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《中南大学》 2004年
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脉石成分对铁矿球团还原膨胀性能的影响

崔智鑫  
【摘要】:铁矿球团由于具有良好的冶金性能、改善高炉料柱透气性等优点,被认为是实现高炉炉料结构优化所必需的优质炉料。但目前国内对球团的研究主要集中于如何提高其机械强度,对其还原膨胀方面的研究较为欠缺。本文结合武钢矿业公司球团项目,对以巴西卡拉加斯赤铁精矿为主要原料的球团矿的还原膨胀性能及其膨胀机理进行了研究。 为了揭示各种脉石含量对球团矿还原膨胀特性的影响,采用压团—焙烧—还原的方法研究了不同添加剂对三种铁氧化物团块还原膨胀性能的影响。研究结果表明:① 添加MgO使三种铁矿团块的还原膨胀率降低。② 添加Al_2O_3使氧化铁粉团块和磁铁矿团块的还原膨胀率升高,升高幅度最高达60%左右,相反却使赤铁矿团块的还原膨胀率降低。③ 添加SiO_2对氧化铁粉团块和磁铁矿团块的影响规律基本上是一致的,即都是随着SiO_2添加量的增大,团块的还原膨胀率先降低,后有所回升,然后再降低,对于赤铁矿团块来说,随着SiO_2添加量的增加,还原膨胀率基本上都呈降低趋势。④ 添加CaO使氧化铁粉团块和磁铁矿团块的还原膨胀率大幅度升高,而对于赤铁矿团块来说,CaO的添加却使其还原膨胀率降低了将近100%。 在此基础上,研究了添加剂对铁精矿球团还原膨胀性能的影响。研究表明:① 添加MgO或蛇纹石添加剂可使球团矿还原膨胀率降低,而且随着其添加量的增加,球团矿的还原膨胀率降低明显。② 添加CaO、轻烧白云石或白云石等含钙添加剂会使球团矿还原膨胀率增加,甚至变为异常膨胀。 对铁精矿球团还原膨胀机理的研究表明: ① 添加含镁添加剂后,球团矿的还原性变好,在还原过程的开始阶段就很快形成了一层致密的海绵铁层,使后续的还原过程缓慢进行,在一定程度上保持了球团矿的结构及强度。另外,还原后的球团矿中存在较难还原的铁橄榄石,它在还原过程中较稳定,因其强度好,使整个球团的结构得以维持,因而添加含镁添加剂可以降低铁精矿球团的还原膨胀率。 ② 添加含钙添加剂的铁精矿球团发生异常膨胀的原因在于:在裂缝的边缘或根部散布着很多游离的SiO_2颗粒,这种颗粒在还原后的添加镁系添加剂的铁精矿球团内部却没有被发现。这种游离的SiO_2与还 原前球团矿中的游离5102在微观形态上差异很大,可能是在还原过程 中其晶形发生转变,在转变为Q一石英的过程中产生体积膨胀,致使 球团矿内部产生裂纹,继而导致球团矿发生异常膨胀,甚至恶性膨胀。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TF046.4

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