PDF《硼酸添加剂改善烧结矿质量的试验及机理研究》

收稿日期 :2004 -

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22 联系人 :白丽群(100083) 北京 航空航天大学材料学院

103 硼酸添加剂改善烧结矿质量的试验及机理研究 白丽群1 ,2 夏登友1 ,3 李新1 孙挺1 李荻2 (11 东北大学理学院

21 北京航空航天大学材料学院

31 中国人民武警学院) 摘要为了提高烧结矿质量 , 抑制热烧结矿在降温过程中因正硅酸钙(2CaO・ SiO2) 相 变引起的粉化 ,作者就烧结配加硼酸添加剂进行了试验 ,并通过岩相分析法和 X - 射线衍射 (XRD) 图谱对硼酸作用机理进行了研究.

结果表明 :每1吨烧结原料配加 016~112 kg 硼酸 , 烧结矿粉化得到了抑制 ,还原性能、 转鼓强度也得到提高 ,而且对烧结工艺无负面影响.B2O3 在较低的温度下能和某些金属氧化物生成低熔点化合物(如:CaB6) , 从而加快烧结反应速度 , 促进铁酸钙的生成 ,减少正硅酸钙的生成量. 关键词 烧结矿 粉化 硼酸 机理 还原性能

1 前言烧结矿还原粉化会造成高炉炉尘量增大、 产量降低和焦比升高.有关研究表明[1 ] :烧结 矿RDI3115每升高

5 % ,焦比增加约

3 kg/ t ,生铁 产量下降

115 %~5 %.此外 ,烧结矿还原粉化 对高炉炉龄、 炉墙及热损失也有很大影响.而 要降低烧结矿的 RDI ,可以从两方面着手 :一是 减少烧结矿中的赤铁矿含量 ,特别是骸晶状菱 形赤铁矿的含量[2 ] ;

二是有限度地在一定温度 范围内抑制赤铁矿的还原速度[3~5 ] . 硼是结晶化学稳定剂中典型的元素之一 , 它既可以有效地抑制烧结矿在降温过程中正硅 酸钙(2CaO・ SiO2) 的相变[6~7 ] ,又可以抑制赤铁 矿的还原速度 ,从而降低烧结矿的 RDI.冯本 和[8~11 ] 、 李永清[12~13 ] 等人分别进行过烧结矿 配加硼泥、 硼铁精矿的试验研究.研究发现 ,烧 结配加硼泥或硼铁精矿可以改善烧结矿液相的 生成和固结 ,从而提高烧结矿的冷强度 ,抑制自 然粉化 ,同时还可改善烧结矿的化学成分和冶 金性能.但这两种添加剂尚存在很多问题 ,比如:在烧结过程中 ,添加剂作用效果不稳定 ,生 产较难控制 ;

不可避免地引入 SiO2 使烧结矿含 铁品位降低 ;

其加入量偏高 ,加入后的经济效益 不明显等.为了克服硼泥及硼铁矿的缺陷 ,储 茂友[7 ] 等进行了在烧结矿中配加硼酸的研究 , 但未涉及硼酸对烧结矿还原性能的影响 ,而还 原性能是烧结矿质量的一个重要方面.为此 , 作者对烧结原料中添加硼酸进行了试验研究 , 并就其作用机理进行了深入探讨.

2 试验原料与方法

211 试验原料 试验所用铁精矿由上海宝钢公司提供 ,其 主要化学成分见表 1. 表1铁精矿的化学成分( %) TFe FeO Fe2O3 SiO2 CaO Al2O3 MgO H2O

59100 7100

17173 4150

8100 1150

1170 0157

212 试验方法 烧结试验在烧结杯中进行 ,点火时间3 min , 烧结时间 10~25 min.将烧成的烧结饼进行破 碎、 筛分 ,然后用筛分后获得的成品烧结矿分别 做转鼓和还原性能试验. 利用 D/ max - rB 型X-射线衍射仪分别对 添加和未添加硼酸的烧结矿做衍射光谱试验. 在Leitz 大型偏光显微镜下观察烧结矿的 岩相结构 ,对添加和未添加硼酸烧结矿的组织 结构进行对比分析.

0 1 烧结球团Sintering and Pelletizing 第30 卷第3期2005 年6月3结果与分析

311 烧结及筛分试验 硼酸加入量与烧结矿粒度组成的关系如图

1 所示.从图

1 可看出 ,添加硼酸对烧结矿粒度 分布有较大影响.随着硼酸浓度的增大 ,10~