烧结添加剂研究现状

烧结添加剂研究现状Sintering additives research statusXXX（姓名）XXX（学号）（英文翻译）（学校 班级 邮编）（英文翻译）摘要:本文概述造块使用含硼添加剂的发展现状，以及含硼添加剂的发展。指出含硼添加剂的使用可改善人造富矿的冶金性能。硼铁精矿将成为造块的首选含硼添加剂。Abstract: in this paper, made use of boron additive development present situation, and the development of boron additive. Pointed out that the use of boron additive can improve the metallurgical properties of synthetic diamond. Boron iron concentrate would be preferred in blocks of boron additive. 关键词：造块 含硼添加剂 硼泥 硼铁精矿Keywords: agglomeration Boron additive Boron mud Boron iron ore concentrate 1前言目前工业上开采利用的主要是硼美石矿，但是由于储量少，现已面临资源枯竭的危险。硼铁矿是一种硼铁共生的复合矿，其中还含有相当数量对炼铁生产有用的MgO成分。因此，综合利用硼铁矿是十分迫切的任务。硼镁石经焙烧、破碎、浸取提硼后，可得粒度细的残渣硼泥（亦称白硼泥）。按选矿造块高炉流程处理硼铁矿，除获得硼铁精矿、硼精矿外，也可获得硼泥(亦称黑硼泥)。2含硼添加剂试验应用情况2.1在烧结方面的应用早在80年代初，北台钢铁厂为了解决自熔性烧结矿的粉化问题，向烧结混合料中加入1.5%2.0%的贫硼铁矿粉，使分化率大大降低，烧结矿强度提高，高炉冶炼取得明显效果。该厂一直沿用至今。此后在新抚钢厂使用也取得了明显效果。以硼铁矿加入，使烧结矿中B2O3大于0.008%，烧结矿转鼓指数提高5%以上，利用系数提高0.2t/（h），冷态粉化率不大于4%；高炉使用后，炉况顺行，宜于接受风量和风温，生铁产量提高14.4%。1988年，东鞍山烧结厂在75烧结机上也进行了试验，加入1.5%2.0%的碰铁矿粉，烧结机可增产0.6t/（台h），节煤1.53kg/t，高炉槽下小于5mm粉末减少0.78%，粒度组成改善，抗低温还原粉化性能改善，实验室测定的中温还原性虽变差，但高炉炉气利用并未变坏。高炉配加50%70%含硼烧结矿冶炼，炉况顺行，增产2%，降焦0.8%。烧结加硼泥改善烧结矿产量和质量的实践也不少。19841985年，山东张店钢铁厂烧结料中加入1.5%2.0%硼泥，结果转鼓指数提高1.3%2.05%，自然粉化率降低2.42%6.47%，粒度组成改善（1025mm提高7%13%），烧结利用系数提高2.4%2.6%，低温还原粉化率从21.35%降低到13.61%，900还原度从51.48%提高到55.22%。高炉使用后，炉况顺行，煤气利用改善，产量提高0.7%6.32%，焦比降低5.62%6.94%，炉渣流动性改善，脱硫能力提高。宣化钢铁厂在64烧结机和1260高炉上进行加硼泥试验，也取得了令人满意的效果。加入2%3%的硼泥，烧结矿强度提高，含粉率降低，高炉槽下返矿量每月减少5000t；粒度组成和冶金性能改善，高炉顺行，高炉产量提高49t/d，焦比降低，年经济效益在800万以上。1994年2672厂在两台24烧结机和三座高炉上进行了用2%硼泥取代3%白云石的工业试验。结果是转股指数、筛分指数、全铁稳定率、碱度稳定率分别提高4.38%、2.0%、3.1%和3.54%；高炉返矿率降低2.6%。高炉使用85%含硼烧结矿后，炉况顺行，增铁37.5t/d，节焦10.5kg/t。由上可见，加入含硼添加剂对改善烧结矿强度的效果是明显的，原因在于少量B2O3可以阻止2CaOSiO2的晶形转变，防止冷却粉化，尤其是对自熔性烧结矿。其次还可增加MgO，对改善抗低温还原粉化性有利。此外，高炉渣中含有少量的B2O3有利于改善炉渣流动性，提高渣的脱硫能力。但是，由于硼泥中SiO2较高（24%26%），对烧结矿的含铁品味有一定的影响。但是，对于少量使用蛇纹石（含40%SiO2和38%MgO）为添加剂的工厂，用粒度细的硼泥取代粒度较粗的蛇纹石，对改善烧结矿的质量和降低成本将是一项十分有利的措施。2.2在球团生产方面的应用用于生产球团矿的含硼添加剂主要是硼泥（因为粒度细）。早在1982年，由凌钢和东北大学合作，在实验室和8竖炉上进行了球团矿加硼泥的试验。这项措施现在已为凌钢用于日常生产。结果表明，球团中加入2%3%的硼泥，可以提高球团矿强度，从而可降低焙烧温度50以上，节省能耗，保护设备和程度不同地改善了球团冶金性能。高炉使用后，炉况顺行，产量提高，焦比降低。1991年该项目已通过省级鉴定。同年，东北大学为改善鞍钢烧结总厂MgO质酸性球团矿（MgO/SiO2为0.5）的焙烧性能，在实验室条件下进行了配加多种硼泥和贫硼铁矿粉的试验。结果表明，加2%的硼泥可使MgO质酸性球团的焙烧温度降低50以上，特别是加入2%的贫硼铁矿粉时，焙烧温度降低更多，因后者含B2O36.27%，为其他硼泥中B2O3含量的23倍。此外，硼泥还显示了由取代部分膨润土的可能性。但应指出，加入硼泥有降低生球破裂温度的倾向。冶金性能的研究表明，MgO质酸性球团矿比普通酸性球团矿有较好的软熔性能和中高温还原性，而MgO质酸性球团加入含硼添加剂后，低落温度可保持不变，而熔化温度有所降低，软熔区间有所加宽，但料层的压差明显降低。它表明初渣流动性能较好，软熔带有较好的透气性。应当指出，MgO质酸性球团加含硼添加剂后的中、高温还原性有所降低，但仍不低于普通酸性球团。 3含硼添加剂对人造富矿性能的影响硼氧化物对提高烧结矿和球团矿强度有良好的作用。B2O3中硼离子可以进入正硅酸盐晶格，阻止2CaOSiO2在冷却过程中的晶形转变，因此可以提高强度、减少粉化。B2O3是属于半径小、电荷高的阳离子氧化物，可以降低硅酸盐熔点及其熔体粘度，可以改善渣相粘结。其次，少量B2O3可以与铁氧化物形成有限固溶体，使铁氧化物晶格产生畸变，促进再结晶，这对球团矿的影响较大。北京科技大学研究指出，加硼泥后，一方面由于出现一定数量的渣相，具有粘结作用，有利于强度提高；另一方面，由于在Fe2O3连晶中出现一定量的含镁磁铁矿和大中孔洞结构，不利于成品球的强度。在比较了用粗细精矿配加硼泥的结果后指出，原料粒度偏粗，配加硼泥对改善强度的效果甚小；原料粒度细，则效果明显。含硼添加剂对还原度的影响，存在不利因素和有利因素。不利因素是存在少量较难还原的含镁磁铁矿，赤铁矿颗粒偏粗等。有利因素则是气孔率稍有升高。因此，降低还原性和改善还原性的结果都有。应当指出，加入B2O3高时，可能生成独立的硼镁铁矿矿物，它是较难还原的铁矿物。加入含硼添加剂对改善抗还原粉化性是有利的。因为含硼添加剂中含有相当多的MgO，它可以改善抗还原粉化性。至于B2O3的作用，可能在于生成较多的液相而影响Fe2O3的还原。含硼添加剂对软熔温度的影响是比较复杂的。因为B2O3可以降低渣相熔点，但MgO却可以提高渣相熔点，特别是对于酸性球团；而镁富氏体的熔点的升高又将导致熔滴温度的升高。因此，加含硼添加剂后，软化开始温度和熔化温度一般稍有降低，而熔滴温度则有所升高。但是软熔区间的变宽并不一定会引起料层阻力升高，因为液相的流动性有所改善。4不同含硼添加剂的比较至今，已在工业上试验应用的含硼添加剂主要是硼铁矿粉和硼泥。随着硼铁矿综合利用研究的深入和选矿造块高炉流程的试验成功，选矿获得的高硼高铁低硅的硼铁精矿，除部分供高炉冶炼生成含硼生铁和富硼渣外，还有相当数量可用作普通矿粉造块的添加剂。此外，还有一种SiO2（5%）的白硼泥，但是它的数量很少。含硼添加剂品质优良的顺序为：硼铁精矿硼铁矿粉黑硼泥白硼泥。硼铁精矿的粒度200目为60%80%，它同硼泥可用于球团，亦可用于烧结；而硼铁矿粉的粒度粗，仅适用于烧结。硼泥的水分高（18%20%），而且由于内部气孔纤细，含水丰富，不易放出，虽经长期存放，亦不能脱去水分，故使用前应经烘干研磨，否则将严重影响使用效果。但是，硼泥属废弃物的再利用，其成本低，而且利用它可以改善环境，有较好的社会效益。所以在一些目前利用蛇形石的烧结厂，用硼泥来取代蛇形石石十分有利的。在硼铁精矿不足的情况下，仍可用作少量的补充。硼铁精矿由于经过了选矿处理，其成本较高，但是由于铁高镁高，可以取代一部分铁矿粉和菱镁石粉，而且可以改善产品性能，所以它应是首选的含硼添加剂。参考文献1 朱家骥，杨兆祥。球团矿加含硼添加剂的研究J。烧结球团，1985,10（4）：82 朱家骥，杨兆祥。使用含硼添加剂降低球团矿焙烧温度的研究J。烧结球团，1993,18（1）：1 3 范广权。铁精矿加氧化硼球团试验及其冶炼效果J。烧结球团，1990,15（4）：124 李玉明。加硼泥烧结工业试验及高炉冶炼效果J。烧结球团，1995,20（1）：65 东北大学钢铁冶金研究所。硼镁复合添加剂对氧化球团生产工艺的影响R。2000年。 6 首钢总公司，首钢京唐钢铁联合有限责任公司。 使用易熔低品位矿粉和难熔高品位矿粉制备烧结矿的方法P 中国：CN102978383A 2013.03.207 广汉川冶新材料有限责任公司。一种粉末冶金过程的真空烧结方法P 中国：CN102962450A 2013.03.138 东北大学。一种球团矿用硼镁复合添加剂的制备方法及产品P 中国：CN102676799A 2012.09.199 朱家骥，杨兆祥，许彦斌。全精矿小球团烧结的试验研究D。材料物理与化学博士论文。2000年。10 李建。铁精矿复合粘结剂球团直接还原法工艺及机理研究D。中南大学博士论文。2