赤铁矿对氧化球团性能的影响研究

　　要: 由于环境保护和高铁品位冶炼生产的需要，提高球团矿配比已经成为高炉冶炼的趋势。本文选取赤铁矿作为研究对象，探究不同配比( 5%、10%、15%) 赤铁矿的加入对氧化球团生球落下强度与抗压强度、焙烧球抗压强度、焙烧球还原膨胀率、焙烧球还原性、焙烧球软化熔滴性能的影响。

　　本文源自科技风 发表时间：2021-03-10《科技风》(半月刊)创刊于1988年，是经科技部和国家新闻出版总署批准的大型综合类科技期刊。成立至今，经过几十年发展，现设有北京、石家庄两个运营中心，业务范围涵盖期刊出版、网络传播、公关咨询、讲座培训、出版服务等多个领域，聚合了大批相关领域的专家学者及一线专业工作人员，特别是在教育科技、科学学科和汽车科技领域有着广泛影响。

　　关键词: 赤铁矿; 氧化球团; 冶金性能

　　1 绪论

　　我国钢铁行业经过几十年的发展，现在正向炼铁精炼、节能减排、保护环境综合性发展。氧化球团在炼铁强度、性能、环保方面都具有明显优势，已经发展成为常用炼铁原料，并且，优化球团矿炼铁配比是当前炼铁技术重点研究课题。球团矿的主要成分是磁铁矿，但由于磁铁矿储量急剧减少，且价格偏贵。而赤铁矿储量丰富，价格低廉，可有效降低球团矿炼铁成本，充分利用储量资源。因此，在球团矿中适当配比赤铁矿是炼铁技术重要研究方向。研究在球团矿主要成分磁铁矿中如何配比赤铁矿，对炼铁过程中的氧化球团生球落下强度与抗压强度、焙烧球抗压强度、焙烧球还原膨胀率、焙烧球还原性、焙烧球软化熔滴性能影响程度，可有效推进炼铁技术理论发展与实践进程。

　　2 试验原料

　　试验选用某钢厂的磁铁矿和赤铁矿化学成分如表 1 所示。

　　3 试验方案

　　试验配比方案如表 2 所示。

　　4 试验结果

　　4.1 赤铁矿对生球落下强度与抗压强度的影响

　　通过试验数据统计整理，生球的落下强度与抗压强度如图 1 所示。随赤铁矿配比增加，球团矿落下强度变化不大，平均为 4. 5 次/0.5m; 抗压强度变化明显，由 10.1N/P 增强到 11.7N/P。

　　4.2 赤铁矿对焙烧球抗压强度的影响

　　通过试验数据统计整理，焙烧球抗压强度如图 2 所示。随赤铁矿配比增加，当焙烧时间为 15 分钟时，焙烧球抗压强度急剧下降，由 2761N/P 下降到 2576N/P，当焙烧时间提升为 20 分钟时，焙烧球抗压强度变化不大，均在 2760N/P 左右，即延长焙烧时间可增强含赤铁矿球团的抗压强度。

　　4.3 赤铁矿对焙烧球还原膨胀率的影响

　　首先，球团矿依次经过干燥( 500℃ ) 、预热( 950℃ ) 和焙烧( 1250℃ ) ; 然后，将球团矿进行还原焙烧; 最后，通过水浸法测量球团在还原前后的体积，并根据测量的体积来计算焙烧球还原膨胀率。通过测定与计算结果如表 3 所示。

　　随着赤铁矿配比增加，球团还原膨胀率逐步上升，分别上升了 0.57%、2.54%、3.17%。综合分析，尽管试验中所测定与计算的球团膨胀率处于上升趋势，但都处于较低水平，最高水平 13.56%也仍低于 15%，满足炼铁工艺要求。

　　4.4 赤铁矿对焙烧球还原性的影响

　　试验中不同配比方案对应的焙烧球还原度指数如图 3 所示。随着赤铁矿配比增加，焙烧球还原度指数由 60.15%增加到了 62.63%。

　　4.5 赤铁矿对焙烧球软化熔滴性能的影响

　　赤铁矿对焙烧球软化熔滴性能的影响如图 4 所示。在配比赤铁矿后，熔融层区域明显扩宽，滴落层区域缩窄，焙烧球软化熔滴性能得到优化。

　　5 总结

　　( 1) 配比赤铁矿可改善生球的抗压强度，基本保持原落下强度水平。

　　( 2) 配比赤铁矿后，焙烧球团抗压强度下降，将焙烧时间延长 5 分钟则基本与原性能相当，完全可以满足炼铁技术要求。

　　( 3) 配比赤铁矿可改善球团还原膨胀率及还原性，进一步增强球团透气性。

　　( 4) 配比赤铁矿可扩宽熔融层区间，显著改善焙烧球软化熔滴性能。