【摘要】：隨著球團(tuán)工業(yè)的迅速發(fā)展以及我國(guó)磁鐵礦資源的日益貧化,拓寬球團(tuán)原料范圍、提高球團(tuán)質(zhì)量成為目前球團(tuán)發(fā)展的一項(xiàng)重要課題。進(jìn)口赤鐵礦由于其具有價(jià)格低廉、雜質(zhì)SiO2含量低且含鐵品位相對(duì)較高的優(yōu)點(diǎn),越來越受到各大鋼鐵企業(yè)的青睞,但以赤鐵礦為原料生產(chǎn)氧化球團(tuán)面臨著成球難、焙燒困難以及成品球團(tuán)冶金性能較差等難題。內(nèi)配固體燃料是解決這一問題的有效措施,蘭炭作為一種新型固體燃料,若能將其配入赤鐵礦中生產(chǎn)內(nèi)配蘭炭球團(tuán),對(duì)我國(guó)球團(tuán)工業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文將蘭炭作為固體燃料加入到赤鐵礦原料中進(jìn)行赤鐵礦氧化球團(tuán)生產(chǎn),系統(tǒng)研究了內(nèi)配蘭炭赤鐵礦球團(tuán)在造球工藝參數(shù)以及生球質(zhì)量方面與內(nèi)配無煙煤球團(tuán)的異同,進(jìn)一步優(yōu)化了造球工藝參數(shù)。得到內(nèi)配蘭炭赤鐵礦球團(tuán)適宜的造球參數(shù)為:粘結(jié)劑為鈉基膨潤(rùn)土,配比1.5-2%,造球時(shí)間10min,包括壓實(shí)時(shí)間3min,生球水分含量8.9%-9.8%,此時(shí)生球落下次數(shù)大于4次/個(gè),生球抗壓強(qiáng)度大于10N/個(gè),爆裂溫度大于400℃。與未配蘭炭球團(tuán)相比,生球質(zhì)量明顯提高,膨潤(rùn)土配比降低了0.5%,僅就生球性能而言,蘭炭與無煙煤的影響基本一致,蘭炭可以作為固體燃料生產(chǎn)內(nèi)配碳球團(tuán)。通過模擬鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝,研究了焙燒溫度、焙燒時(shí)間、空氣流量以及蘭炭配比對(duì)赤鐵礦球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的影響,并利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化了內(nèi)配蘭炭赤鐵礦球團(tuán)焙燒工藝。在焙燒性能方面,內(nèi)配蘭炭球團(tuán)與未配碳相比,焙燒溫度得以降低,焙燒時(shí)間縮短,在相同焙燒制度下球團(tuán)抗壓強(qiáng)度有了大幅度提高,與內(nèi)配無煙煤球團(tuán)相比,整體影響趨勢(shì)基本一致,無煙煤在整體上優(yōu)于蘭炭,但相差不大。響應(yīng)曲面法優(yōu)化表明:焙燒溫度、焙燒時(shí)間和蘭炭配比對(duì)赤鐵礦球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的影響均很顯著,焙燒時(shí)間影響最大,焙燒溫度次之,蘭炭配比最小,空氣流量的影響不顯著。交互項(xiàng)中只有焙燒時(shí)間和蘭炭配比的交互作用對(duì)赤鐵礦球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的影響顯著。在球團(tuán)目標(biāo)抗壓強(qiáng)度為2500N時(shí),通過響應(yīng)曲面法得到的最佳焙燒工藝為:焙燒溫度1292℃,焙燒時(shí)間18.5min,空氣流量3.2L/min,蘭炭配比1.5%,在此工藝制度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,得到球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為2578.3N,誤差僅為3.13%,并對(duì)球團(tuán)產(chǎn)品進(jìn)行冶金性能驗(yàn)證,優(yōu)化條件下生產(chǎn)的球團(tuán)能夠被大型高爐使用。通過對(duì)內(nèi)配蘭炭赤鐵礦球團(tuán)進(jìn)行FeO含量檢測(cè)和礦相結(jié)構(gòu)分析,揭示了蘭炭在赤鐵礦球團(tuán)焙燒過程中的作用機(jī)理。蘭炭在赤鐵礦球團(tuán)焙燒過程中主要起燃燒供熱作用,同時(shí)也會(huì)起到還原作用使赤鐵礦被還原為Fe3O4。蘭炭含量較低,蘭炭主要發(fā)生燃燒反應(yīng),不利于赤鐵礦向磁鐵礦轉(zhuǎn)變,氣孔率增大使球團(tuán)抗壓強(qiáng)度降低;蘭炭含量過高,蘭炭的還原反應(yīng)占主導(dǎo)地位,大量Fe2O3被還原為Fe3O4,甚至被還原為FeO,隨之形成鐵橄欖石,同時(shí)蘭炭燃燒放熱過多也會(huì)使球團(tuán)內(nèi)部熔化,球團(tuán)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象進(jìn)而導(dǎo)致球團(tuán)抗壓強(qiáng)度大大降低。試驗(yàn)表明適宜的蘭炭配比為1.5%。
【圖文】：

在異常[4]。圖1.1為巴西四種赤鐵礦球團(tuán)A、B、C、D的RSI和RDI狀況。由圖1.1可以看出四種球團(tuán)礦的RSI和RDI指數(shù)均很差，這都屬于球團(tuán)還原強(qiáng)度的問題，究其原因是球團(tuán)在還原過程中產(chǎn)生了異常體積膨脹，四種巴西赤鐵礦球團(tuán)的還原膨脹指數(shù)(RSI)均高于20%，不能滿足現(xiàn)代大型高爐的入爐條件。赤鐵礦粉球團(tuán)在焙燒過程中晶粒之間沒有形成大片連接，球團(tuán)抗壓強(qiáng)度不高也就導(dǎo)致球團(tuán)在高爐還原氣氛下還原膨脹指數(shù)高，球團(tuán)在還原膨脹的應(yīng)力下還原粉化指數(shù)也較差[4]。圖 1.1 巴西四種赤鐵礦球團(tuán)的 RSI 和 RDI 狀況

圖 2.1 赤鐵礦粒徑分布 和圖 2.1 粒度分布圖可以得出赤鐵礦粒徑分布基本呈正態(tài)分占到了 87%，粒度較細(xì)，滿足球團(tuán)生產(chǎn)要求，即達(dá)到 85%以的含量較低，導(dǎo)致礦粉比表面積僅為 639.5cm2/g，成球性能對(duì)赤鐵礦粉進(jìn)行高壓滾磨處理，，使其比表面積達(dá)到 1698.4c礦顆粒形貌測(cè)定的顆粒形貌特性對(duì)其成球性的確定也至關(guān)重要，顆粒形貌過程中顆粒間的接觸面積，面積越大，物料成球性以及生礦顆粒形貌主要有粒狀、片狀、條狀以及針狀等幾種類型的顆粒成球性以及生球強(qiáng)度較差，而具有片狀、條狀以及處理后的赤鐵礦粉在不同放大倍數(shù)下的顆粒形貌。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TF046.6

【參考文獻(xiàn)】

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5 李奎;祝偉;彭堅(jiān);孫曉彤;劉戈;;神府地區(qū)蘭炭企業(yè)現(xiàn)狀與改進(jìn)建議[J];中外能源;2016年03期

6 楊雙平;張攀輝;郭拴全;王苗;;內(nèi)配蘭炭生產(chǎn)球團(tuán)礦的試驗(yàn)研究[J];燒結(jié)球團(tuán);2016年01期

7 王維榮;;煤化工工藝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)淺析[J];甘肅冶金;2016年01期

8 柳政根;儲(chǔ)滿生;王崢;王宏濤;;高鐵鋁土礦熱壓塊抗壓強(qiáng)度影響因素響應(yīng)曲面優(yōu)化[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年09期

9 何木光;蔣大軍;易凱;何宣;;蘭炭用作釩鈦礦燒結(jié)燃料對(duì)燒結(jié)性能影響的實(shí)驗(yàn)[J];冶金叢刊;2015年03期

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2 莢萬明;;球團(tuán)礦生產(chǎn)中造球過程的分析[A];2010年全國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)文集（上）[C];2009年

3 李壯年;儲(chǔ)滿生;趙慶杰;郭同來;吳開基;;含硼鐵精礦造球工藝及焙燒性能實(shí)驗(yàn)研究[A];2010年全國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)文集（上）[C];2009年

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本文編號(hào)：2625776