改善低SiO-,2-燒結礦強度的工藝基礎研究.pdf

1、本文在滿足寶鋼高爐冶煉對燒結礦質量要求的前提下，依據寶鋼原燃料條件，探討了將燒結礦中SiO2含量進一步降低的可能性，從中尋找出影響燒結礦強度下降的兩個因素，即鐵酸鈣的形態(tài)和數(shù)量，進而從燒結礦礦物組成自身強度及結構和鐵酸鈣粘結相的數(shù)量兩個方面進行了基礎研究，擬為改善低SiO2燒結礦的冷態(tài)強度提供理論依據。 在理論研究的基礎上，進行了低SiO2燒結的工藝研究。為了增加燒結礦中的液相數(shù)量，并促進能改善燒結礦抗斷裂性能的礦物生成，采取了

2、提高燒結礦堿度、用富塊礦替代燒結礦作鋪底料以及添加細鐵精礦粉預制粒等措施。三種措施的最終目的都是為了改善低SiO2燒結礦的強度，為寶鋼進一步開發(fā)高鐵低SiO2燒結礦的生產技術和工藝奠定基礎。 燒結礦礦物組成及結構對其抗斷裂性能影響的研究主要從三個方面進行，即礦物組成及結構對裂紋萌生和擴展的影響；礦物組成及結構的斷裂韌性；燒結礦的綜合斷裂韌性與燒結礦強度(轉鼓指數(shù))的關系。結果表明：在本試驗條件下，板塊狀、針狀和細針狀鐵酸鈣結構中

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；上述礦物組成及結構抗裂紋擴展的能力由強到弱依次為細針狀鐵酸鈣結構、針狀鐵酸鈣結構、赤鐵礦、磁鐵礦、板塊狀鐵酸鈣結構和玻璃相；赤鐵礦、磁鐵礦、玻璃相的斷裂韌性分別為0.89、0.76和0.37，細針狀、針狀、板塊狀鐵酸鈣結構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；燒結礦的綜合斷裂韌性K”C與轉鼓強度成線性關系；發(fā)展針狀、細針狀鐵酸鈣結構有利于提高燒結礦的抗斷裂性能。 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對熔化速率和熔化數(shù)量的影響。結果表明：高升溫速率有利于提高熔化速率，減少熔化時間，但熔化結束溫度將向高溫方向移動

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，且所需熔化時間相對較少；添加SiO2和Al2O3都有利于降低鐵酸鈣的開始熔化溫度，但添加SiO2的效果更明顯。鐵酸鈣的熔化速率在添加SiO2后開始下降，并且隨著熔化時間的延

6、長下降得越來越明顯，而添加Al2O3對鐵酸鈣的熔化速率影響不大。 改善低SiO2燒結礦強度的工藝試驗表明：蛇紋石配比降低到1.0％時，燒結礦中SiO2含量可降低至3.9％，燒結礦的強度和抗低溫還原粉化性能下降，但進一步減少蛇紋石配比，各項燒結指標下降幅度顯著增大；若將燒結礦堿度由1.75提高到1.85，并配入5％的鐵精礦粉，在保證基準試驗的燒結礦(4.4％SiO2)強度不變的前提下，可將燒結礦中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，可以提高燒結生產率5％以上，而且可以大幅度降低燒結礦的成本，降低燒結燃耗，簡化燒結工藝。用富塊礦作鋪底料的燒結礦在堿度1.85的條件下，可以獲得與基準試驗燒結礦(4.4％SiO2)強度相當?shù)牡蚐iO2燒結礦(3.9％～4.0％SiO2)；5％鐵精礦粉直接配入燒結混合料中，可以改善燒結料層的透氣性，當配比超過10％時，燒結料層的透氣性惡化，燒結礦的冶金性能和各項技術指標隨之變差。若將鐵精礦