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礦粉壓球機球團強度對回轉窯內鐵收得率的影響

發布時間:2018-05-04 08:32| 瀏覽: |來源: 新聞中心

鑒于我國沒有可供回轉窯直接還原使用的富礦塊,我國直接還原鐵的生產,除使用進口塊礦外,主要以精礦粉為原料。根據還原之前精礦粉壓球機造塊及焙燒工藝的區別,形成了不同回轉窯直接還原工藝,如:二步法、一步法、冷固結法、自固結法等。
在以鐵精礦為原料的直接還原回轉窯的試驗和生產中,不同的回轉窯直接還原工藝,雖然都能獲得合格的DRI,金屬化率都可以提到較高水平,粉化率也可以控制在一定范圍之內,但鐵的收得率卻有很大差別。究其原因,不同工藝入窯前團塊強度,尤其是耐磨強度有較大差距。由于鐵的收得率直接關系到產量與經濟效益,分析研究這一問題對促進直接還原回轉窯的發展有積極作用。本文在實驗室800mm回轉窯火力模型上用同一種鐵精礦粉、同一種還原劑進行了入窯前團塊強度對直接還原回轉窯鐵回收率影響的試驗研究。
造球使用礦粉壓球機,采用人工連續加料方式造球。焙燒使用以天然氣為燃料的400mm-600mm高溫氣流方向可變、氣流速度可控的大型多功能焙燒杯,試驗采用抽風干燥、抽風焙燒的工藝。還原試驗使用800mm以天然氣為熱源,連續、定量噴煤的回轉窯火力模型。焙燒杯與回轉窯均采用計算機測控技術,試驗過程中試驗數據由計算機即時采集、顯示、打印。
精礦粉、粘結劑經配料,人工干混,加水潤濕,反復混合后,在圓盤造球機上加水造球。取8~16mm生球為合格生球。取10~12.0mm生球測其抗壓強度及0.5m落下強度。
生球經人工布料加入400mm焙燒杯,以相同的操作制度進行抽風干燥、預熱和焙燒后,傾出自然堆冷。冷卻后篩除小于8mm的粉料獲得模擬鏈箅機焙燒后的一步法還原回轉窯用料或二步法中氧化回轉窯用料。當模擬二步法時將上述鏈箅機焙燒球加入氧化窯內,經1250℃,30min焙燒后,出爐自然堆冷,后取大于8mm氧化球團作為二步法還原回轉窯用料。
精礦粉、粘結劑經配料、混料、潤濕、混合后,在礦粉壓球機上造球,經低溫(≯250℃)干燥后獲得冷固結法回轉窯用原料。精礦粉配加1%~3%XM粘結劑,經對輥壓球機壓制成塊,壓塊尺寸22mm-17mm-11mm,經200~250℃干燥后,獲得抗壓強度大于2000N/塊,耐磨指數為99.40%的冷壓塊,作為冷壓塊法回轉窯還原用原料。據XM粘結劑開發者經半工業試驗核算,壓塊加工費約為30~40元/t(不包括干燥費用),加工費略高于冷固球團法。取10~12mm焙燒球或壓塊12個測其抗壓強度,取中間10個測定值的平均值為球團或壓塊的抗壓強度。取10~12mm焙燒球或壓塊500g±1個球,加入內徑120mm,長200mm標準動態還原粉化轉鼓內,在常溫下以10r/min轉速,轉動30min后,取大于3.2mm試樣量占總試樣量的百分數為其耐磨強度指數(%)。焙燒球配加重量5%的石灰石后,一次加入750℃回轉窯內,以相同的升溫速度升到850℃,然后開始噴煤,模擬實際工業生產回轉窯噴煤落點及速度連續噴煤和升溫,在1000℃時恒溫還原120min。還原產品在隔絕空氣的條件下外部水冷,經磁選后,全部磁性物作為還原產品總量,其中小于3.2mm部分占總量的百分數作為粉化率。全部磁性物含鐵總量與入窯球團含鐵總量之比作為回轉窯還原鐵的收得率(GFe):GFe=還原產品含TFe(%)-還原產品總量(kg)入窯球團含TFe(%)-入窯球團總量(kg)-100%,采用0.5%皂土+0.5%ZY粘結劑的生球抗壓強度優于單一粘結劑的生球,不添加任何粘結劑的生球抗壓強度和落下強度均較低。對同一種粘結劑的球團隨著焙燒溫度的提高,焙燒球團強度提高;經過模擬鏈箅機—回轉窯氧化球團工藝1250℃焙燒的球團強度大幅度提高;僅通過低溫250℃干燥的ZY粘結劑球團強度較低。本研究中使用ZY粘結劑造球其生球強度及干燥球強度未達到有關文獻報道的數據水平,這可能與所用粘結劑成分及造球條件等因素有關。冷壓塊的強度僅略低于二步法還原回轉窯用料氧化球團強度。回轉窯還原產品鐵收得率與球團的強度密切相關,與入窯球團的抗壓強度及耐磨強度均呈正相關關系。
結論
(1)對添加同種相同數量粘結劑的球團,球團強度隨鏈箅機焙燒溫度提高而提高,回轉窯還原產品中鐵的收得率隨球團強度提高而提高。
(2)對鏈箅機回轉窯一步法提高鏈箅機球團焙燒溫度是提高回轉窯還原產品鐵收得率,減少回轉窯內含鐵粉料數量,進而減少結圈可能性的重要方向。
(3)ZY粘結劑的250℃冷固球團抗壓強度,尤其是耐磨強度過低,是造成回轉窯內粉量過大,產品中鐵的收得率過低的主要原因。選擇適宜的粘結劑及造塊方法,提高入窯球團的抗壓強度,尤其是耐磨強度是提高冷固結法直接還原回轉窯生產效果的重要方向。
(4)XM粘結劑冷壓塊經200℃干燥后,抗壓強度及耐磨強度接近二步法氧化球團的指標,在適宜的還原條件下回轉窯內鐵的收得率可超過95%,該壓塊有希望成為直接還原回轉窯的新型原料。
(5)經過鏈箅機—回轉窯氧化焙燒制成的球團不僅抗壓強度大,且耐磨性能好,可使還原回轉窯內鐵的收得率大大提高,超過95%。
(6)不加粘結劑制成的生球性能低于添加粘結劑的球團,雖經較高溫度焙燒后,焙球性能有所提高,但仍低于相同焙燒溫度下的有粘結劑球團的性能。

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