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论内配碳对双层球团复原胀大率的影响

2013-05-21 16:52 来历:冶金工业论文 人参加在线咨询

试验

1.试验质料

所用质料是国内某钢厂的磁铁矿粉、赤铁矿粉和膨润土,其成份及粒度组成见表1。配加燃料是1种低蒸发分焦粉,其性能指标见表2。

2.试验办法

造球时每批料的料量为4kg,水、焦粉、膨润土及铁精矿粉按必定份额配入,造球质料混匀后在圆盘造球机上造球,直至球团直径到达10.0~12.5mm时取出过筛作为球团内层;把筛选出的10.0~12.5mm的生球参加造球机中,再配加铁精矿粉持续造球,球团外层的厚度为1.5~2.0mm,球团内、外层所用铁精矿质量比为1:1,制备双层球团。造完后过筛,取12.5~15.0mm的生球为合格球。造球设备选用圆盘造球机,首要技能参数为直径Φ=1000mm,边高h=200mm,倾角α=45°,转速为20r/min。造球完毕后,将合格生球放入鼓风枯燥箱中枯燥至质量不变,然后将干球置于卧式管式电阻炉中进行预热和焙烧试验。焙烧准则为:预热温度950℃,预热时刻15min;焙烧温度1250℃,焙烧时刻15min。待球团冷却后,取出10个球团放至FZY-1型抗压强度检测仪上进行抗压强度丈量,其平均值作为球团的抗压强度。球团胀大率的测定是依照《铁矿球团相对自在胀大指数的测定办法》GB/T13240—1991,将必定量粒度10.0~12.5mm的球团矿,在900℃下等温复原,球团发作体积改变,选用排水法测定复原前后球团体积,体积改变的相对值用体积分数表明,球团复原胀大率(RSI)的计算公式为(略):式中:V0为复原前试样的体积,mL;V1为复原后试样的体积,mL。球团的矿相显微结构选用奥林巴斯BX51M光学显微镜进行观测,使用显微镜自带的DT2000图画剖析软件测定球团的赤铁矿再结晶固结率(%)和气孔率(%)。

3.试验计划

试验中的铁精矿为磁铁矿和赤铁矿,分两组进行,每组配加必定量的焦粉和膨润土,混匀造球。第一组造球质料为东北精矿(磁铁矿),内层配碳的质量分数依次为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%(即配加焦粉的质量分数为0%,0.59%,1.18%,1.76%,2.35%),外层不配碳,制备双层球团,焙烧后检测其焙烧球强度和复原胀大率。第二组造球质料为卡拉加斯粉(赤铁矿),内层配碳量依次为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%(即配加焦粉的质量分数为0%,0.59%,1.18%,1.76%,2.35%),外层不配碳,制备双层球团,焙烧后检测其焙烧球抗压强度和复原胀大率。球团内、外层所用铁精矿质量分别为2kg,焦粉的配比是以内层铁精矿的质量为规范的。造球试验的试验计划如表3,4。

试验成果及剖析

1.配碳量对双层球团抗压强度的影响内

层配碳量对双层球团抗压强度影响的测定成果见表5与图1。由表5和图1可知:不同内配碳量的磁铁矿双层球团,通过高温焙烧后,其抗压强度发作显着改变,跟着配碳量的添加,焙烧球的抗压强度一向呈下降趋势;在配碳的质量分数超越1.0%,球团强度急剧下降,配碳的质量分数为2.0%时,仅为836N/个;不同配碳量的赤铁矿双层球团,配碳的质量分数超越0.5%后焙烧后球团抗压强度先添加后又下降,配碳的质量分数为1.0%时较高,为3166N/个。依据文献[8],球团内配碳质量分数为0.8%~0.9%的固体燃料,总燃耗能够下降11.9%~18.7%。所以在赤铁矿球团内配适量的固体燃料,在满意出产需求的焙烧球团抗压强度(不小于2500N/个)的情况下起到节能降耗的作用。

2.配碳量对双层球团矿复原胀大率的影响

内层配碳量对双层球团的复原胀大率影响的测定成果见表6与图2。由表6与图2可知:双层球团内层配碳后,球团的复原胀大率比一般球团有显着的下降;磁铁矿一般球团的胀大率在20%以上,配碳后,复原胀大率下降到10%左右,配碳质量分数为1.0%时RSI较低,为7.98%;赤铁矿一般球团的胀大率在30%以上,配碳后,复原胀大率显着下降,配碳质量分数为1.5%时RSI较低,为9.52%。向双层球团内层添加适量焦粉对按捺球团胀大具有显着的作用。是因为焦粉的存在改变了球团内部的气氛,使渣相易于生成,渣相除了能改善球团矿固结方式以外,特别重要的是使碱金属以硅酸盐的方式进入渣相,然后克服了碱金属进入铁氧化物晶格而引起晶格畸变的现象发作;别的,焦粉在焙烧进程中以二氧化碳方式排出,改善了球团内部的安排结构。

3.双层球团显微结构特征

内配碳双层球团的显微矿相结构见图3~5。球团的气孔率、赤铁矿再结晶固结率测定成果见表7。从矿相相片和表7可看出:以磁铁矿或赤铁矿为质料制得的双层球团,显微结构很有规则地分为两层,外层以Fe2O3的结晶长大固结为主,矿藏由赤铁矿、脉石及少数硅酸盐粘结相组成,外层孔隙多呈细孔状,散布均匀;内层显微结构为Fe2O3的它形晶相互衔接,在球核呈现Fe3O4,跟着配碳量添加,内核中Fe3O4含量添加。磁铁矿内配碳双层球团中配碳质量分数低于1.0%时,球团内部没有呈现Fe3O4晶体,Fe2O3再结晶固结率较高,气孔率低,因而球团抗压强度大,复原胀大率也大;当配碳质量分数为1.5%时,球团内有少数大的空泛,球团外层是Fe2O3结晶,但球团内层呈现了部分的Fe3O4结晶,阐明因为碳的复原作用,一部分Fe2O3被复原成Fe3O4;当配碳质量分数为2.0%时,球团内部呈现很多的空泛,球团外层现已呈现部分Fe3O4结晶,球团内层简直都是Fe3O4结晶,阐明球团外层构成1层细密的Fe2O3,阻挠空气中的氧进入球团内层,从而生成很多的Fe3O4晶体。赤铁矿内配碳双层球团跟着配碳量的增大,球团内Fe2O3再结晶固结首先增后减,导致球团抗压强度先增后减;配碳质量分数为1.0%时较大,此刻球团抗压强度也较大。当配碳质量分数为2.0%时,球团内部呈现少数的Fe3O4结晶,球团抗压强度下降。跟着配碳量的添加,赤铁矿双层球团的气孔率逐步增大,所以复原胀大率下降,但当配碳质量分数超越1.5%后呈现磁铁矿结晶,导致复原胀大率又开端升高。

定论

1)磁铁矿内配碳双层球团跟着配碳量的添加,球团抗压强度是逐步下降的,当配碳量(质量分数)超越1.0%后,球团内呈现磁铁矿结晶,球团抗压强度开端骤降。赤铁矿内配碳双层球团跟着配碳量的添加,球团抗压强度开端升高后又下降,配碳量(质量分数)超越1.5%后,球团内呈现磁铁矿结晶,球团抗压强度开端下降。2)磁铁矿双层球团内层配碳量(质量分数)为1.0%时,复原胀大率较低,为7.98%,此刻球团强度亦能够到达2512N/个;赤铁矿双层球团内层配碳量(质量分数)为1.5%时,复原胀大率较低,为9.52%,在配碳量小于1.5%时球团抗压强度均大于2500N/个。磁铁矿双层球团内层配碳量(质量分数)不大于1.0%时,赤铁矿双层球团内层配碳量(质量分数)不大于1.5%时,均能够满意出产需求的情况下,有用下降球团的复原胀大率。3)在球团内层添加适量的焦粉,能够添加制品球团的气孔率,改善其复原性,有用按捺球团的复原胀大。(本文图、表、公式略)

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