马来西亚海砂对球团性能的影响研究.pdf

第3 5 卷第6 期 2 0 1 5 年1 2 月 矿冶工程 M 田啪N GA N DM 哐T A L L U R G I C A LE N G “ 咂．E I ⅡN G V 0 1 ．3 5 №6 D e c e m b e r2 0 1 5 马来西亚海砂对球团性能的影响研究① 韩忠杰1 ，刘卫星2 ，李杰2 ，尚艳霞3 ，刘文会4 1 ．抚顺新钢铁有限责任公司技术处，辽宁抚顺1 1 3 0 0 l ；2 ．华北理工大学现代冶金技术河北省、教育部重点实验室，河北唐山0 6 3 0 0 9 ；3 ．华北理工 大学理学院，河北唐山0 6 3 0 0 9 ；4 ．华北理工大学迁安学院，河北唐山0 6 3 0 0 9 摘要研究了马来西亚海砂对球团成球性能及冶金性能的影响。结果表明配加1 0 ％一3 0 ％的马来西亚海砂制备球团矿，球团成球 速度变慢，球团易长大和控制。随海砂配比增加，生球落下强度及抗压强度略有下降，但仍达到国标要求；球团含粉率略有提高，适宜 的焙烧温度略有降低；球团低温还原粉化性能、软化性能及还原膨胀性能等均达到国标要求，可满足生产需要。 关键词烧结球团；球团矿；海砂；冶金性能 中图分类号T F 0 4 6 文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 叫．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 5 ．0 6 ．0 2 8 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 5 0 6 0 1 1 4 0 3 E 仃e c t so fM a l a y s i aS e aS a n do nP e U e t i z i n gP e 墒珊a n c e H A NZ h o n g - j i e1 ，U UW e i ．x i n 9 2 ，UJ i e 2 ，S H A N GY a r I x i a 3 ，U UW e n - h u i 4 1 ．死执咖 娅e ，胍厶蚍舰埘S 抛e Z ￡纪c D ，风 扎，l1 1 3 0 0 1 ，￡i ∞n 哦g ，吼白地；2 ．胁6 e i ，研如6 0 删。形矿‰ 胞凡厶孵矿尉眦口砌n 加胁如m 心地Z Z u r g 幻口Z ‰ ∞锄，Ⅳo 砒醌i M ‰眈r s 渺妒S c 诂删口以孔c 肋锄，死几伊矗口凡 0 6 3 0 0 9 ，胁6 e i ，傩i 胍；3 ．c D 阮尹矿 拓，黜，Ⅳo 厅 吼i M ‰泐巧妙酽s c 据，批。以‰九加蛔，死n 伊舰凡0 6 3 0 0 9 ， 舭6 e i ，吼i 耽；4 ．Q i o 凡7 0 凡c o Z 魄口，Ⅳo 砒傩i M ‰i 钾邢蚵矿＆如聊eo 以死以加切，死，l g s k 凡0 6 3 0 0 9 ，胁6 e i ，傩i № A b s t r a c t E f f ．e c t so fM a l a y s i as e as a n do nt h ep e l l e t i z i n gp e r f b 册a n c ea n dm e t a U u r g i c a lp e r f o m 舳c eo fp e U e t sw e r e s t u d i e d ．R e s e a r c hr e s u l t ss h o wt h a tb ya d d i n g1 0 ％一3 0 ％o fM a l a y s i as e as 扑d ，t h eb a l l i n gs p e e do fp e U e tw i l ls l o w d o w na n dp e l l e ti sl i a b l et o 伊o ww i t he a s i e rc o n t r 0 1 ．H o w e v e r ，a I lj n c r e a s e dp m p o n i o no fs e as a J l dw i Ul e a dt oas l i g l l t f 甜li nt h ec o m p r e s s i o ns t r e n 昏ha n ds h a t t e rs t r e n 昏ho fg r e e np e U e t t h a ti ss t i Uu pt ot h en a t i o n a ls t a n d a r d ，船w e U ∞ r e s u l ti nas l i g h ti n c r e a s ei nt h ep e r c e n t a g eo fp o w d e r e dp e l l e ta n dd m pi nt } I e 印p r o p r i a t em a s t i n gt e m p e r a t u r e ．A Ut h e m e t a l l u r j g i c a lp r o p e n i e si n c l u d i n gt h el o w - t e m p e r a t u l ．er e d u c t i o n d e s i n t e g m t i o ni n d e xa n ds o f t e n i n g - m e l t i n gc h a r a c t e r i s t i c s a I l dr e d u c i n gi n f l a t i o np e d ．o 咖a n c e0 fp e l l e t sc o u l dm e e tt l l en a t i o n a ls t a n d a r df o rp r o d u c t i o n ． 1 【e yw o r d s s i n t e r e dp e l l e t ；p e l l e t ；s e as a n d ；m e t a l l u 画c a lp r o p e r t y 烧结工序能耗占钢铁工业能耗的1 0 ％左右，而球 团能耗是烧结工序能耗的4 3 ％‘4 1 。球团生产过程中 产生的S O 气体占钢铁企业S O 排放量的1 0 ％左右， 占烧结生产的2 5 ％1 5 。7J 。在节能减排的发展趋势下， 应大力提高球团矿产能和生产水平，增加球团入炉比 例。目前，北美地区、北欧地区的许多钢厂熔剂性球团 矿占据了高炉炉料结构的主导地位旧叫0 | 。而国内球团 生产主要依赖地方精粉，用料单一。为了开发新的外 矿资源、拓宽原料来源，本文研究了马来西亚海砂对球 团成球性能和冶金性能的影响，为大规模利用马来西 亚海砂资源提供技术支撑。 l 实验 1 ．1 实验原料 造球实验所用原料由抚顺新钢铁有限责任公司提 供，相关原料成分及性能如表卜3 所示。 表l 原料化学成分 质量分数 ／％ 表2 马来西亚海砂微量元素成分 质量分数 ／％ 表3 膨润土主要性能指标 ①收稿日期2 0 1 5 一0 6 2 9 作者简介韩忠杰 1 9 6 8 一 ，女，河北衡水人，工程师，主要从事烧结球团工艺研究。 万方数据 第6 期韩忠杰等马来西亚海砂对球团性能的影响研究 1 ．2 实验条件 造球实验采用中5 0 0m m 1 5 0m m 圆盘造球机， 线速度为0 ．9 8n ∥s ，倾角为4 8 。。造球完成后检测生球 落下强度、抗压强度、爆裂温度等指标。 球团焙烧实验在竖式电炉中进行，焙烧后按照国 家标准测定球团抗压强度，检测球团矿冶金性能。 1 - 3 实验方案 通过不同配比的海砂造球实验及球团性能指标的 检测，寻找适宜的海砂配比，实验方案如表4 所示。 表4 球团实验配比方案 2 实验结果及分析 实验主要从海砂配加量对生球性能、球团性能及 球团矿冶金性能的影响3 个方面进行了研究。 2 ．1 海砂配比对生球性能的影响 马来西亚海砂配加量对生球落下强度和抗压强度 的影响分别见图1 ～2 。 图l海砂配比与生球落下强度的关系 图2 海砂配比与生球抗压强度的关系 由图1 ～2 可知，随马来西亚海砂配比增加，生球 落下强度及抗压强度略有降低，但能达到国标规定的 标准。从造球过程观察，基准样球团表面光滑，且外形 规则，成球速度较快；配加马来西亚海砂后，成球速度 较基准样变慢，球的长大速度对水分和物料较敏感，响 应较快，但海砂粒度较大，使得生球表面粗糙度增加， 生球含粉率提高。 马来西亚海砂对适宜造球水分的影响见图3 。 - k 4 、～} - 方案编号 图3 海砂配比与适宜造球水分的关系 由图3 可知，随马来西亚海砂配比增加，适宜的造 球水分呈下降趋势。因马来西亚海砂粒度较大、密度 较大、吸水性较差，水分附着在球团表面不能被吸收， 导致适宜的造球水分下降。 2 ．2 海砂配比对球团抗压强度的影响 不同焙烧温度下马来西亚海砂配比对球团矿抗压 强度的影响如图4 所示 ， } ● 己 ＼ 型 簸 出 蝠 奄 日 兹 图4 不同焙烧温度下海砂配比对球团抗压强度的影响 由图4 可知，球团抗压强度随海砂配比和焙烧温 度提高而增大。因海砂强度高，随焙烧温度提高，竖炉 精粉、膨润土与海砂之间的结合紧密度提高，球团抗压 强度增大。 焙烧温度为12 2 0 ℃时，各配比方案的球团矿均 未出现粘结现象；焙烧温度提高到l2 5 0 ℃时，随海砂 配比提高，球团矿开始出现粘结迹象。其中，基准样基 本无粘结，马1 0 、马2 0 略有粘结，马3 0 粘结较明显。 万方数据 1 1 6 矿冶工程 第3 5 卷 因为海砂中碱金属与锌含量较高，易形成低熔点矿物， 所以随海砂配比提高，粘结现象越来越明显。 2 _ 3 海砂配比对球团冶金性能的影响 对焙烧后的球团矿进行了化学成分检测，结果如 表5 所示。 表5 球团矿化学成分 质量分数 ／％ 对焙烧后的球团矿冶金性能进行了测定，结果见 表6 。由表6 数据可知配加海砂后，球团矿低温还原 粉化性能变化不大，海砂对其影响较小，总体而言，各 个配比方案的球团矿低温还原粉化性能均能达到国标 要求，能满足生产需求。随海砂配比提高，球团矿还原 性能有变差的趋势，但变化幅度不大，且球团矿还原性 能均在正常范围之内，能满足要求。随海砂配比提高， 球团矿还原膨胀性能变差，但各个配比方案的球团还 原膨胀指数均达到了一级球团标准 月s ， 1 5 ％ ，还原 膨胀性能指标优良。 随海砂配比提高，球团矿软化开始温度略有提高， 软化温度区间略有变窄，球团荷重软化性能有改善的 趋势。在碱度和M g O 含量基本相同的前提下，海砂 配比增加会提高烧结矿中高熔点的钙钛矿和其它含钛 矿物的数量，通过固相反应生成液相炉渣的温度相应 得到提高。 表6 球团矿冶金性能指标 3 结论 1 配加海砂后，球团成球速度变慢，但球团易长 大且更易控制；随海砂配比增加，生球落下强度及抗压 强度略有降低，但均能达到国标要求，能满足生产需 求；随海砂配比增加，适宜的造球水分有降低趋势，生 球含粉率有所提高。 2 球团矿抗压强度随马来西亚海砂配比、焙烧温 度提高而略有改善，当焙烧温度提高到12 5 0 ℃时，随 海砂配比提高，球团矿开始出现粘结迹象，且海砂配比 越高，粘结越明显。 3 配加1 0 ％一3 0 ％的马来西亚海砂后，球团矿低 温还原粉化性能、软化性能及还原膨胀性能均较好，各 项冶金性能指标均符合国标要求，能满足高炉生产的 要求。 参考文献 [ 1 ] 王维兴．钢铁工业能耗现状和节能潜力分析[ J ] ．节能减排，2 0 l l 4 1 9 2 2 ． [ 2 ] s 而n i v a sD w 啪p u d i ，仉衄a lKG h o s h ，V i l a sT a t l l a v a d k a r ，e ta 1 ．E 踮c t 0 fM 舶i nt l l ef 0 珊o fm a g n e t i I eo nt l l eq u a l i t y 蛐dm i c T o s t m c t u r e0 f h 锄a t i } ep e l l e t s [ J ] ．I n t e m a ￡i o n a lJ o u f n a lo fM i n e L a lP f o c e s s i n g ，2 0 1 2 6 5 5 6 2 ． [ 3 ] s 五n i v a sD w a m p u d i ，陆n a lKG h o S h ，A 谢l a b hS h 舳k a r ，e ta 1 ．E 瞻c l o fp e U e tb 鹊i c i t ya n dM 9 0c o n t e n to nt h eq u a l i t ya I l dm i c r o s t m c t u r eo f h e m t i t ep e l l e l s [ J ] ．T n ￡e 丌l a t i o n a lJ o u m a lo fM i n e L a lP r o c e S s i n g ，2 0 11 1 4 3 5 3 ． [ 4 ] 西田礼次郎．自熔性球团的生产研究[ J ] ．烧结球团译丛，1 9 7 6 1 2 3 3 5 ． [ 5 ] 陈晨，唐晓龙，杨永宏．云南省钢铁行业s 0 2 排放系数核算研究 [ J ] ．城市环境与城市生态，2 0 1 2 ，2 5 5 4 3 4 6 ． [ 6 ]叶匡吾．欧盟高炉炉料结构述评和我国球团生产的进展【J ] ．烧 结球团，2 0 0 4 ，2 9 4 4 7 ． [ 7 ] 唐先觉．日本高炉炉料结构的新进展[ J ] ．中国冶金，2 0 0 5 ，1 5 3 3 3 0 3 3 3 ． [ 8 ]s n i v 鹧D w 啪p u d i ，T a 啊a lKG h o s h ，A m i t a h hs h 卸k a r ，e ta 1 ．E f k c t o fp y r o x e n i t en u xo nt h eq u a l i t ya I l dm i c m s t n l c t u r eo fh e m a t i t ep e l l e t s [ J ] ．I n t e m a t i o n a lJ o u m a lo fM i n e r a lP H 0 c e s s i n g ，2 0 1 0 ，9 6 s 卜4 4 5 5 3 ． [ 9 ]T 0 m 鹊P e r s s o n ，J o c h e nR i e d e l ，J o n 鹊B e r g h e l ，e ta 1 ．E r n i s s i o n sa 『l d d e p o s i tp r o p e 币e sf 而mc o m b u s t i o n0 fw 0 0 dp e Ⅱe tw i t hm a g I l e s i u ma d d i t i v e s [ J ] ．JF u e lc h e mT e c h n o l ，2 0 1 3 ，4 l 5 5 3 0 5 3 9 ． [ 1 0 ] s P EF b 培m o ，AH 苴g g l u n d ．I I m u e n c e0 ft l l eo l i v i n ea d d i t i v eE n e n e s s o n 【h e0 x i d a t i o n0 fm a g l l e t i t 6p e u e t s [ J ] ．I n t e m a t i o n a lJ 叫m a l0 f Ⅲn e r a lP D 0 c e s s i n g ，2 0 0 3 2 1 0 9 一1 2 2 ． 万方数据