成型工藝對(duì)釩鈦鐵精礦內(nèi)配碳球團(tuán)性能影響因素研究初稿

1、.PAGE ：.；成型工藝對(duì)釩鈦鐵精礦內(nèi)配碳球團(tuán)性能影響要素研討學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院 系： 年級(jí)專業(yè)： 指點(diǎn)教師： 助理指點(diǎn)教師： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 摘要PAGE PAGE I本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 摘要 PAGE II摘 要本課題對(duì)非高爐冶煉技術(shù)中的釩鈦鐵精礦內(nèi)配碳球團(tuán)成型工藝對(duì)其性能的影響進(jìn)展研討。其目的是經(jīng)過(guò)對(duì)釩鈦磁鐵礦球團(tuán)機(jī)械性能的檢測(cè)，一方面為非高爐冶煉提供較為全面的原料性能參數(shù)，提高釩鈦鐵精礦的利用率；另一方面，給球團(tuán)消費(fèi)反響信息，不斷改良球團(tuán)成形工藝，促進(jìn)球團(tuán)消費(fèi)程度的不斷提高。本課題采用的研討方法是將鐵精礦粉、煤粉、添加劑石灰、蘇打、粘結(jié)劑和水按一定的配比混合

2、均勻后，分別用兩種成型工藝造球。在自然和烘干的條件下分別對(duì)球團(tuán)的機(jī)械性能進(jìn)展測(cè)試。經(jīng)過(guò)對(duì)本課題的實(shí)驗(yàn)研討，總結(jié)出了兩種成型工藝釩鈦鐵精礦球團(tuán)在新流程工藝下的物理性能轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、落下強(qiáng)度。關(guān)鍵詞 釩鈦鐵精礦，球團(tuán)，成型工藝，機(jī)械性能本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) ABSTRACTABSTRACTKey words 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 目錄目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc6681 摘 要 PAGEREF _Toc6681 I HYPERLINK l _Toc32044 ABSTRACT PAGEREF _Toc32044 II HYPERLINK l _Toc16

3、762 1 緒論 PAGEREF _Toc16762 1 HYPERLINK l _Toc9390 2 釩鈦磁鐵礦球團(tuán) PAGEREF _Toc9390 2 HYPERLINK l _Toc16555 2.1 釩鈦磁鐵礦球團(tuán)概略 PAGEREF _Toc16555 2 HYPERLINK l _Toc23062 2.2 內(nèi)配碳球團(tuán)礦定義 PAGEREF _Toc23062 3 HYPERLINK l _Toc19231 2.3 目前釩鈦磁鐵礦球團(tuán)消費(fèi)工藝技術(shù) PAGEREF _Toc19231 3 HYPERLINK l _Toc28636 2.3.1 圓盤造球工藝 PAGEREF _Toc2

4、8636 3 HYPERLINK l _Toc19213 2.3.2 壓球工藝 PAGEREF _Toc19213 4 HYPERLINK l _Toc2668 2.3.3 球團(tuán)目的 PAGEREF _Toc2668 5 HYPERLINK l _Toc4582 2.4 目前釩鈦磁鐵礦球團(tuán)存在的主要問(wèn)題 PAGEREF _Toc4582 5 HYPERLINK l _Toc16743 3 釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團(tuán)粘結(jié)劑 PAGEREF _Toc16743 7 HYPERLINK l _Toc23818 3.1 球團(tuán)粘結(jié)劑引見及運(yùn)用 PAGEREF _Toc23818 7 HYPERLINK l _

5、Toc22497 3.2 球團(tuán)粘結(jié)劑的分類 PAGEREF _Toc22497 7 HYPERLINK l _Toc22922 4 本課題研討背景及意義 PAGEREF _Toc22922 9 HYPERLINK l _Toc11184 5 實(shí)驗(yàn)研討 PAGEREF _Toc11184 10 HYPERLINK l _Toc26315 5.1 原料組成及粒度 PAGEREF _Toc26315 10 HYPERLINK l _Toc15363 5.1.1 鐵精礦粉 PAGEREF _Toc15363 10 HYPERLINK l _Toc5937 5.1.2 粘結(jié)劑 PAGEREF _Toc5

6、937 10 HYPERLINK l _Toc27096 5.1.3 復(fù)原劑 PAGEREF _Toc27096 10 HYPERLINK l _Toc10051 5.2 配料計(jì)算 PAGEREF _Toc10051 11還沒(méi)算！ HYPERLINK l _Toc26896 5.3球團(tuán)性能測(cè)試方法 PAGEREF _Toc26896 11 HYPERLINK l _Toc9966 5.3.1 氣孔率的測(cè)試 PAGEREF _Toc9966 11 HYPERLINK l _Toc20272 5.3.2 爆裂溫度的測(cè)定 PAGEREF _Toc20272 11 HYPERLINK l _Toc11

7、722 5.3.3 抗壓強(qiáng)度測(cè)試 PAGEREF _Toc11722 11 HYPERLINK l _Toc30 5.3.4 堆積密度的測(cè)定 PAGEREF _Toc30 12 HYPERLINK l _Toc19185 5.3.5 落下強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì) PAGEREF _Toc19185 12 HYPERLINK l _Toc7943 5.4 實(shí)驗(yàn)流程圖 PAGEREF _Toc7943 12 HYPERLINK l _Toc31504 5.5 實(shí)驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc31504 12 HYPERLINK l _Toc9604 5.5.1滾動(dòng)成型探求實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc9604

8、 12 HYPERLINK l _Toc21550 5.5.3 鐵精礦滾動(dòng)成型正交實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc21550 14 HYPERLINK l _Toc16660 5.6 本章小結(jié) PAGEREF _Toc16660 14 HYPERLINK l _Toc18149 6 滾動(dòng)成型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處置和結(jié)果分析 PAGEREF _Toc18149 16 HYPERLINK l _Toc27222 6.1 滾動(dòng)成型實(shí)驗(yàn)結(jié)果 PAGEREF _Toc27222 16 HYPERLINK l _Toc20998 6.2 滾動(dòng)成型數(shù)據(jù)處置 PAGEREF _Toc20998 20 HYPERLINK

9、l _Toc4829 6.3 滾球?qū)嶒?yàn)結(jié)果分析 PAGEREF _Toc4829 20 HYPERLINK l _Toc24274 6.3.1 滾球?qū)嶒?yàn)球團(tuán)機(jī)械性能極差分析 PAGEREF _Toc24274 20 HYPERLINK l _Toc11514 6.3.2 各要素對(duì)球團(tuán)機(jī)械性能影響的顯著性分析 PAGEREF _Toc11514 20 HYPERLINK l _Toc21534 6.3.3 各要素對(duì)球團(tuán)其它各性能的影響 PAGEREF _Toc21534 20 HYPERLINK l _Toc29385 7 結(jié)論 PAGEREF _Toc29385 21 HYPERLINK l

10、_Toc12111 致謝 PAGEREF _Toc12111 22 HYPERLINK l _Toc6301 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc6301 23本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 緒論 PAGE 231 緒論釩鈦磁鐵礦是一種以Fe、V、Ti為主的多金屬元素復(fù)合礦，是一種非常珍貴的礦產(chǎn)資源。中國(guó)有著非常豐富的釩鈦磁鐵礦資源，現(xiàn)已探明的釩鈦磁鐵礦總儲(chǔ)量達(dá)100億噸以上，特別是在攀枝花地域，釩的含量占世界總儲(chǔ)量的19.2%，鈦的含量占世界總儲(chǔ)量的39.1%。攀枝花釩鈦資源雖然很豐富，但攀枝花釩鈦磁鐵礦的綜合利用率卻很低，球團(tuán)質(zhì)量和性能都很差，很有必要對(duì)球團(tuán)消費(fèi)技術(shù)加以提高，以滿足提高釩鈦磁鐵礦綜

11、合利用的需求。釩鈦磁鐵礦球團(tuán)質(zhì)量和性能不僅對(duì)復(fù)原、煉鐵的產(chǎn)質(zhì)量、能耗和消費(fèi)工藝呵斥艱苦影響，而且對(duì)釩鈦資源的利用率也有很大的影響。為此，許多學(xué)者和技術(shù)人員都努力的提高釩鈦磁鐵礦球團(tuán)檢測(cè)技術(shù)程度，以到達(dá)提高釩鈦資源的綜合利用率、降低單位耗能，縮短工藝流程、提高消費(fèi)效率的目的。釩鈦磁鐵礦球團(tuán)性能包括釩鈦磁鐵礦球團(tuán)的物理性能、化學(xué)性能和冶金性能。主要內(nèi)容涉及到對(duì)釩鈦磁鐵礦球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度、落下強(qiáng)度、孔隙率和高溫爆裂等性能進(jìn)展檢測(cè)。隨著科學(xué)技術(shù)和冶金工業(yè)的開展，釩鈦磁鐵礦球團(tuán)性能檢測(cè)技術(shù)也有了長(zhǎng)足的提高。各種數(shù)控檢測(cè)安裝、測(cè)試軟件和高精度儀器得到了廣泛的運(yùn)用，大大的提高了球團(tuán)性能檢測(cè)技術(shù)程度，同時(shí)，有關(guān)

12、球團(tuán)性能檢測(cè)技術(shù)的報(bào)刊、書籍、研討會(huì)也迅速開展壯大起來(lái)，這也為球團(tuán)性能檢測(cè)技術(shù)交流和開展提供了良好的環(huán)境。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 釩鈦磁鐵礦球團(tuán)2 釩鈦磁鐵礦球團(tuán)2.1 釩鈦磁鐵礦球團(tuán)概略球團(tuán)是一種將粉礦利用粘結(jié)劑在不同成型工藝制成的圓形或者規(guī)那么的礦團(tuán)。經(jīng)烘干的生球進(jìn)展焙燒構(gòu)成具有一定強(qiáng)度和冶金性質(zhì)的球形含鐵原料，它不僅是高爐煉鐵、直接復(fù)原和熔融復(fù)原的原料，而且還是可供煉鋼作為冷卻劑。鐵精礦用球團(tuán)方法造塊是1912年由瑞典人最早發(fā)明的，1947年在美國(guó)正式投入消費(fèi)。50年代由于貧鐵礦被大量采用和選礦工業(yè)的開展，細(xì)磨鐵精礦產(chǎn)量增長(zhǎng)很快。我國(guó)對(duì)球團(tuán)礦的研討和運(yùn)用始于20世紀(jì)50年代，70年代后

13、，隨著高堿度燒結(jié)礦配加酸性球團(tuán)礦這種合理爐料構(gòu)造的推行，我國(guó)球團(tuán)工業(yè)的開展進(jìn)入穩(wěn)定開展期，球團(tuán)礦的產(chǎn)量已由2001年的1500萬(wàn)噸開展到2005年的5000萬(wàn)噸5。釩鈦磁鐵礦球團(tuán)如圖2.1和2.2的消費(fèi)方法是用顆粒度較細(xì)的釩鈦鐵精礦，配以10%左右的煤粉，一定量的水分和1%左右的黏結(jié)劑，運(yùn)用對(duì)輥壓球機(jī)將混合料壓制成球，就可以消費(fèi)出3040mm大小的橢圓球。球團(tuán)礦對(duì)所用精礦粉的要求是：含鐵檔次66%，含SiO24%，大于200目的顆粒含量要60%。一定程度上講，并不是一切的鐵精礦都可以用來(lái)消費(fèi)球團(tuán)，我國(guó)自產(chǎn)的大多數(shù)鐵礦粉大部分是不適宜去消費(fèi)球團(tuán)礦的，這也是建國(guó)以來(lái)我國(guó)高爐煉鐵爐料中燒結(jié)礦占有主導(dǎo)

14、位置的緣由。如今，各鋼鐵企業(yè)均注重添加球團(tuán)消費(fèi)才干，企業(yè)在制定和建立球團(tuán)消費(fèi)規(guī)劃時(shí)，都要先確定好原料的來(lái)源，并做好所用礦粉的冶金性能分析，特別是球團(tuán)的性能檢測(cè)和研討。否那么，球團(tuán)消費(fèi)設(shè)備建成，投產(chǎn)后會(huì)出現(xiàn)一些難以抑制的困難。 圖2.1 鐵精礦圓盤造球生球團(tuán) 圖2.2 鐵精礦對(duì)輥壓球生球團(tuán)大多數(shù)的球團(tuán)都是具有較多微孔的球狀物體，粒度在3040mm，與燒結(jié)礦來(lái)比較，是有如下特點(diǎn)： 含鐵檔次高，可以到達(dá)68%，普通在65%左右，SiO2含量可以在1.5%； 堆積密度可以到達(dá)2.27t/m，假密度可以到達(dá)3.8g/cm，氣孔度最低可以到達(dá)19.7%，且微小氣孔多； 含F(xiàn)eO很低，可在1%左右； 冷強(qiáng)度

15、好，故在運(yùn)輸過(guò)程中不易粉化，ISO轉(zhuǎn)鼓指數(shù)可達(dá)95%； 自然堆角小，在2427度。而燒結(jié)礦在3135度，故布料性能好； 復(fù)原性好，但酸性球團(tuán)礦復(fù)原軟化溫度普通較低，一些球團(tuán)礦有異常膨脹或復(fù)原遲滯景象。2.2 內(nèi)配碳球團(tuán)礦定義內(nèi)配碳球團(tuán)是將鐵精礦、細(xì)磨含碳原料及少量的粘結(jié)劑按比例制成直徑均勻的球團(tuán)。隨著現(xiàn)代高爐煉鐵向著高產(chǎn)、低耗、長(zhǎng)壽目的開展和鋼鐵冶煉新流程的迅速興起，內(nèi)配碳球團(tuán)礦的運(yùn)用將顯得越來(lái)越重要和迫切。2.3 目前釩鈦磁鐵礦球團(tuán)消費(fèi)工藝技術(shù)2.3.1 圓盤造球工藝圓盤造球機(jī)是常用的滾動(dòng)成型設(shè)備。見圖2.1本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的是由浙江福特機(jī)械制造制造的FTY1000型圓盤造球機(jī)。圓盤尺寸：1000

16、*150毫米；圓盤角度：458；圓盤轉(zhuǎn)速范圍：530轉(zhuǎn)/分鐘；電動(dòng)機(jī)功率：1.5千瓦。其構(gòu)造組成為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸構(gòu)造，造球機(jī)圓盤支撐在主軸上，主軸靠前端兩支點(diǎn)鉸接于設(shè)備底座的支撐軸上，主軸箱的末端經(jīng)過(guò)傾角調(diào)整器與底座相連。圓盤造球機(jī)造球原理：將焦炭粉、石灰石粉或生石灰、鐵精礦粉混合后，輸入圓盤造球機(jī)上部的混合料倉(cāng)內(nèi)，均勻地向造球機(jī)布料，同時(shí)由水管供應(yīng)霧狀噴淋水，傾斜傾角普通為40-50布置的圓盤造球機(jī)，由機(jī)械傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，混合料加噴淋水在圓盤內(nèi)滾動(dòng)成球。圓盤造球機(jī)用于鐵礦粉造球，它是各類球團(tuán)廠的主要配套設(shè)備之一。將焦炭粉、石灰石粉或生石灰、鐵精礦粉混合后，輸入圓盤造球機(jī)上部的混合料倉(cāng)內(nèi)，均勻地向造球機(jī)布

17、料，同時(shí)由水管供應(yīng)霧狀噴淋水，傾斜傾角普通為40-50布置的圓盤造球機(jī)，由機(jī)械傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，混合料加噴淋水在圓盤內(nèi)滾動(dòng)成球，經(jīng)過(guò)粒度刮刀將球的粒度控制在5到15毫米。造好的生球落入保送皮帶上，經(jīng)輥軸篩進(jìn)展篩分，小于5毫米和大于15毫米的前往到混合機(jī)。圖2.1 圓盤造球機(jī)2.3.2 壓球工藝壓力成型機(jī)又叫強(qiáng)力壓球機(jī)，礦粉壓球機(jī)，對(duì)輥壓球機(jī)等等。壓球機(jī)主要用于有色和黑色金屬礦粉的制球造塊，直接進(jìn)爐冶煉，提高附加值。凡是冶金行業(yè)廢料，輔料需上爐的，都需求壓球機(jī)來(lái)完成。比如：除塵灰、池泥、氧化皮、鋼渣、鐵精粉、鋁灰粉、硅錳礦粉等等。成型原理：混合料中顆粒之間有較多的空隙，在壓力作用下，顆粒發(fā)生滑動(dòng)、位移、

18、變形乃至破裂，顆粒彼此接觸嚴(yán)密，空隙減少，密度添加。同時(shí)，顆粒間毛細(xì)水的張力，粘結(jié)劑的粘結(jié)力、微細(xì)顆粒間的分子力也發(fā)揚(yáng)作用，使顆粒彼此接觸嚴(yán)密，可以壓成的球團(tuán)具有一定的強(qiáng)度，為了提高成球率，在混合料壓球成型之前應(yīng)采取預(yù)壓措施。壓球操作中最常遇到的問(wèn)題是“粘膜，合理的孔型設(shè)計(jì)與光潔的外表是防止粘膜的重要措施?；旌狭系乃忠埠苤匾?，過(guò)高的水分容易導(dǎo)致粘模。壓球機(jī)對(duì)物料成型的要求有：1、物料粒度在90-260目均可。物料中不允許帶有任何金屬物。否那么將損壞輥皮外表。供料必需滿足，宜采用可調(diào)速的螺旋給料機(jī)，察看回料量調(diào)整新料的供應(yīng)量。對(duì)輥壓球機(jī)具有成球率高、耗費(fèi)功率小,構(gòu)造緊湊便于檢修調(diào)試等明顯優(yōu)點(diǎn)。

19、其安裝圖如圖2.2，2.3。 圖2.2對(duì)輥壓球機(jī) 圖2.3 對(duì)輥壓球機(jī)控制箱2.3.3 球團(tuán)目的(1) 生球目的用于豎爐焙燒球團(tuán)性能目的落下次數(shù)：生球的落下次數(shù)(球自0.5m高度自在落下到20mm厚鐵板上直到破裂的落下次數(shù)，是10個(gè)球的實(shí)驗(yàn)平均值)為3次/個(gè)?？箟簭?qiáng)度：9.8N/球；生球水分：6.57.5%；爆裂溫度：550；孔隙率：1235%；堆積密度：2.22.7t；/m3粒度組成：1016mm粒級(jí)的含量不少于85%，大于16mm粒級(jí)和小于6mm粒級(jí)的含量不大于5%，球團(tuán)的平均直徑與不大于12.5mm為宜。(2) 干球目的落下次數(shù)：落下次數(shù)(球自0.5m高度自在落下到20mm厚鐵板上直到破

20、裂的落下次數(shù)，是10個(gè)球的實(shí)驗(yàn)平均值)為12次/個(gè)?？箟簭?qiáng)度：49.0N/球。2.4 目前釩鈦磁鐵礦球團(tuán)存在的主要問(wèn)題到2005年我國(guó)釩鈦磁鐵礦球團(tuán)的年消費(fèi)才干突破900萬(wàn)噸,并且每年以13%的速度遞增，同時(shí)也存在著一些問(wèn)題: 以豎爐、回轉(zhuǎn)窯、帶式燒結(jié)為主，豎爐球團(tuán)產(chǎn)量幾乎占總產(chǎn)量的60%，而且規(guī)模小而分散，十余座豎爐分布于攀西和承德等地域，產(chǎn)質(zhì)量量差，很難滿足大型高爐煉鐵的需求。 所選原料絕大部分是國(guó)產(chǎn)精礦，鐵檔次低、粒度差、硅鋁含量高、水分高。除鞍鋼球團(tuán)外，其他的鐵檔次都在61%52%之間，精礦粒度為0.074占70%80%，同時(shí)水分11%。 產(chǎn)質(zhì)量量差。生球的抗壓強(qiáng)度、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和冶金性能

21、都很差，與國(guó)際規(guī)范還有很大的差距。 消費(fèi)效率低。由于設(shè)備的自動(dòng)化程度低，再加上單機(jī)爐、窯的規(guī)模小，勞動(dòng)定員也過(guò)多，因此消費(fèi)率低于國(guó)外先進(jìn)程度；另一方面緣由是科研力度不夠，限制了消費(fèi)力的開展。 對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。按常理球團(tuán)消費(fèi)的環(huán)境由于本身工藝特點(diǎn)，應(yīng)比燒結(jié)消費(fèi)要好得多，但是在我國(guó)的球團(tuán)消費(fèi)中還沒(méi)有到達(dá)這一目的。不少的球團(tuán)廠，由于消費(fèi)工藝的不先進(jìn)和管理不完善、個(gè)別單位對(duì)環(huán)境的不注重，因此工廠的粉塵和有害氣體污染非常嚴(yán)重。3 釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團(tuán)粘結(jié)劑3.1 球團(tuán)粘結(jié)劑引見及運(yùn)用球團(tuán)粘結(jié)劑主要組成為無(wú)機(jī)物硅酸鹽類和有機(jī)物纖維素類產(chǎn)品，同時(shí)需求根據(jù)球團(tuán)礦粒度、組成，添加必要的強(qiáng)化成分。有機(jī)物和無(wú)機(jī)物經(jīng)

22、過(guò)強(qiáng)化混合設(shè)備，保證一定的溫度和濕度，到達(dá)有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的有效交聯(lián)態(tài)，保證了其運(yùn)用效果。粘結(jié)劑的用途極為廣泛，據(jù)報(bào)道世界粘結(jié)劑的銷售年均增長(zhǎng)5，北美和歐洲約占75，但增長(zhǎng)最快的地域是遠(yuǎn)東和拉美開展中國(guó)家，估計(jì)我國(guó)今后幾年粘結(jié)劑產(chǎn)量的增長(zhǎng)將堅(jiān)持在11以上11。目前，我國(guó)的粘結(jié)劑產(chǎn)業(yè)已構(gòu)成門類較齊全的體系，但與興隆國(guó)家相比，還存在以下差距和問(wèn)題：a)產(chǎn)量小，有的產(chǎn)質(zhì)量量差，種類系列化不夠。b)對(duì)引進(jìn)的工藝技術(shù)和安裝的消化、吸收、改良提高不夠。c)短少優(yōu)質(zhì)或公用單體、助劑、添加劑等。d)運(yùn)用研討較缺乏，技術(shù)含量較低。3.2 球團(tuán)粘結(jié)劑的分類粘結(jié)劑在礦物加工領(lǐng)域的一個(gè)重要用途就是礦粉成型，特別是粉料的

23、冷固成型。有關(guān)粘結(jié)劑的分類，從不同的角度有不同的分類方法，按主要成分的物質(zhì)類別可以分為有機(jī)粘結(jié)劑，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑及復(fù)合粘結(jié)劑等。如表1所示12。表1 粘結(jié)劑按主要成分物質(zhì)類別的分類類別實(shí)例無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合膨潤(rùn)土、水泥、水玻璃、石灰煤焦油、瀝青、佩利多、Alcotac、KLP消石灰+糊精、F粘結(jié)劑對(duì)礦粉成型粘結(jié)劑的研討，是一個(gè)古老而又新興的課題。早在球團(tuán)工藝剛剛興起的時(shí)候，人們就開場(chǎng)探求，可以說(shuō)直到如今還未能找到一種很理想的用于礦粉成型的粘結(jié)劑。礦粉成型按工藝溫度可分為高溫成型和冷固結(jié)成型兩大類。前者是將物料進(jìn)展高溫焙燒后，經(jīng)過(guò)固相或液相進(jìn)展固結(jié)。粘結(jié)劑在高溫成型中的作用，主要是提高團(tuán)塊(球團(tuán))的過(guò)程強(qiáng)

24、度與熱性能，最終強(qiáng)度是靠高溫來(lái)實(shí)現(xiàn)的13。冷固結(jié)成型時(shí)團(tuán)塊(球團(tuán))的過(guò)程強(qiáng)度和最終強(qiáng)度都依賴粘結(jié)劑來(lái)維持，所以它對(duì)粘結(jié)劑的要求很高。但冷固結(jié)成型工藝簡(jiǎn)單、流程短、投資少、能耗低，所以被廣泛運(yùn)用于冶金、化工、煤炭、耐火資料、建材等行業(yè)。高溫成型粘結(jié)劑主要有膨潤(rùn)土、石灰、KLP、佩利多等，用于冷固結(jié)成型的粘結(jié)劑主要有水玻璃、水泥、瀝青、腐植酸鹽、羧甲基纖維素、淀粉等。在鐵礦球團(tuán)工藝剛剛興起的時(shí)候人們就發(fā)現(xiàn)膨潤(rùn)土是一種有效的粘結(jié)劑，實(shí)踐上，膨潤(rùn)土除了是一種有效粘結(jié)劑之外，它還有助于球團(tuán)的構(gòu)成以及具有堅(jiān)持水分的才干，因此膨潤(rùn)土成了鐵礦球團(tuán)中最主要的粘結(jié)劑14。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑使鐵粉球不需求燒結(jié)就具有很好的高

25、溫成球性能和強(qiáng)度，降低了制備鐵粉球的本錢，使煉爐內(nèi)的鐵礦粉具有良好的透氧和透熱性能，加快煉鐵速度降低煉鐵過(guò)程的能耗，但是無(wú)機(jī)粘結(jié)劑含有雜質(zhì)，影響鐵球性能，所以這些問(wèn)題限制了有機(jī)粘結(jié)劑和無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的推行運(yùn)用，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與有機(jī)粘結(jié)劑在礦粉成型過(guò)程中都有優(yōu)點(diǎn)和缺乏，于是就有人思索將兩者結(jié)合起來(lái)，揚(yáng)長(zhǎng)避短開法出復(fù)合粘結(jié)劑并獲得勝利。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑存在一些無(wú)法抑制的缺乏，迫使人們尋求新的粘結(jié)劑。人類對(duì)天然高分子物質(zhì)的利用有著悠久的歷史。早在20世紀(jì)初，人們對(duì)于天然高分子物質(zhì)運(yùn)用、改性以及實(shí)現(xiàn)高分子化合物的合成曾經(jīng)獲得了很大的成果。但是，無(wú)論是天然的高分子還是人工合成的化合物，對(duì)其構(gòu)造，人們還不是很清楚。復(fù)合

26、粘結(jié)劑既能起粘結(jié)作用，提高球團(tuán)的強(qiáng)度，又能起熔劑作用，調(diào)整球團(tuán)礦堿度并改善球團(tuán)復(fù)原性，因此復(fù)合粘結(jié)劑是粘結(jié)劑研討開發(fā)中的一個(gè)重要的方向16。4 本課題研討背景及意義攀枝花型釩鈦磁鐵礦是一種含鈦、鐵、釩為主并有少量鉻、鎳、鈷、鉑族、鈧等多金屬?gòu)?fù)合礦。經(jīng)多年艱苦的研討和攻關(guān)，以攀鋼為代表的國(guó)有大型企業(yè)勝利開發(fā)出了以高爐-轉(zhuǎn)爐為主線的利用釩鈦磁鐵礦消費(fèi)鋼鐵和釩產(chǎn)品工藝流程高爐轉(zhuǎn)爐流程，消費(fèi)了大量鋼材和釩產(chǎn)品，為國(guó)防建立和國(guó)民經(jīng)濟(jì)開展做出了重要奉獻(xiàn)。在高爐冶煉過(guò)程中，燒結(jié)礦中的鈦氧化物只需極少數(shù)被復(fù)原進(jìn)入生鐵，大量的鈦進(jìn)入高爐渣中，二氧化鈦含量為20%-25%，稱為高鈦型高爐渣。同時(shí)，由于有TiC、T

27、iN和Ti(C,N)等高熔點(diǎn)物相存在，往往使得高爐渣變稠、產(chǎn)生泡沫化景象，呵斥渣中帶鐵嚴(yán)重。釩鈦鐵精礦原料經(jīng)篩分混合后，需制成球團(tuán)塊才干進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)展復(fù)原。球團(tuán)在回轉(zhuǎn)爐中要經(jīng)過(guò)預(yù)熱、低溫復(fù)原和高溫復(fù)原幾個(gè)階段，球團(tuán)的造球方式和造球參數(shù)、含水量、煤粉和粘結(jié)劑的添加量及粘結(jié)劑種類對(duì)球團(tuán)的性能都有重要的影響。目前造球工藝主要采用壓力成型和滾動(dòng)成型兩種方式，經(jīng)過(guò)兩種造球工藝對(duì)釩鐵鐵精礦配碳球團(tuán)機(jī)械強(qiáng)度目的、爆裂溫度、孔隙率的影響要素進(jìn)展對(duì)比研討，為確定適宜的造球工藝提供參考。5 實(shí)驗(yàn)部分5.1 球團(tuán)成分釩鈦磁鐵礦是一種多金屬元素的復(fù)合礦，是以Fe、V、Ti為主的共生磁鐵礦。攀枝花礦是經(jīng)過(guò)磁選后的釩鈦磁

28、鐵精礦，由于是一段磨礦工藝，粒度非常粗，精礦中粒度小于0.07者含量?jī)H為35%45%，從化學(xué)成分看，TiO2高達(dá)12%13%，鐵檔次那么只需51.5%左右，Al2O3也偏高，達(dá)4.5%左右，由于釩鈦磁鐵精礦的物化性能的特殊性，呵斥了釩鈦磁鐵精礦球團(tuán)的特殊性能和處置方式。從造球角度來(lái)看，鐵精礦的粒度愈細(xì)，那么生球中顆粒陳列愈嚴(yán)密，構(gòu)成的毛細(xì)管直徑越小，產(chǎn)生的晶格缺陷愈多，所以產(chǎn)生的毛細(xì)力就愈大，生球強(qiáng)度愈高。但是鐵精礦假設(shè)過(guò)細(xì)，一方面添加磨礦的費(fèi)用，另一方面會(huì)降低生球爆裂溫度，給枯燥帶來(lái)困難。因此根據(jù)閱歷證明粒度小于0.044mm的含量應(yīng)占60%以上，小于0.074mm的粒度含量應(yīng)大于80%。5

29、.1.1 鐵精礦粉實(shí)驗(yàn)所用的礦為釩鈦鐵精礦，其化學(xué)成分以及粒度見表4.2。表4.2 本實(shí)驗(yàn)采用的鐵精礦主要成分%元素TFeFeOFe2O3TiO2V2O5Cr2O3SiO2Al2O3CaOSP含量56.5023.4554.3912.530.640.0952.362.411.250.040.00195.1.2 粘結(jié)劑實(shí)驗(yàn)所用的粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土，其主要成分粒度見表4.3。作為對(duì)比的粘結(jié)劑還有淀粉和復(fù)合粘結(jié)劑。表4.3 膨潤(rùn)土成分(%)成分SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3Na2OK2OTiO2SO3P2O5含量65135.75.15.03.60.870.650.210.195.1.3 復(fù)原劑實(shí)

30、驗(yàn)所用的復(fù)原劑為煤粉，其粒度分析見表4.4。表4.4 煤粉的主要成分成分CVfSSiO2MgOAl2O3CaO含量/wt/%80.296.960.545.680.522.911.015.2 配料計(jì)算5.3 各種機(jī)械性能的測(cè)試5.3.1 氣孔率的測(cè)試球團(tuán)的密度和氣孔度無(wú)論對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度還是復(fù)原性均有明顯的影響，它也是一項(xiàng)重要的目的。試樣的真密度R0的測(cè)定方法是：將試樣磨細(xì)成粒度小于0.1mm，取50g，并放入盛水的比重瓶中用酒精替代水那么更好，由于易潤(rùn)濕物料。試樣的質(zhì)量與排水量之比即為試樣的真密度。其計(jì)算為：R0= 式 4.6式4.6中：R0試樣的真密度，g/m；Q試樣細(xì)粉小于0.1mm質(zhì)量，g；

31、V試樣排除水的體積，m。5.3.2 爆裂溫度的測(cè)定爆裂溫度是加熱流體包裹體到達(dá)均一后，繼續(xù)升溫，其時(shí)包裹體內(nèi)部壓力隨之急劇升高，當(dāng)內(nèi)壓超越包裹體體腔壁所能接受的壓力時(shí)，包裹體爆裂，并發(fā)出“啪、啪響聲，此時(shí)的溫度即為包裹體的爆裂溫度。生球團(tuán)爆裂溫度的測(cè)定是將造好的生球放在高溫爐里在額定溫度下升溫一分鐘左右，取出然后察看生球團(tuán)能否爆裂，或者在20cm高度落下，統(tǒng)計(jì)球團(tuán)的落下強(qiáng)度。5.3.3 抗壓強(qiáng)度測(cè)試抗壓強(qiáng)度是表示球團(tuán)強(qiáng)度的重要目的，通常用N/個(gè)球來(lái)表示。生球的抗壓強(qiáng)度是指其在復(fù)原設(shè)備上所能接受料層負(fù)荷作用的強(qiáng)度，以生球在受壓條件下開場(chǎng)龜裂變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力大小表示?？箟簭?qiáng)度的測(cè)試所運(yùn)用的儀器是

32、型號(hào)為ZQJ-型智能顆粒強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)機(jī)，如圖5.6.3，量度為500N，精度為一級(jí)，加力速度5N/m，測(cè)試高度25cm。圖4.5.3 ZQJ-智能顆粒強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)機(jī)其測(cè)試方法大約為：通常我們的球團(tuán)礦的檢測(cè)規(guī)范和國(guó)際規(guī)范ISO4700一樣，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們采用的方法是把球團(tuán)置于兩塊平行的鋼板之間，以規(guī)定速度把壓力負(fù)荷家在每個(gè)球團(tuán)上，直到球團(tuán)被壓碎時(shí)的最大負(fù)荷即為生球的抗壓強(qiáng)度。用壓力測(cè)試機(jī)測(cè)試多個(gè)球團(tuán)的強(qiáng)度，最后取平均值，得出的是較為準(zhǔn)確的數(shù)值。在選取球團(tuán)礦個(gè)數(shù)時(shí)，根據(jù)的是下面的公式計(jì)算。 式4.5式4.2中：N表示每次測(cè)試球團(tuán)個(gè)數(shù)，表示假設(shè)干涉?zhèn)鋵?shí)驗(yàn)的規(guī)范離差，表示所要求的準(zhǔn)確度=95%可信度下的規(guī)

33、范離差。在實(shí)踐檢驗(yàn)時(shí)，我們通常選取10個(gè)生球來(lái)測(cè)試球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度，得出球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的平均值。5.3.4 堆積密度的測(cè)定堆積密度是指散粒資料或粉狀資料，在自然堆積形狀下單位體積的質(zhì)量。5.3.5 落下強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)球團(tuán)的落下強(qiáng)度次數(shù)是將生球或者干球由0.5米自然落下，然后統(tǒng)計(jì)單個(gè)球團(tuán)的落下次數(shù)。5.4 實(shí)驗(yàn)流程圖5.5 實(shí)驗(yàn)方案5.5.1滾動(dòng)成型探求實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：枯燥的鐵精礦1kg，煤粉100g10%，粘結(jié)劑0.8%，1%，1.2%，氧化鈣100g10%,水適量混料后待用。檢查設(shè)備能否正常任務(wù)后，傾角調(diào)整到適宜位置。檢測(cè)成球的機(jī)械強(qiáng)度等參數(shù)，得到適宜的成球參數(shù)，并記入表7。并分三類。實(shí)驗(yàn)記錄表7實(shí)驗(yàn)

34、結(jié)果機(jī)械強(qiáng)度目的測(cè)試結(jié)果平均值12345678910濕球抗壓強(qiáng)度N/球濕球落下強(qiáng)度1m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度1m落下，次濕球爆裂溫度500濕球水分含量堆積密度孔隙率結(jié)論：在得到合格的成球后，記錄各造球參數(shù)記入表8 表8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 工程參數(shù)含煤量/%添加劑/%含水量/%粘結(jié)劑/% 造球時(shí)間/min圓盤傾角含量/%10245.5.2 滾動(dòng)成型單要素實(shí)驗(yàn)我們將粘結(jié)劑種類作為單要素實(shí)驗(yàn)的影響要素，將不同的粘結(jié)劑和原料進(jìn)展混合，再進(jìn)展圓盤造球，造球步驟同4.5.1。 選擇適宜粒度的成球，粒度在9-16mm之間，檢測(cè)成球的機(jī)械強(qiáng)度等參數(shù)，得到適宜的成球參數(shù)，并記入表中。5.5.3 鐵精礦滾

35、動(dòng)成型正交實(shí)驗(yàn)根據(jù)探求實(shí)驗(yàn)和單要素實(shí)驗(yàn)得到影響成球要素，實(shí)驗(yàn)正交要素表見13表13滾動(dòng)成型正交要素表要素粘結(jié)劑含量mL/kg含煤量/%生石灰配比/%1A1(0.8%)B1(8%)C1(0.8%)2A2(1%)B2(10%)C2(1%)3A3(1.2%)B3(12%)C3(1.2%)圓盤造實(shí)驗(yàn)正交表L9(34)見表14表14正交表 實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)要素ABCD1A1B1C1D1A1B1C1D12A1B2C2D2A1B2C2D23A1B3C3D3A1B3C3D34A2B1C2D3A2B1C2D35A2B2C3D1A2B2C3D16A2B3C1D2A2B3C1D27A3B1C3D2A3B1C3

36、D28A3B2C1D3A3B2C1D39A3B3C2D1A3B2C2D1實(shí)驗(yàn)步驟為：選號(hào)實(shí)驗(yàn)組，按實(shí)驗(yàn)組的原料配比配料混合后待用。檢查設(shè)備能否正常任務(wù)后，開機(jī)將頻率調(diào)整為36Hz,預(yù)先加料加水鋪料。造母球，參與適量的料和水后，調(diào)整圓盤角度，母球的長(zhǎng)大，正確加料加水使母球長(zhǎng)大。 選擇適宜粒度的成球，粒度在9-16mm之間，檢測(cè)成球的機(jī)械強(qiáng)度等參數(shù)，得到適宜的成球參數(shù)，并記入表中5.6 本章小結(jié)6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)處置及分析 HYPERLINK l _Toc324144579 6.1 滾動(dòng)成型不同粘結(jié)劑的單要素實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析將三種不同粘結(jié)劑混料所造的球團(tuán)進(jìn)展機(jī)械強(qiáng)度分析，數(shù)據(jù)記錄如下：實(shí)驗(yàn)記錄表8實(shí)驗(yàn)

37、編號(hào)實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果性能目的測(cè)試結(jié)果平均值123456789101抗壓強(qiáng)度N/球7.17.28.17.57.46.87.08.18.27.0落下強(qiáng)度0.5m落下，次2221222222干球抗壓強(qiáng)度N/球38.826.831.345.029.034.031.921.626.027.1干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次1111111111濕球爆裂溫度450濕球水分含量5%堆積密度孔隙率2抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度450濕球水分含量4.3%堆積密度孔隙率3抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，

38、次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率 HYPERLINK l _Toc324144579 6.2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)處置及分析將滾動(dòng)成型正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表：實(shí)驗(yàn)記錄表見表15表15實(shí)驗(yàn)記錄表實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果性能目的測(cè)試結(jié)果平均值123456789101A1B1C1D1抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率2A1B2C2D2抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率3A1B3C3D3抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球

39、抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率4A2B1C2D3抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率5A2B2C3D1抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率6A2B3C1D2抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率7A3B1C3D2抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m落下，次干球抗壓強(qiáng)度N/球干球落下強(qiáng)度0.5m落下，次濕球爆裂溫度濕球水分含量堆積密度孔隙率8A3B2C1D3抗壓強(qiáng)度N/球落下強(qiáng)度0.5m