焙烧温度与球团矿强度和还原性的关系_夏雷阁

。 不仅球
第 39 卷 第 1 期 烧 结 球 团 22
般高炉要求球团矿还原膨胀率 ＜ 20% ， 超过则 易粉化， 降低高炉透气性。 炉料还原性好， 则有 利于高炉内间接还原， 降低焦比
［2 ］
表1
TFe /% 65. 85 FeO /% 0. 40 SiO2 /% 3. 53
Ｒelationship of firing temperature to pellet strength and reducibility
Xia leige1 ， Su Buxin1 ， Li Xinyu1 ， Zhang Jianliang1 ， Zhao Zhixin2 ， Qing Gele2 （ 1. School of Metallurgical and Ecological Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083 ； 2. Shougang Ｒesearch Institute of Technology， Beijing 100043 ） Abstract In view of high compressive strength but poor reducibility of pellets produced with Shougang 504 m2 travelling
［3 ］
地方矿粉， 秘鲁矿的成分和粒度分别列于表 2 、 表 3 。为了分析焙烧强度对球团矿还原性的影 响， 进行了不同温度下的焙烧试验。 焙烧试验 的料层厚度为 300 mm， 试验结束后对料层分上 中下三层取样。鉴于上下层焙烧球的抗压强度 差别较大， 为保证每次试验球团矿指标的均匀 性和便于对比分析， 统一取料层上部的球团样 分析其抗压强度、 还原度和还原膨胀率。
櫿氄
团
（ 1. 北京科技大学冶金与生态工程学院， 北京 100083 ； 2 ： 首钢技术研究院， 北京 100043 ）
摘
而还原性差的问题， 通过 要： 针对首钢京唐 504 m2 带式焙烧机生产的球团矿抗压强度高，
研究不同焙烧温度下球团矿的抗压强度 、 还原度、 还原膨胀率及其显微结构的变化， 得出以下 结论： 随着焙烧温度从 1 200 ℃ 提高到 1 280 ℃ ， 磁铁矿球团的抗压强度提高， 而还原度明显降 低， 焙烧温度为 1 230 ℃ 时， 球团还原膨胀率最低。综合考虑， 应在满足抗压强度的前提下， 尽 量降低焙烧温度 ， 以改善球团矿的冶金性能。 根据试验结果对带式机焙烧温度进行调整后 ， 球团矿抗压强度控制在 3 000 N / P 左右， 还原度提高到 67. 78% ， 还原膨胀率也控制在 18% 以 下， 取得了显著效果。 关键词： 带式焙烧球团； 铁矿球团； 焙烧温度； 抗压强度； 冶金性能 中图分类号： TF046. 6 文献标识码： A 文章编号： 1000 － 8764 （ 2014 ） 01 － 0021 － 04 doi： 10. 13403 / j. sjqt. 2014. 01. 006
引
言
团矿品位、 抗压强度等冷态指标很重要， 而且高 温冶金性能也非常重要。 高炉冶炼过程中整个 炉料应具有足够的稳定性和透气性， 尤其在高 炉上部炉料停留时间较长， 所以作为高炉主要 炉料之一的球团矿， 应具有良好的还原性， 即低 的还原膨胀率、 高的还原性和还原后强度。 一
过去， 很多钢铁企业主要把球团矿的品位
图5
球团矿还原后边缘部位的显微结构
3. 2
不同焙烧温度下所获球团矿的还原度和 显微结构 不同焙烧温度下所获球团矿的还原度试验
grate indurating machine， through studying the difference of compressive strength， reducibility， swelling index and microstructure of the pellets under different firing temperature， the following conclusions are obtained： the compressive strength of magnetite pellets increases with the calcination temperature increasing from 1 200 ℃ to 1 280 ℃ ， but the reduction degree of pellets significantly reduces， and the reduction swelling index of pellets is the lowest when the roasting temperature is 1 230 ℃. Considering comprehensively，we must reduce the firing temperature as far as possible to improve the metallurgical performance of pellets under the prerequisite of meeting the conditions of compressive strength. After adjustment of firing temperature of the travelling grate indurating machine in accordance with the test results， the compressive strength of pellets is controlled around 3 000 N / P， the reduction degree is increased to 67. 78% ， the reduction swelling index is also controlled below 18% ， and remarkable effect is obtained. Key words travelling grate pelletizing； iron ore pellet； roasting temperature； compressive strength； metallurgical performance
图4 图2 焙烧球抗压强度与最高焙烧温度的关系
焙烧温度与球团矿还原度的关系
A—1 200 ℃ 焙烧球； B—1 230 ℃ 焙烧球； C—1 260 ℃ 焙烧球； D—1 280 ℃ 焙烧球； 下同。
对不同焙烧温度下获得的球团矿进行扫描 电镜显微分析， 结果见图 3 。 从中可以看出， 当 焙烧温度较低（ 1 200 ℃ ） 时， 球团中有很多细小 晶粒存在， 矿物未软熔。 随着焙烧温度提高， 晶 粒长大并靠拢。 当焙烧温度从 1 260 ℃ 提高到 1 280 ℃ 时， 晶粒进一步长大靠拢， 并连成整体， 晶粒之间的空隙较小。
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Sintering and Pelletizing
第 39 卷 第 1 期 2014 年 2 月
烧
结
球
团
櫿櫿櫿櫿櫿櫿氄
櫿氄 球 櫿櫿櫿櫿櫿櫿氄
焙烧温度与球团矿强度和还原性的关系
1 1 1 1 2 2 夏雷阁 ， 苏步新 ， 李新宇 ， 张建良 ， 赵志星 ， 青格勒
1
和抗压强度作为衡量其质量的重要指标， 但随 着球团矿使用比例的增加， 球团矿的综合性能 对高炉冶炼的影响越来越显得重要
收稿日期： 2013 － 09 － 16 基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （ 51174023 ）
［1 ］
作者简介： 夏雷阁（ 1967 － ） ， 在读博士， 主要研究方向为球团性能及生产工艺路线。 男， 高级工程师，
图1 焙烧杯试验温度和时间曲线
方案 1 ～ 方案 4 的最高焙烧温度分别为 1 200 ℃ 、 1 230 ℃ 、 1 260 ℃ 、 1 280 ℃ 。 焙烧完 成后， 统一从料层上部取 60 个球测定其抗压强 度。 图 2 是球团矿抗压强度与最高焙烧温度的 关系曲线。从中可以看出， 焙烧温度从 1 200 ℃ 提高到 1 230 ℃ 和 1 260 ℃ 时， 球团矿的抗压强 度升高非常明显， 但从 1 260 ℃ 提高到 1 280 ℃ 时， 虽然 抗 压 强 度 进 一 步 提 高， 但提高幅度较 小。这是因为本试验所用矿粉主要是磁铁矿 ， 磁铁矿的主要固结方式是 Fe3 O4 的氧化再结晶， 该反应在 1 000 ℃ 左右基本结束， 所以过高的焙 烧温度对提高磁铁矿球团抗压强度意义不大 。
京唐球团矿主要指标
抗压强度 /N · P －1 3389 还原膨胀 率 /% 18. 49 还原度 /% 59. 16
。 首钢高炉
的球团矿入炉比在 20% ～ 23% ， 所以改善球团 矿还原膨胀率和还原度对高炉冶炼和节能降耗 意义重大。
2 首钢京唐 504 m 带式焙烧机于 2010 年 8
2
试验原料及方法
；
SiO2 含量较低， 在 3. 53% ； 抗压强度非常高， 平
［4 ， 5 ］ ； 但 其 还 原 度 较 低， 在 均达到了 3 389 N / P
60% 以下。 所以， 本文详细研究了球团矿强度 与还原性的关系， 以期改善球团矿的冶金性能。
表2
TFe 70. 08 SiO2 1. 2 CaO 0. 26 P 0. 004
3
3. 1
试验结果分析与讨论
焙烧温度对球团矿抗压强度和显微结构 的影响 图 1 是焙烧杯试验 的 焙 烧 温 度 和 时 间 曲
线。四个方案的焙烧时间相同， 均为 45 min。
23 2014 年第 1 期 夏雷阁 等 焙烧温度与球团矿强度和还原性的关系
图 5 是球团矿还原后边缘部位的扫描电镜 显微图。从中可以看出， 抗压强度相对低的球 团矿， 还原后边缘出现了明显的铁晶须， 如图 5 （ a） 和（ b） ； 而抗压强度较高者， 边缘虽然有已还 原出来的铁， 但多数铁晶须仍被脉石和氧化铁 包裹着， 如 5 （ c） 和 5 （ d） 。