球團礦強度高、粒度均勻、含鐵品味高和環境污染小的優點,是種性能良好的含鐵原料。北美、歐洲普等地高爐中加入大量球團礦。我國與之相比,球團礦入爐比例差異大,隨著對球團礦認識的提升,近幾年球團入爐的比例有所上升,個別高爐已實驗使用球團礦比例超過60%獲得成功,整體而言球團礦加入量依然較少,有很大提升空間。
球團礦在轉運儲存和高爐中能承受的壓力大小主要采用抗壓強度來衡量,一般大型高爐對球團礦抗壓強度的要求是大于2500N/個。
化學成分對抗壓強度的影響
堿度
球團礦堿度對球團礦抗壓強度有著很重要的作用,在不同焙燒溫度條件下 ,隨著堿度的增加,球團礦抗壓強度呈先增大后減小的趨勢。隨著堿度進一步增加,球團礦CaO含量增加,鐵礦顆粒分散,接觸條件變差,氧化減弱,形成的液相量增加,阻礙固相顆粒直接接觸,不利于赤鐵礦的再結晶長大,且液相沿晶界滲透,使已聚集成的晶體固結分碎花,成圓形大氣孔,從而削弱了以氧化固結為主的作用,導致抗壓強度的降低。
隨著堿度增大,焙燒球中鐵酸鈣含量逐漸增加,堿度增加到1.2后,硅酸鹽開始生成。適量的液相有助于球團礦抗壓強度的增長。同時生成大量的硅酸鹽促使球團內部空隙增大,抗壓強度降低。因此,固定焙燒溫度條件下,當堿度控制在1.0時,焙燒球團礦抗壓強度較大。
SiO2
隨著各大鋼鐵企業為了降低企業成本,逐漸加入了價格較低的高硅高鋁等礦粉,而SiO2含量過高,不僅影響球團礦中的還原性,且增加高爐渣量,影響燃料的消耗。當球團礦在高爐爐料中配比為25%時,如果二氧化硅的質量分數降低1%,高爐純鐵渣量能降低8kg,還原度提高10%。焦比可降低8%。另外二氧化硅含量對球團礦的抗壓強度也產生一定的影響。
MgO
氧化鎂含量的增大,球團礦的抗壓強度逐漸降低。鎂在焙燒過程中進入到赤鐵礦晶粒中并替換了鐵原子。同時一小部分氧化鎂進入到渣相,使渣相的熔化性溫度降低,還有部分匯聚一起,冷卻后增大了赤鐵礦晶粒間的空隙,導致球團礦的抗壓強度降低。
B2O3
配入B2O3的高鉻型釩鈦磁鐵礦球團發現含有含硼物相生成,且脈石相和孔洞明顯減少,并有相當的鎂鋁尖晶石相生成,可能是配入B2O3焙燒后所得氧化球團抗壓強度顯著增強的重要原因。
把控生球質量,提高球團礦抗壓強度
控制生球初始水分
原料相對穩定的前提下,生球初始濕度越大,所需要的干燥時間越長,限制了在較高介質濕度和較高流速中干燥的可能性,從而減慢了干燥速度。含水量大的生球,當蒸發面移向內部后,由于內部水分的蒸發而形成劇烈的過剩蒸氣壓,使生球發生爆裂。通過制定以穩定球團礦鐵品味為主要目的的精粉堆放原則,均衡原礦的粒度及水分為配礦主導思想,在造球過程中穩定給料、加水量,保證生球水分在8%以下, 使生球達到預期干燥的效果。
控制生球粒度
生球粒度較大時,由于水分從內部向外擴散的路程遠,故對干燥不利,同時生球粒度大時將其氧化行程相對較長,在正常的生產時間內生球的氧化反應很難滲透到生球內部,導致氧化不完全的現象。針對以上問題及時調整工藝制度,調整輥篩間隙,嚴格將生球粒度控制在1.-12.5mm之間,使生球粒度達到較為理想的范圍。
控制生球強度
合適的生球強度是確保熱工在干燥預熱過程中正常流通前提,能夠極大程度避免生球的輸送過程和相互擠壓過程的破損現象,利于改善熱工流通,減少粉末產生,為球團在氧化 過程中汲取充足氧分提供條件。通過加強前道工序控制,加強造球穩定操作,將生球落下強度穩定在5次以上。
隨著球團礦入爐比例的提升,我國高爐大型化將對球團礦的質量提出更高的要求,特別是對球團礦的抗壓強度。通過提高球團礦抗壓強度,將減少球團礦運轉過程中的含粉率,提高球團礦爐內還原后的強度,同時改善高爐爐料的透氣性,對維持大型高爐長期穩定有重要作用。
當今球團礦產量和用量即將大幅提高的發展趨勢下,如何進一步突破技術限制、降低生產成本、提高球團生產效率,提升球團礦質量,提高核心競爭力已成為鋼鐵企業需要解決的問題。為此應提高操作水平,降低成本,提升產品質量和產量,實現球團低成本、、高效和穩定生產和科學化管理。