劉景權(quán)1, 羅果萍1, 劉吉濤2, 尚春江2, 周勝剛2

( 11 內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院, 內(nèi)蒙古 包頭 014010;21 內(nèi)蒙古包鋼還原鐵有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古 包頭 014010)

摘 要: 結(jié)合包鋼西部鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)實(shí)踐, 對(duì)所使用的三種含鐵原料的成球性、生球質(zhì)量、預(yù)熱球強(qiáng)度、成品球團(tuán)強(qiáng)度等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。其結(jié)果可為鞍鋼球團(tuán)生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞: 成球性; 生球強(qiáng)度; 爆裂溫度; 預(yù)熱球強(qiáng)度

1 前 言

隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展, 高爐生產(chǎn)對(duì)含鐵原料的要求不斷提高, 高爐/ 精料0已成為降低成本、提高煉鐵競爭力的有效手段。高堿度燒結(jié)礦配加高品位的酸性球團(tuán)礦被普遍認(rèn)為是較為合理的高爐爐料結(jié)構(gòu)。由于我國高質(zhì)量酸性球團(tuán)礦缺口較大, 而國際市場球團(tuán)礦價(jià)格日益升高, 因而近年來鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)線在我國得到快速發(fā)展。提高鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)生產(chǎn)能力和球團(tuán)礦質(zhì)量, 已成為我國煉鐵工業(yè)發(fā)展的必然趨勢[1~ 4]。

球團(tuán)礦生產(chǎn)中, 鐵礦粉占造球原料的 90%以上, 其性能好壞直接影響球團(tuán)生產(chǎn)效率和成品球質(zhì)量[ 5, 6], 從而影響球團(tuán)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。球團(tuán)生產(chǎn)對(duì)鐵精礦的最基本要求是: 粒度較細(xì); 水分適宜; 化學(xué)成分均勻穩(wěn)定。此外, 鐵礦粉的成球性、生球強(qiáng)度和爆裂溫度、預(yù)熱球強(qiáng)度等性能指標(biāo)對(duì)提高鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量和質(zhì)量也至關(guān)重要。

2 鐵礦粉成球性實(shí)驗(yàn)

包鋼西部鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)所用含鐵原料化學(xué)成分見表 1。從表 1 可看出, 大堆料、巴潤精礦的 FeO 含量均高于 20%, 為磁鐵礦; 巴潤礦的 FeO 含量小于 20% , 為混合型精礦; 大堆料、巴潤精礦中有害元素 S 含量均高于0130% , 屬高硫礦; 巴潤礦中有害元素 F 、K、Na含量均較高。

鐵礦粉成球性的強(qiáng)弱可用成球性指數(shù) K 的大小來表示[7], 如式( 1) 所示。

式中: W分為鐵礦粉的最大分子水含量(% );W毛為鐵礦粉的最大毛細(xì)水含量( %)。一般可按成球性指數(shù)大小對(duì)鐵礦粉的成球性進(jìn)行評(píng)價(jià), K= 0120~ 0135 屬于弱成球性, K = 0135~0160 屬于中等成球性, K = 016~ 018 屬于良好成球性, K> 018 屬于優(yōu)等成球性。

2、1 最大分子水測量

實(shí)驗(yàn)采用壓濾法測定鐵礦粉的最大分子水[5], 所用裝置如圖 1 所示。取一定量的造球鐵礦粉, 加水潤濕至飽和狀態(tài), 靜置 2 小時(shí), 以保證顆粒表面充分潤濕。測量時(shí), 按圖 1 所示裝置裝料, 保證試樣受壓后厚度小于 2 mm。準(zhǔn)備工作完成之后, 把壓模放在萬能壓力機(jī)上, 增大壓力到 6515 kg/ cm2, 恒壓 5 min 后取出試樣稱重, 質(zhì)量記為 m1, 然后將試樣加熱到 105 e溫度下烘干 8 小時(shí), 冷卻后稱重, 質(zhì)量記為 m2;計(jì)算質(zhì)量變化率, 連續(xù) 5 次實(shí)驗(yàn), 取其算術(shù)平均值。最大分子水含量按下式計(jì)算:

式中: W分) 試樣的最大分子水% ; m1) 試樣加壓后的質(zhì)量 g; m2) 試樣烘干后的質(zhì)量 g。

2、2 最大毛細(xì)水測量

采用容量法測量鐵礦粉的最大毛細(xì)水, 其測定裝置如圖 2 所示。容量法便于觀察毛細(xì)水的上升情況, 并且測定結(jié)果具有準(zhǔn)確性。將礦粉在 110 e 下烘干 8 小時(shí)并保持松散; 將洗凈的玻璃料管浸于熔融的石蠟溶液中, 使石蠟在玻璃壁上涂抹均勻, 提出空冷后放入砂形漏斗的篩板上; 在料管中放入松弛器, 裝料后旋轉(zhuǎn)提出松弛器, 達(dá)到松散試料的目的; 在料管上口加蓋以防止水分揮發(fā), 打開滴定管開始滴水, 直到試料吸水量達(dá)到飽和為止。比較試料吸水前后的質(zhì)量, 計(jì)算試料的飽和吸水量。最大毛細(xì)水按下式計(jì)算:

式中: W毛) 試樣最大毛細(xì)水% ; m水) 試樣吸水量 g; m干) 干試樣質(zhì)量 g 。

2、3 鐵礦粉成球性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)所測三種鐵礦粉的成球性指數(shù)如表 2所示?？梢?/font>, 三種鐵礦粉的成球性指數(shù) K 均在0135~ 0160 范圍之內(nèi), 屬中等成球性。相比較,巴潤精礦的成球性最好, 大堆料的成球性最差,其原因可能是粒度組成不同所致。

生球裂紋產(chǎn)生溫度與生球抗壓強(qiáng)度的排列順序?yàn)?font face="Times New Roman">: 巴潤精礦> 巴潤礦> 大堆料?？梢?/font>, 鐵礦粉粒度越細(xì), 其成球性能越好, 對(duì)應(yīng)生球抗壓強(qiáng)度和裂紋產(chǎn)生溫度也越高。因此, 通過增加造球原料中細(xì)粒度巴潤精礦的配比, 可有效改善混合料的成球性能及生球質(zhì)量。三種鐵礦粉的生球爆裂溫度都在 700 e 以上, 均滿足球團(tuán)生產(chǎn)要求。