这样 的后 果是 ，球 团矿
表 ２ 各球 团优化 配矿 方案 的球 团性 能 Biblioteka 会 随着温 度 的升 高融 化 而粘
结在一起 。如果强度更高的
话 。会 引起 炉况 失 常 ，导 致焦
改善球 团干燥机 大修后 的运 转性 能 ，优 化配矿 后球 团矿 的性 能 ，已达到 了提 高球 团矿质 量 的 目的。
关键词 ：球 团矿；力学性 能 ；塑性 变形
中图分 类号 ：ＴＦ０４６
文献标 识码 ：Ａ
文章 编号 ：２０９６—４３９０（２０１８）１８—００５５—０２
１对 于球团 矿的现 状分 析
会 出现小齿轴承座振动严重的现象。
／ ＿ 、
不 同皂土配 比下单种矿生球落下强度合格率如图 ２所示 ：
、－，
ｌ烈＇
鼍 ９ｏ
窑
篙ｇＯ
罡 ７０
涎 餐 ６ｏ
图 １ 球铁真 应 力一真应 变 曲线
５０
通过 研究分 析 ，能够 产生 比较大 的体积 膨胀 ，是 因为有 的球 团矿在高温及还原气氛下 ，由于强度会大幅度 降低 ，熔融物就
摘 要：科学合理做好 ｌＯｋＶ配电工程线路 的故障防范，同电网安全可靠运行有直接关系。配电网线路故障发生对于正常供
电会 构 成很 大 影响 ，想要 尽 可 能 防御 停 电影 响 ，就 应 ＂－３注 重 降低故 障 出现 频 率。因此 ，对 ｌＯｋＶ的配 电 网的 线路进 行 故 障防 范方 法
我们 国家 电力事业来讲 无疑是很 大的机遇 ，但这 对于众多 电力企 生 ，通常天气因素引发的配电线路故障类型包括如下 ：首先 ，遇到
氧化球团原理,氧化球团分析报告
氧化球团原理，氧化球团分析报告氧化球团是粉矿造块的重要方法之一。
先将粉矿加适量的水分和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球结团，制成球团矿。
这种方法特别适宜于处理精矿细粉。
球团矿具有较好的冷态强度、还原性和粒度组成。
在钢铁工业中球团矿与烧结矿同样成为重要的高炉炉料，可一起构成较好的炉料结构，也应用于有色金属冶炼。
氧化球团原理在300～800℃的温度下，磁铁矿被氧化，生成Fe2O3 微晶。
新生成的Fe2O3 微晶具有高度的迁移能力，促使微晶长大形成连接桥(又称Fe2O3 微晶键)，将生球中各颗粒互相粘结起来。
但这种微晶的长大非常有限，所以此时球团强度不高，只有当生球在强氧化性气氛中，加热到1000～1300℃时，Fe2O3 的微晶才能够再结晶，长成相互紧密连成一片的赤铁矿晶体，这时球团强度达到最高；若加热温度高于1300℃时，则由于下列反应，而使颗粒之间的固结作用减弱，球团矿强度下降：3Fe2O3 ====2Fe3O4+ 1/2O2 Fe2O3====2FeO +1/2O2所以，磁铁矿球团在强氧化性气氛及1100～1300℃的焙烧温度下，其颗粒之间形成晶桥，微晶长大，以及发生再结晶，是球团矿固结的基本形式。
但在焙烧过程中，精矿中的脉石矿物以及配加的各种添加剂(如皂土、}肖石灰、白云石等)，有的熔化成液态渣相，有的与铁矿物反应形成硅酸盐、铁酸钙等低熔点的矿物，这些渣相均有助于球团矿的固结。
目前焙烧工艺主要以回转窑煅烧为主，在一定高温下有结圈现象，成为球团加工环节中不可避免的问题，现在用回转窑刮圈机可以解决问题，也有许多团队在寻求其它新工艺。
球团加工的能耗比在新技术的改良下进一步降低。
氧化球团分析报告《中国氧化球团项目市场调查报告（专项）》系统全面的调研了氧化球团项目产品的市场宏观环境情况、行业发展情况、市场供需情况、企业竞争力情况、产品品牌价值情况等，旨在为咨询者提供专项产品的市场信息，以供咨询者投资、经营决策过程中进行参考。
实验5 氧化球团焙烧实验
实验7-6 氧化球团焙烧实验一、实验目的1.1 巩固球团高温固结的基本理论。
1.2 明确预热和焙烧的温度、时间等因素对焙烧球团矿理化性能的影响。
1.3 掌握实验室进行氧化球团焙烧的方法，并选择合适的氧化焙烧条件进行球团矿的焙烧固结，以便获得理化性能符合高炉冶炼要求的球团矿。
1.4 实验前认真阅读实验指导书。
二、焙烧固结机理铁矿球团固结主要是由于下述几种作用的结果：2.1Fe2O3再结晶固相固结在铁矿球团中，Fe主要以或Fe3O4或Fe2O3的形式存在，在1250℃下焙烧球团时，Fe2O3再结晶是其固结的主要方式，Fe2O3在氧化气氛中焙烧，900℃以上就开始再结晶，随着温度的提高，晶粒长大，使球团强度逐渐提高。
2.2液相固结作用、CaO、MgO等化合物，在铁矿球团中，除含有氧化铁外，一般还含有SiO2在高温焙烧过程中，它们彼此之间也会发生下列反应：FeO---SiO系CaO--- Fe2O3---SiO系FeO---MgO系Fe3O4---MgO--- SiO系FeO--- CaO--- MgO--- SiO系。
这些反应生成的化合物，其熔点有不少是较低的，随着这些反应的进行，球团中产生的流体或半流体可将球团中难熔的分散颗粒粘结在一起，当温度降低时，熔体冷凝，矿物结晶，使球团固结。
三、实验设备主要设备有Φ50球团预热焙烧炉、成品球团矿抗压强度测定仪等。
四、实验步骤1. 接通球团预热焙烧炉电源，打开控制其开关，先设定预热炉和焙烧炉的功率，然后设定预热焙烧温度，预热炉和焙烧炉便开始升温，1个小时左右，炉温就可以升至预先设定的温度。
2. 选择7～8个直径为12mm左右的干球装入到瓷舟中，按照氧化球团矿生产中的5个带进行焙烧，即干燥带→预热带→焙烧带→均热带→冷凝带，故先将瓷舟推入预热炉炉口，干燥2～5分钟，然后将瓷舟用铁钩推入到预热段进行预热，开始记录预热时间。
3. 达到预定的预热时间后，再将瓷舟推入至焙烧段进行高温焙烧，开始记录焙烧时间。
球团矿的制备实验报告
球团矿的制备实验报告实验目的本实验旨在通过化学反应制备球团矿，并探究其结构和性质。
实验原理球团矿是一种重要的矿石，主要成分为含有金属离子的氧化物。
制备球团矿的主要方法是通过化学反应，将金属离子与氧化物反应生成球团矿团块。
实验材料1. 金属离子溶液（如FeCl3溶液）；2. 氧化物溶液（如Na2O溶液）；3. 反应容器（如玻璃烧杯）；4. 加热装置。
实验步骤1. 准备一个玻璃烧杯，并称取一定量的金属离子溶液；2. 在另一个玻璃烧杯中称取适量的氧化物溶液；3. 将两种溶液倒入同一个反应容器中，并搅拌均匀；4. 将反应容器放置在加热装置中，加热至一定温度（通常为1000摄氏度）；5. 经过反应一段时间后，取出反应容器，冷却后得到球团矿团块；6. 对球团矿团块进行分析和检测。
实验结果与讨论经过实验制备，我们成功得到了球团矿团块。
该球团矿呈现出深灰色，质地坚硬。
通过进一步的分析和检测，我们发现球团矿团块中含有大量金属离子，并且具有良好的导电性质。
球团矿团块的结构和性质与其组成的金属离子和氧化物有关。
金属离子的种类和浓度会影响球团矿团块的颜色和质地。
氧化物的种类和沉淀反应条件（如温度、搅拌速度等）也会对球团矿团块的结构和性质产生影响。
球团矿是一种重要的矿石，在冶金、能源等领域有广泛的应用。
通过制备球团矿，我们可以更好地了解其结构和性质，为相关领域的研究提供基础数据和参考。
实验结论通过化学反应制备球团矿的实验，我们成功得到了球团矿团块，并初步了解了其结构和性质。
球团矿是一种重要的矿石，具有良好的导电性质和特殊的颜色。
制备球团矿的方法可以进一步优化，以获取更好的球团矿团块。
总结与展望通过本次实验，我们初步研究了球团矿的制备方法和性质。
但是，我们在实验过程中还遇到了一些问题，如反应温度、反应时间等需要进一步调整。
下一步，我们将进一步完善实验方法，优化反应条件，以便可以更好地制备球团矿，并深入研究其结构和性质。
关键词：球团矿制备，金属离子，氧化物，结构，性质。
氧化球团矿中Fe2O3的结晶规律
１ 实验
１．１原料 本次实验所用铁精矿全部采用磁铁矿，铁精矿含
铁较高，ＴＦｅ为６７，４５％，其中ＦｅＯ为２３．５３％；杂质 较少，其中Ｓｉ０２ ４．０２％，ＣａＯ Ｏ．２２％，ＭｇＯ ０．２０％， Ａ１２０３ ０．２６％；有害元素含量低，Ｓ和Ｐ含量分别仅为 ０．０２１％和０．０２０％。此铁精矿是一种化学成分优良的球 团用原料。所用磁铁矿粒径小于０．０７４ ｍｍ的比例为 ８１．０６％，其粒度适合造球。
压强度随温度升高而升高的微观机理；同时验证了氧化球团矿主要靠Ｆｅ２０３再结晶的固相固结机理。
关键词：氧化球团；结晶规律；晶形；显微结构
中图分类号：ＴＥ５２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２．７２０７（２００７）０卜００７０—０４
Ｃｒｙｓｔａｌ ｒｕｌｅ ｏｆ Ｆｅ２０３ ｉｎ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｐｅｌｌｅｔ
响。当焙烧时间短时，Ｆｅ３０４氧化不完全，Ｆｅ２０，再结 晶差，基本都是一些初晶，单颗粒多、互连差，显微 结构松散，强度低，图１所示的氧化球团矿就是这种 初晶状的显微结构。随着焙烧时间的延长，Ｆｅ３０４氧 化渐趋完全，Ｆｅ２０，再结晶从部分互连的发育晶过渡 到全部连结成整体的互连晶，这时的氧化球团矿具有 很高的强度。 ２．２．３预热时间和温度对Ｆｅ２０３结晶的影响
（２）
从而导致硅酸盐液相大量形成，球团互相粘结成葡萄
状，单颗粒的氧化球团矿大量减少，球团矿质量变差。
因此，保证较强的氧化性气氛是生产氧化球团矿的必
要条件。
图３氧化球团矿互连晶显微结构 Ｆｉｇ．３ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｉａｔ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｆ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｐｅｌｌｅｔ
２．２．２焙烧时间对Ｆｅ２０３结晶的影响 焙烧时间对氧化球团中Ｆｅ２０３结晶有直接的影
涟钢竖炉焙烧氧化球团矿的研究(三)
理赳 球 团矿 产 质罩 影 响 很 大 。 为 了给 竖炉 炉
设 计提 供 依据 ， 奉试 验 对 涟钢 球 团焙烧 Ｔ艺 参 ‘ 数进 行 了详细研 究 ，并在杭 钢 ８ 。 炉进 行投 笼 ｍ竖
试验 。
矿 强度 达 ３ ７Ｎ ，然 后 丌始 降低 ，但 球 团矿 ８ ２／个
最 低 强度 也达 到 ３ １Ｎ ５ ６ ／个 （ 图 １ 。－ 预热温 见 ） ： ｑ 度 为 ９ ０ 时，预热 时 问在 ６ １ｍ １内，球 团矿 ５℃ ～８ ｉ ３ 强度 随预 热 时 问延 长而 增 力 （ 图 ２） ｕ 见 。预 热 时 问 为 １ｍ ｎ时 ，球 团矿 强度 岛达 ３ ７ Ｎ 。随 ２ｉ ８ Ｉ ／个 仅 降低生 产 率 ，而 且埘 球 团矿 强度 利 。冈此 ，
２ 实验 室 试 验 结 果 及 分 析
今试验 对 两组 同原料 配 比 的球 团进 行 了
预 热及 焙 烧 Ｔ 艺参 数 的研 究 。两组 配 比见 表 １ 。
２ １预 热 时 间 和 温度 对 球 团矿 强度 的 影 响 后继 续延 长 ，强 度下 降 。可 见 ，过长 预热 时 『 ． 订 Ｊ
维普资讯
涟钢 竖炉焙烧氧 化球 团矿 的研 究 （ ） 三
中南 大学 傅 菊英 陈耀 明 张 亚平
表 １ 球 团原 料配 比 （ ％）
】 前 言
Байду номын сангаас竖炉 已成 为我 国氧化 球 团焙 烧 的主 要设备 ， 编 号 日度 安 徽 福 建 广 东 湖 北 浙 江 巴 两 安庆 Ｊ Ｉ 前还 大 有 发展 潜 力 ，其 主 要 原 冈 是 冈为 主 体 ｊ 精 矿 精 矿 精 矿 精 矿 精 矿 精 矿 精 矿 精 矿 设 备简 单， 资 少 ，建设 期短 ，对球 团矿需 求 配 比 １ ３ ５ ３ １ １ ３ 投 Ｏ Ｏ ８ ， １
以高铬型钒钛磁铁矿制备氧化球团
以高铬型钒钛磁铁矿制备氧化球团唐珏;张勇;储满生;薛向欣【摘要】研究了高铬型钒钛磁铁矿的基础特性,在此基础上考察了该矿对氧化球团制备工艺和冶金性能的影响规律,探索了获得优质氧化球团的高铬型钒钛磁铁矿的最大质量分数.结果表明:高铬型钒钛磁铁矿主要由磁铁矿、镁铁矿、铬铁矿、镁钛矿、钒磁铁矿、钛磁铁矿等组成,其粒度粗,连晶强度较差；随球团原料中高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增加,生球性能无显著变化,成品球团抗压强度降低,当其质量分数高于20％时,不能满足高炉生产要求.增大高铬型钒钛磁铁矿的质量分数有助于降低球团矿的还原膨胀率,当其质量分数由0增加到20％时,球团的还原膨胀率由32.1％降低到21.1％.【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】6页(P545-550)【关键词】高铬型钒钛磁铁矿;基础特性;氧化球团;抗压强度;还原膨胀【作者】唐珏;张勇;储满生;薛向欣【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TP274钒钛磁铁矿是一种丰富的复合矿产资源，攀西地区的钒钛磁铁矿储量高达100亿t，铁钒钛储量分别占全国铁钒钛储量的20%，62%和90.5%，具有显著的综合利用价值.钒钛磁铁矿具有“贫、细、散、杂”的特点，按Cr2O3质量分数的高低，又可划分为普通钒钛磁铁矿和高铬型钒钛磁铁矿[1-3].国内某钢铁企业为满足对铁矿石原料的需求和开发高附加值的钒铬产品，利用地缘优势，积极拓展铁矿资源来源，每年从国外进口大量的高铬型钒钛磁铁矿用于高炉生产.高铬型钒钛磁铁矿的矿物组成相比于普通钒钛磁铁矿更为复杂，原料特性更为特殊，国内外关于高铬型钒钛磁铁矿氧化球团制备的相关基础研究相当匮乏.为此，本文在对高铬型钒钛磁铁矿基础特性进行系统研究的基础上，阐明该矿对氧化球团制备工艺和球团冶金性能的影响规律，探索了获得优质氧化球团的高铬型钒钛磁铁矿最大配量.1 原料基础特性1.1 化学成分实验所用含铁物料见表1.其中，国产粉和矿业粉为某钢铁企业目前现场生产所用铁矿.膨润土的化学成分(质量分数，%)为SiO2 67.45，MgO 4.61，CaO 2.47，Na2O 1.68，K2O 1.19.表1 含铁原料的化学成分(质量分数)Table 1 Chemical compositions of raw materials containing iron %原料TFeFeOCaOSiO2MgOTiO2V2O5Cr2O3SP钒钛粉62.4527.290.212.690.715.051.0320.580.160.02国产粉64.5728.031.286.040.74———0.020.03矿业粉63.6622.210.055.170.14———0.040.021.2 粒度分布采用MASTERSIZER2000激光粒度分析仪对实验所用原料进行了粒度分析，原材料配比(体积分数，%)<0.074 mm分别为：高铬型钒钛磁铁粉29.98，国产混合粉62.66，矿业粉44.95.相比国产混合粉和矿业粉，高铬型钒钛磁铁矿粒度明显较粗.1.3 颗粒性质采用BT-1600动态图像颗粒分析仪系统对实验原料进行分析，其颗粒参数见表2.高铬型钒钛磁铁矿的圆形度为0.87，长径比为1.38，与其他两种矿粉相比更接近球形.表2 铁矿粉的颗粒学参数Table 2 Particle parameters of iron ores矿粉种类圆形度平均粒径mm长径比中位径mm钒钛粉0.870.171.380.210国产粉0.810.131.390.056矿业粉0.860.151.540.0871.4 连晶强度连晶强度是指铁矿粉依靠晶键连接而获得强度的能力.球团在焙烧过程中，主要以固相固结为主，其铁矿粉之间通过发展晶键连接来获得强度.球团矿的强度主要靠Fe2O3晶格间的连晶作用维持.因此，铁矿粉的连晶强度对球团矿的强度有重要的影响.实验使用东北大学自制原料基础特性测定仪，以及自动退模制样器对实验含铁物料的连晶强度进行了测试.测试过程主要包括：使用自动退模制样器制作试样小饼；确认或设定温控仪的升、降温程序；将小饼试样放在实验装置的试样座上(保持小饼试样位置的居中)；启动实验装置的自动控温系统开始实验；待试样冷却到100 ℃以下后取出并检测小饼的抗压强度；根据各铁矿粉抗压强度的高低，排列出铁矿石连晶性能的强弱顺序.经测定，高铬型钒钛磁铁的连晶强度最低，仅365 N，国产混合粉为622 N，矿业粉的连晶强度最高，达6 905 N.1.5 物相组成高铬型钒钛磁铁矿原矿X射线衍射分析如图1所示.图1 高铬型钒钛磁铁矿X射线衍射分析 Fig.1 X-ray diffraction analysis on highchromium vanadium-titanium magnetite结果表明，高铬型钒钛磁铁矿主要由磁铁矿、镁铁矿、铬铁矿、镁钛矿、钒磁铁矿、钛磁铁矿等组成.其含铁物相的半定量分析结果见表3.表3 含铁物相半定量分析Table 3 Semi-quantitative analysis on iron objects化学物名称化学式半定量/%磁铁矿Fe3O445镁铁矿MgFe2O419铬铁矿FeCr2O417钛磁铁矿Al0.7Cr0.3Fe17.485Mg0.4-Mn0.114O32Si0.06Ti4.72V0.1513钒磁铁矿Fe2VO452 实验方法2.1 配料方案为考察高铬型钒钛磁铁矿对球团冶金性能影响，在现场用矿中分别配入质量分数为0，10%，15%，20%，25%，100%的高铬型钒钛矿制备氧化球团，膨润土采用外配，外配1%(质量分数)，具体配料方案见表4.表4 高铬型钒钛矿氧化球团制备实验配料方案(质量分数)Table 4 Experiment ingredient solution of oxidized pellets prepared from high chromia vanadia-titania magnetite %编号高铬型钒钛矿矿业粉国产粉膨润土(外配)1#(基准)0307012#10306013#15305514#20305015#25304516#100001 2.2 实验过程实验流程主要包括配料、混匀、焖料、造球、干燥、预热和焙烧等几个环节.生球制备采用圆盘造球机，其直径为1 000 mm，转速18 r/min，倾角45°～47°可调.球团的预热、焙烧在马弗炉内进行.以10 ℃·min-1升至300 ℃；300 ℃时将生球放入炉内，以10 ℃·min-1升至900 ℃；而后以5 ℃·min-1升到1 135 ℃后，恒温20 min；最后随炉冷却到600 ℃时，取球冷却到室温.同时，对高铬型钒钛磁铁矿氧化球团冶金性能进行检测.3 实验结果与分析3.1 高铬型钒钛磁铁矿对生球性能的影响由表5可见，随高铬型钒钛磁铁矿质量分数增加，生球落下强度和抗压强度均呈现逐渐减小的趋势，但变化不明显.高铬型钒钛磁铁矿的质量分数由0增至25%，再到100%的过程中，生球落下强度由4.4次·个-1降低到3.0次·个-1，抗压强度由12.4 N·个-1降低到9.8 N·个-1.这是由于高铬型钒钛磁铁矿粒度较粗，成球性不佳，在造球过程中会对铁矿粉颗粒间的黏结有一定的影响[4-5]，但影响不显著. 表5 生球性能指标测定结果Table 5 Testing results of green pellet performance index编号高铬型钒钛矿的质量分数/%生球落下强度/(次·个-1)生球抗压强度/(N·个-1)水的质量分数/%1#(基准)04.412.47.82#104.212.27.73#154.012.27.34#203.611.47.55#253.510.87.7 6#1003.09.87.63.2 高铬型钒钛磁铁矿对成品球团抗压强度的影响高铬型钒钛磁铁矿对成品氧化球团抗压强度的影响如图2所示.随着高铬型钒钛矿质量分数的增加，抗压强度呈下降趋势，但降幅不大.这是由于与国产混合粉以及矿业粉相比，高铬型钒钛磁铁矿粉粒度<0.074 mm的仅占29.98%，粒度较粗，且连晶强度较差，将其配入实验原料后，球团在焙烧固结过程中，其晶键间连接能力减弱，球团抗压强度逐渐降低.当高铬型钒钛磁铁矿的质量分数增加至20%时，成品球团的抗压强度仍高于2 000 N·个-1.继续增加其质量分数至25%，成品氧化球团的抗压强度为1 986 N·个-1，不能满足高炉生产要求.图2 高铬型钒钛磁铁矿对成品球团抗压强度的影响 Fig.2 Effects of high chromia vanadium-titanium magnetite on compressive strength of finished pellets1) 球团固结机理.球团矿以固相固结为主，固相固结是指球团内的矿粒在低于其熔点的温度下互相黏结，并使颗粒之间的连接强度增大.一般来说，酸性球团矿主要有下列几种矿物成分：①赤铁矿，不管生产球团矿的原料是磁铁精矿还是赤铁精矿，只要是在氧化气氛下焙烧，球团矿的主要矿物成分都应该是赤铁矿，大约占球团矿所有矿物的80%～94%左右；②独立存在的SiO2，球团矿中SiO2一方面来自铁精矿本身，另一方面来自膨润土，铁精矿中的SiO2的质量分数高，独立SiO2的质量分数一般也高；③少量的液相量，球团矿中的液相量主要受球团矿原料中SiO2质量分数和膨润土用量的影响.磁铁矿球团的固结方式主要有Fe2O3微晶键连接、Fe2O3再结晶连接、Fe3O4再结晶固结和渣相连接等多种方式，其中以Fe2O3再结晶固结最佳.Fe2O3再结晶固结方式可使球团的抗压强度大大增加，而以渣相固结为主的球团产品强度较差[6].由图3可知，未添加高铬型钒钛磁铁矿的成品氧化球团其Fe的主要存在形式为Fe2O3，配加高铬型钒钛磁铁矿后球团中的Fe主要存在于Fe2O3，(Fe0.6Cr0.4)2O3，Fe9TiO15中，Cr，V，Ti主要存在于(Fe0.6Cr0.4)2O3，(Cr0.15V0.85)2O3，Fe9TiO15中.图3 氧化球团X射线衍射分析Fig.3 X-ray diffraction analysis on oxidized pellets2) 球团微观形貌分析.由图4可知，配加高铬型钒钛磁铁矿前后成品氧化球团内部显微结构有很大的差异.未配高铬型钒钛磁铁矿的成品球团中，赤铁矿粒度分布比较均匀，球团氧化充分，氧化速度较快，使得球团中的磁铁矿快速氧化成Fe2O3，避免了和SiO2反应生成强度较差的铁橄榄石，球团强度较好.在配入一定量高铬型钒钛磁铁矿后，氧化球团内赤铁矿晶粒粗大，成块状，其周围包围着较多硅酸盐矿物，这些矿物抑制了氧化反应向颗粒内部发展，造成球团氧化不充分，影响球团抗压强度.另外，随着高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增加，成品球团中游离的SiO2数量减少，使得球团在固结过程中液相量减少，黏结作用减弱.液相不能完全填充孔隙，不能形成较多数量的密闭气孔，结构较为疏松，抗压强度降低[7].图4 氧化球团试样SEM图Fig.4 SEM images of oxidized pelletsA—赤铁矿Haematite； B—SiO2； C-硅酸盐矿物(Fe，Si，O，Al，Mg)； D—较多Fe，Ti，O，少量V，Cr，Si，Al等.(a)—0； (b)—10%； (c)—20%； (d)—100%.3.3 高铬型钒钛磁铁矿对球团还原膨胀的影响实验所用设备为东北大学自行研制的还原膨胀实验测定装置，整个装置主要包括CO制备系统、还原管、还原炉、试样容器.用式(1)计算还原膨胀指数，以体积百分数表示：RSI=(V-V0)/V0×100%.(1)式中：V0为还原前试样的平均体积，mm3；V为还原后试样的平均体积，mm3；RSI为还原膨胀指数，%.高铬型钒钛磁铁矿对成品球团还原膨胀的影响如图5所示.随着高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增加，成品氧化球团的还原膨胀率逐渐降低.当高铬型钒钛磁铁矿质量分数由0增加到20%时，氧化球团的还原膨胀率由基准状态的32.1%降低到21.1%.含高铬型钒钛磁铁矿的球团渣相中除了含有Fe，Si，O，Al等硅酸盐矿物外，还含有一些V，Ti，Cr等，在焙烧过程中会形成稳定的Fe2O3和Cr2O3的固溶体(Fe0.6Cr0.4)2O3，在Fe2O3转变成Fe3O4的过程中不会发生晶格的变化，从而抑制球团矿的体积膨胀；随着高铬型钒钛磁铁矿的配入，球团中Ti(Ti2+离子半径为6.4×10-9 m)的质量分数增大，这些钛很容易进入铁氧化晶格使晶格稳定[8]；当球团中CaO的质量分数增大时，随着Fe2+离子在相应位置上的持续扩散和铁原子沉积，浮氏体表面就会形成“铁晶须”并快速生长，最终导致球团发生异常膨胀.而随着高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增大，球团中CaO的质量分数逐渐减少，因此球团的还原膨胀受到抑制.此外，CaO·Fe2O3还原过程中，在钙浮士体整个表面上生成一层金属铁皮，仍保留了还原前的原有晶形，唯其晶粒趋向于细化，而不生成金属铁晶须.这种金属铁在铁酸盐颗粒周围形成同心层，抑制了球团矿的进一步膨胀[9-10].图6为各球团试样还原后SEM图.未配加高铬型钒钛磁铁矿的球团还原后结构疏松，细缝空隙较多，赤铁矿晶粒间晶体桥破坏严重，强度较差.而配加高铬型钒钛磁铁矿的球团中，铁浮氏体结构保持较好，结构致密，球团内部孔洞较少，避免了更多裂纹和空隙的产生，还原膨胀率较低.图5 高铬型钒钛磁铁矿对成品球团还原膨胀的影响 Fig.5 Effect of high chromia vanadia-titania magnetite on pellets reduction swelling图6 各球团试样还原后SEM图Fig.6 SEM images of pellets after reductionL—铁； M—铁浮氏体； N—硅酸盐矿物(Fe，Si，Al，O，少量Ca，S)； O—SiO2； P—较多Fe，Ti，O，V，Cr，Si等.(a)—0； (b)—10%； (c)—20%.4 结论1)高铬型钒钛磁铁矿主要由磁铁矿、镁铁矿、铬铁矿、镁钛矿、钒磁铁矿、钛磁铁矿等组成.粒度<0.074 mm的占29.98%；连晶强度较低，仅365 N.2)随球团原料中高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增加，生球性能无明显变化；成品球团的抗压强度呈下降的趋势，高铬型钒钛磁铁矿质量分数不宜高于20%，否则成品球团的抗压强度不能满足高炉生产的要求；增大高铬型钒钛磁铁矿氧化分数有助于降低球团矿的还原膨胀率，当其质量分数由0增加到20%时，球团的还原膨胀率由基准状态的32.1%降低到21.1%.3)为了实现高铬型钒钛磁铁矿的增量化利用，可细磨处理高铬型钒钛矿和以粒度较细的廉价矿代替现场用矿.参考文献：[1] Akimoto S，Katsura T.Magnetochemical study of the generalized titanomagnetic in volcanic rocks[J].Journal of Geomagnetism and Geoelectricity，1959(10)：69-90.[2] Katsura T.Generalized titanomagnetic in Hawaiian volcanicrocks[J].Pacific Science，1964，18(4)：223-228.[3] 刘熙光，邱克辉，张其春，等.关于钒钛磁铁矿综合利用可持续发展问题的探讨[J].中国矿业，2000(4)：21-23.(Liu Xi-guang，Qiu Ke-hui，Zhang Qi-chun，et al.Multipurpose use of vanadium-titanium magnetite and realization of sustainable development[J].China Mining Magazine，2000(4)：21-23.)[4] Georgallia G A，Reuterb M A.A particle packing algorithm for pellet design with a predetermined size distribution[J].Power Technology，2007，173(3)：189-199.[5] Abouzeid Z M，Seddik A A.Effect of iron ore properties on its balling behaviour[J].Power Technology，1981，29：233-241.[6] 张一敏.球团理论与工艺[M].北京：冶金工业出版社，2002：109-111. (Zhang Yi-min.Theory and technology of pellet[M].Beijing：Metallurgical Industry Press，2002：109-111.)[7] Srinivas D，Tamal K G，Amitabh S.Effect of pellet basicity and MgO content on the quality and microstructure of hematitepellets[J].International Journal of Mineral Processing，2011，99(1)：43-53.[8] 孙宗毅.铁矿球团还原膨胀特性的研究[J].烧结球团，1983(3)：17-23.(Sun Zong-yi.Study of reduction swelling of iron ore pellets[J].Sinteringand Pelletizing，1983(3)：17-23.)[9] Elkasabgy T.Effect of alkalis on reduction behavior of acid iron ore pellets[J].Transactions ISIJ，1984，24：612-621.[10]王兆才，储满生，唐珏，等.还原气氛和脉石成分对氧化球团还原膨胀的影响[J].东北大学学报：自然科学版，2012，33(1)：94-97.(Wang Zhao-cai，Chu Man-sheng，Tang Jue，et al.Effects of reducing atmosphere and gangue composition on reduction swelling of oxidized pellets[J].Journal of Northeastern University：Natural Science，2012，33(1)：94-97.)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4. 2. 5 冷却速度对氧化球团矿结晶的影响 矿物结晶是在冷却过程中形成的[ 2] , 所以, 成
品球团冷却速度越快, 矿物结晶越不好, 来不及结 晶的便形成易脆的玻璃质。当将高温( 1 280 e ) 焙烧后的氧化球团全部投放在冷水中进行急剧冷 却时, 发现球 团中的 互连晶 被破坏, Fe2O3 ( 浅白 色) 再结晶很差, 全是单独颗粒, 残存的 Fe3O4( 灰 色) 呈块状, 大量的玻璃质( 云雾状) 形成, 填充在 各种裂缝中( 见图 5) , 氧化球团矿的矿物组成和 显微结构很不理想。
2005 年 6 月
June 2005
钢铁研究
Research on Iron & Steel
氧化球团矿结晶规律的研究
第 3 期( 总第 144 期)
No. 3 ( Sum144)
陈耀明, 张元波
( 中南大学 烧结球团研究所, 湖南 长沙 410083)
摘 要: 根据不同工艺条件下焙烧的氧化球 团矿的矿物组成和显微结构, 研究了氧化球团矿的结晶 规律。 研究表明, 氧化球团的结晶分 为初 晶、发育晶 和互 连晶 3 个阶段。 本研 究为 生产 优质 氧化 球团 提供 了理 论 依据。
与 4 号球团矿相比, 当预热时间从 10 min 增加到
13 min, 预 热温 度从 900 e 增 加到 920 e 下, 在 1 260 e 焙烧 10 min 时, 成品球团矿的 Fe2O3 再结 晶互连优良, 相当于 1 280 e 下焙烧 10min 的球团
矿质量。
4. 2. 4 焙烧气氛对氧化球团结晶的影响 生产氧化 球团矿必须是在 氧化性气 氛中焙
1
10
900
2
10
900
3
10
900
4
10
900
5
10
900
6
10
900
7
10
900
810900913920
10 13
920
11 13
920
12 13
920
焙烧
时间/ min 温度/ e
10
1 150
10
1 200
10
1 250
10
1 280
6
1 250
9
1 250
12
1 250
15
1 250
10
1 190
本次实验所用球团全部采用磁铁矿。从表 1 可以看出, 铁精矿 w ( TFe) 为 67. 45 % , 含杂质较
律进行了研究。本文针对不同工艺条件下制备过 程中氧化球团矿的微观结构, 进行了归纳总结, 从
少, 其中 w ( SiO2) 为 4. 02 % 。 球团中添加 2 % 的粘结剂, 粘结剂均采用 A
表 1 铁精矿化学成分( wB)
%
构, 使高炉增产节焦, 降低生 产成本[ 1, 2, 3] 。近年 来, 随着我国钢铁工业的发展, 氧化球团矿生产发
TFe FeO SiO 2 CaO MgO A l2O3 S
P Ig
67. 45 23. 53 4. 02 0. 22 0. 20 0. 26 0. 021 0. 020 0. 32
[ 参考文献] [ 1] Kordier J A , Lesur F, Grafeuille F. Burden Design for the Blast
Furnace[ C] . Lu W K . M eMaster Symposium, 1984, 12. [ 2] 叶匡吾. 三种球团焙烧工艺述 评[ J] . 烧结球团, 2002, ( 1) : 1
P 0. 18
S 0. 027
Ig 8. 65
粒径< 0. 074 mm 的比率/ % 97. 50
作者简介: 陈耀明( 1952- ) , 男, 湖南长沙人, 副教授, 主要从事烧结球团矿微观结构的研究.
# 10 #
3 实验方法
混合料润磨采用 直径 @ 长 度为 1 000 mm @ 500 mm 的润磨机, 润磨 6 min 后在 <1 000 mm 的圆 盘造球机上造球。预热焙烧小型实验是在实验室 卧式管炉中进行的, 扩大实验在中南大学烧结球 团所链篦机- 回转窑模拟装置上进行。
Synopsis:T his paper studies crystallization rule of oxidized pellet based on mineralogical compositions and microstructure under different technological conditions. T he research showed that the progress of crystallization can be divided into three stages, i. e coarse- grain, developing crystal and interconnection crystal. The results provide theoretical base for producing high quality oxidized pellet.
成品球团矿取样制片后 Nikon 透反两用显微 镜上进行矿物组成和显微结构分析。
4 结果与讨论
4. 1 氧化球团焙烧试验结果 在不同工 艺条件下进行了 氧化球团 焙烧试
验, 其结果见表 3。
图 1 氧化球团矿初晶显微结构 ( 反光 200 倍)
表 3 球团不同工艺条件下氧化焙烧试验结果
编号
预热
时间/ min 温度/ e
( 收稿日期: 2004- 07- 22)
# 12 #
Keywords: oxidized pellet; crystallization rule; microstructure
1前言
2 实验原料物化性能
生产实践表明, 氧化球团矿是一种品位高、还
试验所用铁精矿化学成分见表 1。
原性好、强度高的酸性高炉炉料, 而且优质酸性球
团矿与高碱度烧结矿 搭配可以显著 改善炉料结
烧, 才能保证 Fe2O3 再结晶完善。在弱还原性气 氛中, Fe3O4 氧化不完全, 残存较多( 见图 4, Fe3O4 为棕灰色, Fe2O3 为浅白色) , 再结晶不完全。当还 原性气氛较浓时, Fe3O4 会 还原成 FeO, FeO 与球 团中的 SiO2 结合, 生成铁橄榄石[ 4] :
从不同工艺条件下氧化球团焙烧结果来看, 焙烧温度对氧化球团矿结晶影响极大, 在温度为 1 200 e 以 下焙 烧出 来的 球团 矿结 晶 的特 点是 Fe2O3 呈单独颗粒状较多, 少量呈线条状( 见图 1, 亮白色为 Fe2O3) 。这种晶形称为初晶, 这说明焙 烧温度偏低, 矿物没有软熔, Fe2O3 结晶不完善, 而 且焙烧时间较短, Fe3O4 氧化不完全, 球团内部残 存的 Fe3O4 较多。球团 矿强 度不高, 均 在 2 000 N/ 个以下。
关键词: 氧化球团矿; 结晶规律; 显微结构 中图分类号:TFS21. 1 文献标识码: A 文章编号: 1001- 1447( 2005) 03- 0010- 03
STUDY ON CRYSTALLIZATION RULE OF OXIDIZED PELLET
CHEN Yao- ming, ZHANG Yuan- bo ( Institute of Sinter and Pellet Research, Central South University, Changsha 410083, China)
是这种 初晶状的显微 结构。随着焙 烧时间的延
长, Fe3O4 氧化渐趋完全, Fe2O3 再结晶会从部分互 连的发育晶过渡到全部连结的互连晶, 这时的氧 化球团矿才有很高的强度。
4. 2. 3 预热时间和温度对氧化球团结晶的影响
从 9~ 12 号球团预热、焙烧结果来看, 适当的
增加球团预热时间和温度对焙烧球团矿有利, 可 以弥补焙烧温度的不足。如表 3 中 12 号球团矿
而揭示了氧化球团矿的结晶规律, 为生产优质球 膨润土, 其物化性能见表 2。
团矿提供理论指导。
表 2 A 膨润土的物化性 能
SiO2 60. 29
Al2O3 16. 22
Fe2O3 2. 67
化学成分 ( w B) / % CaO MgO K 2O Na2O 3. 42 4. 19 0. 71 2. 12
当焙烧温度上升到 1 200~ 1 240 e 时, 球团矿 中 Fe2O3 再结晶的特点是初晶长 大靠扰, 部分开 始互连( 见图 2, 灰白色为 Fe2O3) 。这种晶形称为 发育晶, 说 明焙烧温 度较高, Fe3O4 氧化较 充分, Fe2O3 晶粒结晶较完全, 因而成品球团矿强度处于
中等水平, 均在2 500 N/ 个左右。
展极快, 已达到年产 2 000 万 t 以上。
目前, 武钢、涟钢、柳钢、昆钢等十多家钢铁厂
所用 磁铁 矿粒 径小 于 0. 075 mm 的 比 率为
都投资建成了氧化球团厂。中南大学烧结球团研 81. 06 % 。
究所先后为这些厂家进行了扩大试验的研究, 获 得了令人满意的结果, 并对氧化球团矿的结晶规
图 3 氧化球团矿互连晶显微结构 ( 反光 200 倍)
# 11 #
4. 2. 2 焙烧时间对氧化球团结晶的影响 焙烧时间 长短对氧化球团 结晶有直 接的影
响, 焙烧时间短时, Fe3O4 氧化不完全, Fe2O3 再结 晶差, 基本都是一些初晶, 单独颗粒多、互连差, 显 微结构松散, 强度低, 如图 1 焙烧的氧化球团矿就
图 5 球团矿急剧冷却时显微结构图 ( 反光 200 倍)
综上所述, 生产氧化球团矿必须注意以上 5 个影响因素, 选择适宜的工艺条件, 才能生产出优 质的氧化球团矿。 5结语