盧可可 施卓雄

(1.廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所；2.國(guó)土資源部放射性與稀有稀散礦產(chǎn)綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

鄂西某赤鐵礦和磁鐵礦混合造球試驗(yàn)

盧可可1,2施卓雄1,2

(1.廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所；2.國(guó)土資源部放射性與稀有稀散礦產(chǎn)綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

為提高鄂西某磁鐵精礦所制備球團(tuán)的性能，對(duì)其摻入不同比例鐵品位為49.02%的赤鐵礦和膨潤(rùn)土所制球團(tuán)的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：赤鐵礦與磁鐵礦的添加比例為1∶9、黏結(jié)劑膨潤(rùn)土添加量為3%、水分含量為9%、焙燒溫度為1 200 ℃、焙燒時(shí)間為30 min時(shí)，獲得的球團(tuán)生球落下強(qiáng)度為4.8次/個(gè)、生球抗壓強(qiáng)度為9.60 N/個(gè)、成球抗壓強(qiáng)度為2 337 N/個(gè)，而且成球出現(xiàn)裂紋的比例也較小。

赤鐵礦 磁鐵礦 膨潤(rùn)土 造球 球團(tuán)

隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)入爐原料的粒度、強(qiáng)度、化學(xué)成分及冶煉特性的要求日趨嚴(yán)格，球團(tuán)礦的生產(chǎn)也從重視產(chǎn)量轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾曎|(zhì)量。鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家把提供粒度均勻、成分穩(wěn)定、物理化學(xué)特性尤其是冶煉特性良好的人造富礦視為強(qiáng)化高爐冶煉過(guò)程的必要前提[1-2]。球團(tuán)礦作為人造富礦之一，由于其特有的冶煉性能而成為當(dāng)今冶煉爐料中不可缺少的重要組成部分，其作為良好的高爐爐料，不僅具有品位高、強(qiáng)度好、易還原、粒度均勻等優(yōu)點(diǎn)，而且酸性球團(tuán)礦與高堿度燒結(jié)礦搭配，可以優(yōu)化高爐內(nèi)的爐料結(jié)構(gòu)，是高爐煉鐵增產(chǎn)節(jié)焦，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效措施[3-4]。因此，對(duì)如何提高球團(tuán)各項(xiàng)性能指標(biāo)的方法進(jìn)行研究具有重要意義。

1 原料性質(zhì)

1.1 原料化學(xué)成分分析

試驗(yàn)用的含鐵原料為鄂西某磁鐵精礦和赤鐵礦，赤鐵礦的化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 赤鐵礦化學(xué)成分分析結(jié)果 %

成分TFeFeOFe2O3CaOMgO含量49.025.1764.347.533.06成分MnOSiO2Al2O3SP含量0.226.5211.030.0601.18

由表1可知，赤鐵礦全鐵品位為49.02%，F(xiàn)eO含量為5.17%，品位較低，因此本試驗(yàn)使用鐵品位為67.12%的磁鐵精礦與赤鐵礦混合造球。

1.2 原料粒度分析

將赤鐵礦磨礦10min后進(jìn)行粒度分析，結(jié)果如表2；對(duì)磁鐵精礦進(jìn)行粒度分析，結(jié)果如表3。

表2 赤鐵礦粒度組成分析結(jié)果

表3 磁鐵精礦的粒度組成分析結(jié)果

由表3可知，試驗(yàn)所用磁鐵精礦的-0.074mm粒級(jí)含量不到80%，而在國(guó)內(nèi)，一般造球鐵精礦 -0.074mm粒級(jí)含量不小于80%～90%。若單獨(dú)用來(lái)造球達(dá)不到很好的球團(tuán)性能，因此與赤鐵礦混合進(jìn)行造球。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

本試驗(yàn)采用圓盤造球機(jī)造球，造球機(jī)轉(zhuǎn)速為24r/min、傾角45°、造球時(shí)間為11min。生球合格率是從圓盤造球機(jī)制作出的生球中隨機(jī)抽取100個(gè)，計(jì)算沒(méi)有發(fā)現(xiàn)破裂的比例；測(cè)定生球落下強(qiáng)度時(shí)，選取10個(gè)直徑在10mm左右的生球，從500mm的高度自由落下至厚鋼板上，多次落下，直到生球出現(xiàn)裂紋或破裂為止，記錄下每個(gè)生球破裂時(shí)的落下次數(shù)，并求出其平均值。

2.1 赤鐵礦和磁鐵礦配比對(duì)球團(tuán)性能的影響

赤鐵礦與磁鐵礦配比試驗(yàn)時(shí)赤鐵礦與磁鐵礦混合料總質(zhì)量為2kg、黏結(jié)劑膨潤(rùn)土用量為混合料質(zhì)量的3%、水分為混合料質(zhì)量的8%，焙燒溫度為 1 200 ℃、焙燒時(shí)間為25min。赤鐵礦與磁鐵礦配比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知：在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，球團(tuán)爆裂溫度均能滿足要求；隨著赤鐵礦混入量的增加，生球抗壓強(qiáng)度和成球抗壓強(qiáng)度均逐漸降低；未加赤鐵礦時(shí)，生球的落下強(qiáng)度較低，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室的球團(tuán)落下性能標(biāo)準(zhǔn)(4.0次/個(gè))，赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9時(shí)，生球落下強(qiáng)度提高到4.2次/個(gè)，之后，隨著赤鐵礦混入量的增加，生球落下強(qiáng)度降低。綜合考慮確定赤鐵礦與磁鐵礦添加比例為1∶9。

表4 赤鐵礦與磁鐵礦配比試驗(yàn)結(jié)果

2.2 膨潤(rùn)土用量對(duì)球團(tuán)性能的影響

膨潤(rùn)土是常用的黏結(jié)劑，其是一種優(yōu)質(zhì)添加劑，不僅可以提高生球的落下強(qiáng)度，改善物料的親水性和比表面積，同時(shí)還可以提高顆粒間的黏結(jié)力，起著傳遞顆粒間分子力的作用，其黏結(jié)性越大，生球的機(jī)械強(qiáng)度越高[5]。膨潤(rùn)土用量對(duì)球團(tuán)性能影響試驗(yàn)的赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、水分為混合料質(zhì)量的8%，焙燒溫度為1 200 ℃、焙燒時(shí)間為25min，膨潤(rùn)土用量試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 膨潤(rùn)土用量試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知：隨著膨潤(rùn)土用量的增加，球團(tuán)爆裂溫度逐漸升高；生球合格率隨著膨潤(rùn)土用量的增加先升高后降低；生球落下強(qiáng)度和成球抗壓強(qiáng)度均隨膨潤(rùn)土用量的增加而升高；生球抗壓強(qiáng)度隨膨潤(rùn)土用量的增加先降低后升高。當(dāng)膨潤(rùn)土用量在3%時(shí)，生球落下強(qiáng)度為4.2次/個(gè)，生球抗壓強(qiáng)度在8.88N/個(gè)，生球爆裂溫度>800 ℃，成球抗壓強(qiáng)度為2 219N/個(gè)，基本上能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)上的需要，確定膨潤(rùn)土用量為3%。

2.3 水分含量對(duì)球團(tuán)性能的影響

在赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、膨潤(rùn)土用量為3%、焙燒溫度為1 200 ℃、焙燒時(shí)間為25min條件下，考察水分含量對(duì)球團(tuán)性能的影響，結(jié)果如表6所示。

由表6可知：隨著水分含量的增加，球團(tuán)爆裂溫度逐漸降低，生球落下強(qiáng)度逐漸升高；生球抗壓強(qiáng)度隨水分含量的增加先降低后升高。綜合考慮，水分含量為9%時(shí)，球團(tuán)性能最佳，確定水分含量為9%。

表6 水分含量對(duì)球團(tuán)性能影響試驗(yàn)結(jié)果

2.4 焙燒溫度對(duì)成球能的影響

在赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、膨潤(rùn)土用量為3%、水分含量為9%、焙燒時(shí)間為25min條件下，考察焙燒溫度對(duì)成球性能的影響，結(jié)果如表7所示。

表7 焙燒溫度對(duì)成球性能的影響

由表7可知，隨著焙燒溫度的升高，成球抗壓強(qiáng)度先升高后降低，焙燒溫度為1 200 ℃時(shí)，成球抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值2 837N/個(gè)，且成球出現(xiàn)裂紋的比例也較小。綜合考慮，確定焙燒溫度為1 200 ℃。

2.5 焙燒時(shí)間對(duì)成球性能的影響

在赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、膨潤(rùn)土用量為3%、水分含量為9%、焙燒溫度為1 200 ℃條件下，考察焙燒時(shí)間對(duì)成球性能的影響，結(jié)果如表8所示。

表8 焙燒時(shí)間對(duì)成球性能的影響

由表8可知，隨著焙燒時(shí)間的延長(zhǎng)，成球抗壓強(qiáng)度逐漸增高，合格率逐漸降低。綜合考慮，確定焙燒時(shí)間為30min。

3 結(jié) 論

(1)鄂西某磁鐵精礦鐵品位為67.12%，-0.074mm含量為73.66%(小于80%)，不能單獨(dú)造球，采用鐵品位為49.02%的赤鐵礦與其混合進(jìn)行造球。

(2)赤鐵礦與磁鐵礦的添加比例為1∶9、黏結(jié)劑膨潤(rùn)土添加量為3%、水分含量為9%、焙燒溫度為1200℃、焙燒時(shí)間為30min時(shí)，獲得的球團(tuán)生球落下強(qiáng)度為4.8次/個(gè)、生球抗壓強(qiáng)度為9.60N/個(gè)、成球抗壓強(qiáng)度為2337N/個(gè)，而且成球出現(xiàn)裂紋的比例也較小。

[1] 葉匡吾.關(guān)于球團(tuán)廠建設(shè)的幾點(diǎn)意見(jiàn)[J].燒結(jié)球團(tuán)，2001,26(1):2-3.

[2] 孫曉泉.近十年來(lái)國(guó)外燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)的發(fā)展[J].國(guó)外燒結(jié)球團(tuán)，1987(1)：25-30.

[3] 張一敏.球團(tuán)理論與工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2008:98-101.

[4] 李 蒙,任 偉,陳三鳳.國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)狀況和展望[J].中國(guó)冶金,2004(11)：1-3.

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2015-02-12)

盧可可(1988—)，女，工程師，512000 廣東省韶關(guān)市芙蓉東路108號(hào)。