寶鋼高配比鏡鐵礦與含鐵粉塵的復(fù)合造塊工藝研究.pdf

1、隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)鐵礦石自給能力嚴(yán)重不足，進(jìn)口鐵礦石價(jià)格不斷攀升，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的煉鐵成本也隨之上漲。高效、大配比使用價(jià)格相對(duì)較低的非傳統(tǒng)鐵礦資源（如鏡鐵礦）及二次資源（如含鐵塵等）作為煉鐵原料，對(duì)于降低煉鐵成本和企業(yè)節(jié)能減排都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，但由于上述原料大多存在難成球、難焙燒等原因，使得現(xiàn)有造塊工藝中無法大量使用。鐵礦粉復(fù)合造塊工藝是近期發(fā)展起來的一種新的造塊技術(shù)，在難處理復(fù)雜礦、細(xì)粒鐵礦及含鐵二次資源等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)

2、。
　　隨著寶鋼新建高爐投產(chǎn)及原有高爐大修擴(kuò)容，燒結(jié)產(chǎn)能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足煉鐵生產(chǎn)要求。在寶鋼當(dāng)前煉鐵原料結(jié)構(gòu)和燒結(jié)技術(shù)條件下，研究采用復(fù)合造塊新工藝來提高燒結(jié)礦生產(chǎn)能力，解決寶鋼煉鐵原料短缺的問題、改善燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)燒結(jié)節(jié)能降耗、降低煉鐵成本具有重要的意義。
　　本文以鏡鐵礦和寶鋼自產(chǎn)含鐵粉塵為研究對(duì)象，在研究鏡鐵礦與含鐵粉塵的成球性能、焙燒固結(jié)性能，以及配加鏡鐵礦粉和（或）含鐵粉塵對(duì)寶鋼生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用勻礦燒結(jié)性能影響的基礎(chǔ)上

3、，考查了采用復(fù)合造塊工藝實(shí)現(xiàn)高配比鏡鐵礦和含鐵粉塵造塊的可行性及工藝條件，并通過料層透氣性試驗(yàn)及料層氣體力學(xué)分析，研究球團(tuán)料及基體料對(duì)復(fù)合造塊料層透氣性的影響規(guī)律，揭示了復(fù)合造塊工藝可顯著提高產(chǎn)量的機(jī)理;考查了鏡鐵礦球團(tuán)在復(fù)合造塊過程中的固結(jié)和成礦行為，揭示復(fù)合造塊工藝改善產(chǎn)品質(zhì)量的機(jī)理。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)和獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)研究鏡鐵礦與含鐵粉塵的造塊性能，查明了鏡鐵礦粉和含鐵粉塵的難造塊的原因。鏡鐵礦粉表面光滑、結(jié)構(gòu)致

4、密、成球性能較差，所需焙燒溫度較高（需要達(dá)到1280℃以上）。用于球團(tuán)生產(chǎn)時(shí)，需要經(jīng)過60min～90min濕式球磨和3次高壓輥磨預(yù)處理后所制備的生球質(zhì)量指標(biāo)方能滿足要求。配入燒結(jié)混合料時(shí)，與單一勻礦燒結(jié)結(jié)果相比，在配加19.6％的鏡鐵礦粉后進(jìn)行燒結(jié)垂直燒結(jié)速度降低了5.27mm/min，成品率減小了8.84％，利用系數(shù)降低了0.454 t·m-2·h-1;同樣，在勻礦中直接配加10％含鐵粉塵進(jìn)行燒結(jié)，與采用單一勻礦燒結(jié)獲得的試驗(yàn)指標(biāo)相

5、比，垂直燒結(jié)速度下降了2.22mm/min，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度降低了1.79％。
　　(2)研究復(fù)合造塊工藝料層氣體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及料層透氣性變化規(guī)律，探明了復(fù)合造塊工藝顯著提高造塊產(chǎn)量的機(jī)理。復(fù)合造塊料層中由于在基體料中加入球團(tuán)，在兩者粒度匹配的條件下，可提高料層透氣性透氣性，在燒結(jié)料細(xì)粒含量少于50％的情況下，加入30％～40％的球團(tuán)，料層透氣性可以提高20％～30％。
　　(3)研究了鏡鐵礦球團(tuán)在復(fù)合造塊過程中的固結(jié)和成礦行為，揭示了

6、復(fù)合造塊工藝改善造塊產(chǎn)品質(zhì)量的機(jī)制。復(fù)合造塊產(chǎn)品具有比常規(guī)燒結(jié)礦更好的顯微結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，該產(chǎn)品由酸性球團(tuán)礦與高堿度燒結(jié)礦緊密鑲嵌構(gòu)成，高溫冶金性能研究表明，制備的成品復(fù)合燒結(jié)礦可作為一種優(yōu)質(zhì)的煉鐵爐料。對(duì)于勻礦基體料，由于其具有超高堿度，針狀鐵酸鈣(SFCA)可大量生成，結(jié)晶互連后具有優(yōu)良的強(qiáng)度;對(duì)于鏡鐵礦球團(tuán)料，在高溫制度下誘導(dǎo)原生Fe2O3發(fā)生物相轉(zhuǎn)變，分解、再氧化后生成次生Fe2O3，次生Fe2O3由于具備更高活性，進(jìn)而可促進(jìn)球團(tuán)料的

7、固結(jié)。造塊產(chǎn)品中的酸性球團(tuán)料鑲嵌在高堿度基體料中，兩者依靠燒結(jié)過程中高堿度基體料產(chǎn)生的液相緊密相連，形成復(fù)合造塊產(chǎn)品的整體強(qiáng)度，其主要礦物有鐵酸鈣，還含有部分赤鐵礦和少量橄欖石等。
　　(4)開發(fā)了高配比鏡鐵礦和含鐵粉塵的復(fù)合造塊工藝。與常規(guī)燒結(jié)工藝相比，采用復(fù)合造塊工藝時(shí)鏡鐵礦的配加量可由10％提高到40％以上，粉塵配比可提高到10％以上，同時(shí)料層高度可由常規(guī)的700mm提高到820 mm以上，有效地實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)生產(chǎn)的增產(chǎn)、節(jié)能，