4. 2. 5 冷却速度对氧化球团矿结晶的影响 矿物结晶是在冷却过程中形成的[ 2] , 所以, 成
品球团冷却速度越快, 矿物结晶越不好, 来不及结 晶的便形成易脆的玻璃质。当将高温( 1 280 e ) 焙烧后的氧化球团全部投放在冷水中进行急剧冷 却时, 发现球 团中的 互连晶 被破坏, Fe2O3 ( 浅白 色) 再结晶很差, 全是单独颗粒, 残存的 Fe3O4( 灰 色) 呈块状, 大量的玻璃质( 云雾状) 形成, 填充在 各种裂缝中( 见图 5) , 氧化球团矿的矿物组成和 显微结构很不理想。
2005 年 6 月
June 2005
钢铁研究
Research on Iron & Steel
氧化球团矿结晶规律的研究
第 3 期( 总第 144 期)
No. 3 ( Sum144)
陈耀明, 张元波
( 中南大学 烧结球团研究所, 湖南 长沙 410083)
摘 要: 根据不同工艺条件下焙烧的氧化球 团矿的矿物组成和显微结构, 研究了氧化球团矿的结晶 规律。 研究表明, 氧化球团的结晶分 为初 晶、发育晶 和互 连晶 3 个阶段。 本研 究为 生产 优质 氧化 球团 提供 了理 论 依据。
与 4 号球团矿相比, 当预热时间从 10 min 增加到
13 min, 预 热温 度从 900 e 增 加到 920 e 下, 在 1 260 e 焙烧 10 min 时, 成品球团矿的 Fe2O3 再结 晶互连优良, 相当于 1 280 e 下焙烧 10min 的球团
矿质量。
4. 2. 4 焙烧气氛对氧化球团结晶的影响 生产氧化 球团矿必须是在 氧化性气 氛中焙
1
10
900
2
10
900
3
10
900
4
10
900
5
10
900
6
10
900
7
10
900
810900913920
10 13
920
11 13
920
12 13
920
焙烧
时间/ min 温度/ e
10
1 150
10
1 200
10
1 250
10
1 280
6
1 250
9
1 250
12
1 250
15
1 250
10
1 190
本次实验所用球团全部采用磁铁矿。从表 1 可以看出, 铁精矿 w ( TFe) 为 67. 45 % , 含杂质较
律进行了研究。本文针对不同工艺条件下制备过 程中氧化球团矿的微观结构, 进行了归纳总结, 从
少, 其中 w ( SiO2) 为 4. 02 % 。 球团中添加 2 % 的粘结剂, 粘结剂均采用 A
表 1 铁精矿化学成分( wB)
%
构, 使高炉增产节焦, 降低生 产成本[ 1, 2, 3] 。近年 来, 随着我国钢铁工业的发展, 氧化球团矿生产发
TFe FeO SiO 2 CaO MgO A l2O3 S
P Ig
67. 45 23. 53 4. 02 0. 22 0. 20 0. 26 0. 021 0. 020 0. 32
[ 参考文献] [ 1] Kordier J A , Lesur F, Grafeuille F. Burden Design for the Blast
Furnace[ C] . Lu W K . M eMaster Symposium, 1984, 12. [ 2] 叶匡吾. 三种球团焙烧工艺述 评[ J] . 烧结球团, 2002, ( 1) : 1
P 0. 18
S 0. 027
Ig 8. 65
粒径< 0. 074 mm 的比率/ % 97. 50
作者简介: 陈耀明( 1952- ) , 男, 湖南长沙人, 副教授, 主要从事烧结球团矿微观结构的研究.
# 10 #
3 实验方法
混合料润磨采用 直径 @ 长 度为 1 000 mm @ 500 mm 的润磨机, 润磨 6 min 后在 <1 000 mm 的圆 盘造球机上造球。预热焙烧小型实验是在实验室 卧式管炉中进行的, 扩大实验在中南大学烧结球 团所链篦机- 回转窑模拟装置上进行。
Synopsis:T his paper studies crystallization rule of oxidized pellet based on mineralogical compositions and microstructure under different technological conditions. T he research showed that the progress of crystallization can be divided into three stages, i. e coarse- grain, developing crystal and interconnection crystal. The results provide theoretical base for producing high quality oxidized pellet.
成品球团矿取样制片后 Nikon 透反两用显微 镜上进行矿物组成和显微结构分析。
4 结果与讨论
4. 1 氧化球团焙烧试验结果 在不同工 艺条件下进行了 氧化球团 焙烧试
验, 其结果见表 3。
图 1 氧化球团矿初晶显微结构 ( 反光 200 倍)
表 3 球团不同工艺条件下氧化焙烧试验结果
编号
预热
时间/ min 温度/ e
( 收稿日期: 2004- 07- 22)
# 12 #
Keywords: oxidized pellet; crystallization rule; microstructure
1前言
2 实验原料物化性能
生产实践表明, 氧化球团矿是一种品位高、还
试验所用铁精矿化学成分见表 1。
原性好、强度高的酸性高炉炉料, 而且优质酸性球
团矿与高碱度烧结矿 搭配可以显著 改善炉料结
烧, 才能保证 Fe2O3 再结晶完善。在弱还原性气 氛中, Fe3O4 氧化不完全, 残存较多( 见图 4, Fe3O4 为棕灰色, Fe2O3 为浅白色) , 再结晶不完全。当还 原性气氛较浓时, Fe3O4 会 还原成 FeO, FeO 与球 团中的 SiO2 结合, 生成铁橄榄石[ 4] :
从不同工艺条件下氧化球团焙烧结果来看, 焙烧温度对氧化球团矿结晶影响极大, 在温度为 1 200 e 以 下焙 烧出 来的 球团 矿结 晶 的特 点是 Fe2O3 呈单独颗粒状较多, 少量呈线条状( 见图 1, 亮白色为 Fe2O3) 。这种晶形称为初晶, 这说明焙 烧温度偏低, 矿物没有软熔, Fe2O3 结晶不完善, 而 且焙烧时间较短, Fe3O4 氧化不完全, 球团内部残 存的 Fe3O4 较多。球团 矿强 度不高, 均 在 2 000 N/ 个以下。
关键词: 氧化球团矿; 结晶规律; 显微结构 中图分类号:TFS21. 1 文献标识码: A 文章编号: 1001- 1447( 2005) 03- 0010- 03
STUDY ON CRYSTALLIZATION RULE OF OXIDIZED PELLET
CHEN Yao- ming, ZHANG Yuan- bo ( Institute of Sinter and Pellet Research, Central South University, Changsha 410083, China)
是这种 初晶状的显微 结构。随着焙 烧时间的延
长, Fe3O4 氧化渐趋完全, Fe2O3 再结晶会从部分互 连的发育晶过渡到全部连结的互连晶, 这时的氧 化球团矿才有很高的强度。
4. 2. 3 预热时间和温度对氧化球团结晶的影响
从 9~ 12 号球团预热、焙烧结果来看, 适当的
增加球团预热时间和温度对焙烧球团矿有利, 可 以弥补焙烧温度的不足。如表 3 中 12 号球团矿
而揭示了氧化球团矿的结晶规律, 为生产优质球 膨润土, 其物化性能见表 2。
团矿提供理论指导。
表 2 A 膨润土的物化性 能
SiO2 60. 29
Al2O3 16. 22
Fe2O3 2. 67
化学成分 ( w B) / % CaO MgO K 2O Na2O 3. 42 4. 19 0. 71 2. 12
当焙烧温度上升到 1 200~ 1 240 e 时, 球团矿 中 Fe2O3 再结晶的特点是初晶长 大靠扰, 部分开 始互连( 见图 2, 灰白色为 Fe2O3) 。这种晶形称为 发育晶, 说 明焙烧温 度较高, Fe3O4 氧化较 充分, Fe2O3 晶粒结晶较完全, 因而成品球团矿强度处于
中等水平, 均在2 500 N/ 个左右。
展极快, 已达到年产 2 000 万 t 以上。
目前, 武钢、涟钢、柳钢、昆钢等十多家钢铁厂
所用 磁铁 矿粒 径小 于 0. 075 mm 的 比 率为
都投资建成了氧化球团厂。中南大学烧结球团研 81. 06 % 。
究所先后为这些厂家进行了扩大试验的研究, 获 得了令人满意的结果, 并对氧化球团矿的结晶规
图 3 氧化球团矿互连晶显微结构 ( 反光 200 倍)
# 11 #
4. 2. 2 焙烧时间对氧化球团结晶的影响 焙烧时间 长短对氧化球团 结晶有直 接的影
响, 焙烧时间短时, Fe3O4 氧化不完全, Fe2O3 再结 晶差, 基本都是一些初晶, 单独颗粒多、互连差, 显 微结构松散, 强度低, 如图 1 焙烧的氧化球团矿就
图 5 球团矿急剧冷却时显微结构图 ( 反光 200 倍)
综上所述, 生产氧化球团矿必须注意以上 5 个影响因素, 选择适宜的工艺条件, 才能生产出优 质的氧化球团矿。 5结语