返矿影响铁矿石烧结过程的机理研究.docx
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1、返矿影响铁矿石烧结过程的机理研究摘要:为研究烧结返矿中大粒级占比对烧结生产指标的影响,通过化学分析、XRD分析、热重分析等对烧结返矿的各项理化性能进行了分析研究,并利用微型烧结实验装置及烧结杯模拟实验就返矿中+5mm粒级占比对烧结指标的影响进行了实验研究。结果表明:返矿中不同粒级的成分存在较大差异;随着返矿粒级的增大,其矿物物相中磁铁矿和铁酸钙的量增加;返矿粒级越大,其同化温度、熔化温度越高,返矿粒级越小,越有利于液相生成;当返矿+5mm的占比超过25%时,混合料制粒效果变差,同时其烧结成品率、转鼓强度均下降,固体燃耗升高,烧结矿成品粒级组成中510mm的粒级占比上升。因此,在烧结生产配料过程
2、中需控制返矿中+5mm的粒级占比低于25%o关键词:烧结;返矿;基础性能;粒级;指标目录前言11 .原料与方法21. 1.实验原料22. 2.实验方法22 .结果与分析32.1. 返矿的理化基础性能32.1.1.粒级分布32.1.2.化学成分32.1.3.矿物物相组成32.1.4.热重分析42.2.返矿的高温冶金性能42.3.不同粒级返矿对烧结指标的影响52. 3.1.不同粒级返矿对制粒效果的影响53. 3.2.对混合料粒级组成的影响64. 3.3.返矿中+5mm质量分数对烧结指标的影响63 .结论64 .参考文献7前言烧结返矿是成品烧结矿经破碎筛分后粒级5mm的颗粒,但由于设备检修、老化等原
3、因,其中往往有大量+5mm的颗粒存在。当返矿重回烧结生产时,其部分理化性能接近于烧结矿,属于熟矿,在烧结过程中易于产生液相,配加后可以降低烧结固体燃耗。当前各企业返矿配加量在20%左右,低的控制在15%左右1,相关的研究表明最佳的配比为30%2。返矿的配加可以减少新矿的使用量,也有利于提高烧结过程的效率3-4。尹桂先等5利用生产现场的原料条件,研究了返矿配加量与产、质量的对应情况,结果表明:当返矿配加比例超过30%后,转鼓指数和成品率均降低。贾占民等6生产实践表明:返矿率高,烧结矿产、质量均下降;当返矿率下降2%时,燃耗下降1.7kgt,成品率提高2.0%。孙艳红等79通过对返矿理化性能的研究
4、发现,返矿中大粒级增加,会影响混匀料的制粒,同时在烧结过程中大颗粒返矿高温保持时间短,不利于液相的产生和黏结,影响烧结矿强度。为了解释返矿影响烧结过程指标的机理,本文将返矿分级筛分处理后进行冶金性能和物化性能的测试分析,同时进行烧结杯试验,以期为配加返矿烧结提供理论指导。1 .原料与方法1. 1.实验原料实验所用返矿及其他混匀矿.、辅料均来源于某钢铁公司360n烧结机,熔剂生石灰为化学纯试剂。返矿粒度组成见表1。表1返矿粒度组成名称6.3mm6.3-5mm53.15mm3.15-2mm2Imm-1mm一次返矿O3.4926.21.5916.3732.55二次返矿25.8132.236.654.
5、660.330.352. 2.实验方法实验首先将返矿按照5、3、Imm筛网进行筛分并测试粒级组成;其次测试各筛分粒级返矿的化学成分;再次对不同粒级返矿进行XRD测试其矿物组成;接着利用STA热重分析仪分析不同粒级返矿的热分解温度,实验中每次称取返矿(350.1)mg,在空气中从室温以升温速率20Cmin加热至1300;然后利用微型烧结装置测试1、13、35、+5mm4个粒级返矿的同化温度及熔化温度;最后利用烧结杯实验测试返矿大粒级占比对烧结指标的影响,烧结杯实验参数:300mm700mm,点火负压为7kPa,烧结负压为14kPa,点火温度为105(TC,烧结矿R为1.90008,W(MgO)为
6、(1.650.05)%。2 .结果与分析2. 1.返矿的理化基础性能3. 1.1.粒级分布对所用返矿进行粒级组成测定,结果见表2o由表2可知:返矿中+5mm的粒级占比偏高,而3mm的粒级较少,说明烧结成品矿在筛分时筛网粒径过大,应加强筛分管理。表2返矿进行粒级组成测定+5mm53rnn31min-1rnm38.9828.8720.5511.60此外,随着返矿中+5mm占比的增加,在其它原料条件不变的情况下,会引起混匀矿平均粒径增大,从而使烧结料层透气性过好,烧结高温保持时间缩短,直接使台车表层料烧不透,返矿量增加,最终使成品率降低6。4. 12.化学成分对不同粒级的返矿进行主要化学成分检测分析
7、,结果如表3所示。由表3可知:随着返矿粒级的增大,W(TFe)增加、W(SiO2)降低;在配料时如果不注意控制返矿粒级组成,会造成烧结混合料化学成分的不稳定,导致熔剂配比的频繁调整,影响碱度的稳定性。表3不同粒级的返矿进行主要化学成分检测分析粒级tnmTFeFeOCaOMgOSiO2AI-155.438.389.651.755.581.781355.629.1510.061.865.211.883556.039.9810.091.845.191.76+556.3710.019.871.735.011.792.1.3.矿物物相组成为考察返矿中矿物的组成,对不同粒级返矿进行XRD测试,其结果如图1
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