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成型工艺对钒钛铁精矿内配碳球团性能影响因素研究

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摘 要

本课题对非高炉冶炼技术中的钒钛铁精矿内配碳球团成型工艺对其性能的影响进行研究。其目的是经过对钒钛磁铁矿球团机械性能的检测, 一方面为非高炉冶炼提供较为全面的原料性能参数, 提高钒钛铁精矿的利用率; 另一方面, 给球团生产反馈信息, 不断改进球团成形工艺, 促进球团生产水平的不断提高。本课题采用的研究方法是将铁精矿粉、 煤粉、 添加剂( 石灰、 苏打) 、 粘结剂和水按一定的配比混合均匀后, 分别用两种成型工艺造球。在自然和烘干的条件下分别对球团的机械性能进行测试。
经过对本课题的实验研究, 总结出了两种成型工艺钒钛铁精矿球团在新流程工艺下的物理性能( 转鼓强度、 抗压强度、 落下强度) 。
关键词 钒钛铁精矿, 球团, 成型工艺, 机械性能

ABSTRACT

Key words

目 录

摘 要 I
ABSTRACT II

1 绪论 1
2 钒钛磁铁矿球团 2
2.1 钒钛磁铁矿球团概况 2
2.2 内配碳球团矿定义 3
2.3 当前钒钛磁铁矿球团生产工艺技术 3
2.3.1 圆盘造球工艺 3
2.3.2 压球工艺 4
2.3.3 球团指标 5
2.4 当前钒钛磁铁矿球团存在的主要问题 5
3 钒钛磁铁矿内配碳球团粘结剂 7
3.1 球团粘结剂介绍及应用 7
3.2 球团粘结剂的分类 7
4 本课题研究背景及意义 9

5 实验研究 10
5.1 原料组成及粒度 10
5.1.1 铁精矿粉 10
5.1.2 粘结剂 10
5.1.3 还原剂 10

5.2 配料计算 11
还没算! !
5.3球团性能测试方法 11
5.3.1 气孔率的测试 11
5.3.2 爆裂温度的测定 11
5.3.3 抗压强度测试 11
5.3.4 堆积密度的测定 12
5.3.5 落下强度的统计 12

5.4 试验流程图 12
5.5 试验方法 12
5.5.1滚动成型探索试验 12
5.5.3 铁精矿滚动成型正交试验 14
5.6 本章小结 14
6 滚动成型试验数据处理和结果分析 16
6.1 滚动成型实验结果 16
6.2 滚动成型数据处理 20
6.3 滚球试验结果分析 20
6.3.1 滚球试验球团机械性能极差分析 20
6.3.2 各因素对球团机械性能影响的显著性分析 20
6.3.3 各因素对球团其它各性能的影响 20
7 结论 21
致谢 22
参考文献 23

1 绪论

钒钛磁铁矿是一种以Fe、 V、 Ti为主的多金属元素复合矿, 是一种非常珍贵的矿产资源。中国有着非常丰富的钒钛磁铁矿资源, 现已探明的钒钛磁铁矿总储量达100亿吨以上, 特别是在攀枝花地区, 钒的含量占世界总储量的19.2%, 钛的含量占世界总储量的39.1%。攀枝花钒钛资源虽然很丰富, 但攀枝花钒钛磁铁矿的综合利用率却很低, 球团质量和性能都很差, 很有必要对球团生产技术加以提高, 以满足提高钒钛磁铁矿综合利用的需要。钒钛磁铁矿球团质量和性能不但对还原、 炼铁的产质量、 能耗和生产工艺造成重大影响, 而且对钒钛资源的利用率也有很大的影响。为此, 许多学者和技术人员都努力的提高钒钛磁铁矿球团检测技术水平, 以达到提高钒钛资源的综合利用率、 降低单位耗能, 缩短工艺流程、 提高生产效率的目的。
钒钛磁铁矿球团性能包括钒钛磁铁矿球团的物理性能、 化学性能和冶金性能。主要内容涉及到对钒钛磁铁矿球团的抗压强度、 落下强度、 孔隙率和高温爆裂等性能进行检测。
随着科学技术和冶金工业的发展, 钒钛磁铁矿球团性能检测技术也有了长足的进步。各种数控检测装置、 测试软件和高精度仪器得到了广泛的应用, 大大的提高了球团性能检测技术水平, 同时, 有关球团性能检测技术的报刊、 书籍、 研讨会也迅速发展壮大起来, 这也为球团性能检测技术交流和发展提供了良好的环境。

2 钒钛磁铁矿球团

2.1 钒钛磁铁矿球团概况
球团是一种将粉矿利用粘结剂在不同成型工艺制成的圆形或者规则的矿团。经烘干的生球进行焙烧形成具有一定强度和冶金性质的球形含铁原料, 它不但是高炉炼铁、 直接还原和熔融还原的原料, 而且还是可供炼钢作为冷却剂。铁精矿用球团方法造块是19 由瑞典人最早创造的, 1947年在美国正式投入生产。50年代由于贫铁矿被大量采用和选矿工业的发展, 细磨铁精矿产量增长很快。中国对球团矿的研究和应用始于20世纪50年代, 70年代后, 随着高碱度烧结矿配加酸性球团矿这种合理炉料结构的推广, 中国球团工业的发展进入稳定发展期, 球团矿的产量已由 的1500万吨发展到 的5000万吨[5]。
钒钛磁铁矿球团( 如图2.1和2.2) 的生产方法是用颗粒度较细的钒钛铁精矿, 配以10%左右的煤粉, 一定量的水分和1%左右的黏结剂, 使用对辊压球机将混合料压制成球, 就能够生产出Φ30～40mm大小的椭圆球。球团矿对所用精矿粉的要求是: 含铁品位≥66%, 含SiO2≤4%, 大于200目的颗粒含量要≥60%。一定程度上讲, 并不是所有的铁精矿都能够用来生产球团, 中国自产的大多数铁矿粉大部分是不适宜去生产球团矿的, 这也是建国以来中国高炉炼铁炉料中烧结矿占有主导地位的原因。现在, 各钢铁企业均重视增加球团生产能力, 企业在制定和建设球团生产规划时, 都要先确定好原料的来源, 并做好所用矿粉的冶金性能分析, 特别是球团的性能检测和研究。否则, 球团生产设备建成, 投产后会出现一些难以克服的困难。

图2.1 铁精矿圆盘造球生球团 图2.2 铁精矿对辊压球生球团

大多数的球团都是具有较多微孔的球状物体, 粒度在30～40mm, 与烧结矿来比较, 是有如下特点:
① 含铁品位高, 能够达到68%, 一般在65%左右, SiO2含量能够在1.5%;
② 堆积密度能够达到2.27t/m³, 假密度能够达到3.8g/cm³, 气孔度最低能够达到19.7%, 且微小气孔多;
③ 含FeO很低, 可在1%左右;
④ 冷强度好, 故在运输过程中不易粉化, ISO转鼓指数可达95%;
⑤ 自然堆角小, 在24～27度。而烧结矿在31～35度, 故布料性能好;
⑥ 还原性好, 但酸性球团矿还原软化温度一般较低, 一些球团矿有异常膨胀或还原迟滞现象。
2.2 内配碳球团矿定义
内配碳球团是将铁精矿、 细磨含碳原料及少量的粘结剂按比例制成直径均匀的球团。随着现代高炉炼铁向着高产、 低耗、 长寿目标发展和钢铁冶炼新流程的迅速兴起, 内配碳球团矿的使用将显得越来越重要和迫切。

2.3 当前钒钛磁铁矿球团生产工艺技术
2.3.1 圆盘造球工艺
圆盘造球机是常见的滚动成型设备。( 见图2.1) 本实验使用的是由浙江福特机械制造有限公司制造的FTY1000型圆盘造球机。圆盘尺寸: 1000*150毫米; 圆盘角度: 45±8°; 圆盘转速范围: 5～30转/分钟; 电动机功率: 1.5千瓦。
其结构组成为转动心轴结构, 造球机圆盘支撑在主轴上, 主轴靠前端两支点铰接于设备底座的支撑轴上, 主轴箱的末端经过倾角调整器与底座相连。
圆盘造球机造球原理: 将焦炭粉、 石灰石粉或生石灰、 铁精矿粉混合后, 输入圆盘造球机上部的混合料仓内, 均匀地向造球机布料, 同时由水管供给雾状喷淋水, 倾斜( 倾角一般为40°-50°) 布置的圆盘造球机, 由机械传动旋转, 混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。
圆盘造球机用于铁矿粉造球, 它是各类球团厂的主要配套设备之一。将焦炭粉、 石灰石粉或生石灰、 铁精矿粉混合后, 输入圆盘造球机上部的混合料仓内, 均匀地向造球机布料, 同时由水管供给雾状喷淋水, 倾斜( 倾角一般为40-50°) 布置的圆盘造球机, 由机械传动旋转, 混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球, 经过粒度刮刀将球的粒度控制在5到15毫米。造好的生球落入输送皮带上, 经辊轴筛进行筛分, 小于5毫米和大于15毫米的返回到混合机。

图2.1 圆盘造球机
2.3.2 压球工艺
压力成型机又叫强力压球机, 矿粉压球机, 对辊压球机等等。压球机主要用于有色和黑色金属矿粉的制球造块, 直接进炉冶炼, 提高附加值。凡是冶金行业废料, 辅料需上炉的, 都需要压球机来完成。比如: 除尘灰、 池泥、 氧化皮、 钢渣、 铁精粉、 铝灰粉、 硅锰矿粉等等。
成型原理: 混合料中颗粒之间有较多的空隙, 在压力作用下, 颗粒发生滑动、 位移、 变形乃至破裂, 颗粒彼此接触紧密, 空隙减少, 密度增加。同时, 颗粒间毛细水的张力, 粘结剂的粘结力、 微细颗粒间的分子力也发挥作用, 使颗粒彼此接触紧密, 能够压成的球团具有一定的强度, 为了提高成球率, 在混合料压球成型之前应采取预压措施。压球操作中最常遇到的问题是”粘膜”, 合理的孔型设计与光洁的表面是防止粘膜的重要措施。混合料的水分也很重要, 过高的水分容易导致粘模。
压球机对物料成型的要求有:
1、 物料粒度在90-260目均可。
2、 物料中不允许带有任何金属物。否则将损坏辊皮表面。
3、 供料必须满足, 宜采用可调速的螺旋给料机, 观察回料量调整新料的供给量。
对辊压球机具有成球率高、 消耗功率小,结构紧凑便于检修调试等明显优点。其装置图如图2.2, 2.3。

图2.2对辊压球机 图2.3 对辊压球机控制箱

2.3.3 球团指标
(1) 生球指标( 用于竖炉焙烧球团性能指标)
落下次数: 生球的落下次数(球自0.5m高度自由落下到20mm厚铁板上直到破裂的落下次数, 是10个球的实验平均值)为3次/个。
抗压强度: >9.8N/球;
生球水分: 6.5~7.5%;
爆裂温度: ≥550℃;
孔隙率: 12~35%;
堆积密度: 2.2~2.7t; /m3
粒度组成: 10~16mm粒级的含量不少于85%, 大于16mm粒级和小于6mm粒级的含量不大于5%, 球团的平均直径与不大于12.5mm为宜。
(2) 干球指标
落下次数: 落下次数(球自0.5m高度自由落下到20mm厚铁板上直到破裂的落下次数, 是10个球的实验平均值)为1~2次/个。
抗压强度: >49.0N/球。

2.4 当前钒钛磁铁矿球团存在的主要问题
到 中国钒钛磁铁矿球团的年生产能力突破900万吨,而且每年以13%的速度递增, 同时也存在着一些问题:
① 以竖炉、 回转窑、 带式烧结为主, 竖炉球团产量几乎占总产量的60%, 而且规模小而分散, 十余座竖炉分布于攀西和承德等地区, 产品质量差, 很难满足大型高炉炼铁的需要。
② 所选原料绝大部分是国产精矿, 铁品位低、 粒度差、 硅铝含量高、 水分高。除鞍钢球团外, 其余的铁品位都在61%～52%之间, 精矿粒度为0.074㎜占70%～80%, 同时水分≥11%。
③ 产品质量差。生球的抗压强度、 转鼓指数和冶金性能都很差, 与国际标准还有很大的差距。
④ 生产效率低。由于设备的自动化程度低, 再加上单机( 炉、 窑) 的规模小, 劳动定员也过多, 因而生产率低于国外先进水平; 另一方面原因是科研力度不够, 限制了生产力的发展。
⑤ 对环境污染严重。按常理球团生产的环境由于自身工艺特点, 应比烧结生产要好得多, 可是在中国的球团生产中还没有达到这一目的。不少的球团厂, 由于生产工艺的不先进和管理不完善、 个别单位对环境的不重视, 因而工厂的粉尘和有害气体污染非常严重。

3 钒钛磁铁矿内配碳球团粘结剂

3.1 球团粘结剂介绍及应用
球团粘结剂主要组成为无机物硅酸盐类和有机物纤维素类产品, 同时需要根据球团矿粒度、 组成, 添加必要的强化成分。有机物和无机物经过强化混合设备, 保证一定的温度和湿度, 达到有机物和无机物的有效交联态, 保证了其使用效果。
粘结剂的用途极为广泛, 据报道世界粘结剂的销售年均增长5％, 北美和欧洲约占75％, 但增长最快的地区是远东和拉美发展中国家, 预计中国今后几年粘结剂产量的增长将保持在11％以上[11]。当前, 中国的粘结剂产业已形成门类较齐全的体系, 但与发达国家相比, 还存在以下差距和问题:
a)产量小, 有的产品质量差, 品种系列化不够。
b)对引进的工艺技术和装置的消化、 吸收、 改进提高不够。
c)缺少优质或专用单体、 助剂、 添加剂等。
d)应用研究较缺乏, 技术含量较低。
3.2 球团粘结剂的分类
粘结剂在矿物加工领域的一个重要用途就是矿粉成型, 特别是粉料的冷固成型。有关粘结剂的分类, 从不同的角度有不同的分类方法, 按主要成分的物质类别能够分为有机粘结剂, 无机粘结剂及复合粘结剂等。如表1所示[12]。
表1 粘结剂按主要成分物质类别的分类
类别
实例
无机
有机
复合
膨润土、 水泥、 水玻璃、 石灰
煤焦油、 沥青、 佩利多、 Alcotac、 KLP
消石灰+糊精、 F粘结剂

对矿粉成型粘结剂的研究, 是一个古老而又新兴的课题。早在球团工艺刚刚兴起的时候, 人们就开始探索, 能够说直到现在还未能找到一种很理想的用于矿粉成型的粘结剂。
矿粉成型按工艺温度可分为高温成型和冷固结成型两大类。前者是将物料进行高温焙烧后, 经过固相或液相进行固结。粘结剂在高温成型中的作用, 主要是提高团块(球团)的过程强度与热性能, 最终强度是靠高温来实现的[13]。冷固结成型时团块(球团)的过程强度和最终强度都依赖粘结剂来维持, 因此它对粘结剂的要求很高。但冷固结成型工艺简单、 流程短、 投资少、 能耗低, 因此被广泛应用于冶金、 化工、 煤炭、 耐火材料、 建材等行业。
高温成型粘结剂主要有膨润土、 石灰、 KLP、 佩利多等, 用于冷固结成型的粘结剂主要有水玻璃、 水泥、 沥青、 腐植酸盐、 羧甲基纤维素、 淀粉等。在铁矿球团工艺刚刚兴起的时候人们就发现膨润土是一种有效的粘结剂, 实际上, 膨润土除了是一种有效粘结剂之外, 它还有助于球团的形成以及具有保持水分的能力, 因此．膨润土成了铁矿球团中最主要的粘结剂[14]。
无机粘结剂使铁粉球不需要烧结就具有很好的高温成球性能和强度, 降低了制备铁粉球的成本, 使炼炉内的铁矿粉具有良好的透氧和透热性能, 加快炼铁速度降低炼铁过程的能耗, 可是无机粘结剂含有杂质, 影响铁球性能, 因此这些问题限制了有机粘结剂和无机粘结剂的推广应用, 无机粘结剂与有机粘结剂在矿粉成型过程中都有优点和不足, 于是就有人考虑将两者结合起来, 扬长避短开法出复合粘结剂并获得成功。
无机粘结剂存在一些无法克服的不足, 迫使人们寻求新的粘结剂。人类对天然高分子物质的利用有着悠久的历史。早在20世纪初, 人们对于天然高分子物质应用、 改性以及实现高分子化合物的合成已经取得了很大的成果。可是, 无论是天然的高分子还是人工合成的化合物, 对其结构, 人们还不是很清楚。
复合粘结剂既能起粘结作用, 提高球团的强度, 又能起熔剂作用, 调整球团矿碱度并改进球团还原性, 因此复合粘结剂是粘结剂研究开发中的一个重要的方向[16]。

4 本课题研究背景及意义

攀枝花型钒钛磁铁矿是一种含钛、 铁、 钒为主并有少量铬、 镍、 钴、 铂族、 钪等多金属复合矿。经多年艰苦的研究和攻关, 以攀钢为代表的国有大型企业成功开发出了以高炉-转炉为主线的利用钒钛磁铁矿生产钢铁和钒产品工艺流程( 高炉—转炉流程) , 生产了大量钢材和钒产品, 为国防建设和国民经济发展做出了重要贡献。
在高炉冶炼过程中, 烧结矿中的钛氧化物只有极少数被还原进入生铁, 大量的钛进入高炉渣中, 二氧化钛含量为20%-25%, 称为高钛型高炉渣。同时, 由于有TiC、 TiN和Ti(C,N)等高熔点物相存在, 往往使得高炉渣变稠、 产生泡沫化现象, 造成渣中带铁严重。
钒钛铁精矿原料经筛分混合后, 需制成球团( 块) 才能进入回转窑进行还原。球团在回转炉中要经过预热、 低温还原和高温还原几个阶段, 球团的造球方式和造球参数、 含水量、 煤粉和粘结剂的添加量及粘结剂种类对球团的性能都有重要的影响。
当前造球工艺主要采用压力成型和滚动成型两种方式, 经过两种造球工艺对钒铁铁精矿配碳球团机械强度指标、 爆裂温度、 孔隙率的影响因素进行对比研究, 为确定合适的造球工艺提供参考。

5 试验部分

5.1 球团成分
钒钛磁铁矿是一种多金属元素的复合矿, 是以Fe、 V、 Ti为主的共生磁铁矿。攀枝花矿是经过磁选后的钒钛磁铁精矿, 由于是一段磨矿工艺, 粒度非常粗, 精矿中粒度小于0.07者含量仅为35%～45%, 从化学成分看, TiO2高达12%～13%, 铁品位则只有51.5%左右, Al2O3也偏高, 达4.5%左右, 由于钒钛磁铁精矿的物化性能的特殊性, 造成了钒钛磁铁精矿球团的特殊性能和处理方式。从造球角度来看, 铁精矿的粒度愈细, 则生球中颗粒排列愈紧密, 形成的毛细管直径越小, 产生的晶格缺陷愈多, 因此产生的毛细力就愈大, 生球强度愈高。可是铁精矿如果过细, 一方面增加磨矿的费用, 另一方面会降低生球爆裂温度, 给干燥带来困难。因此根据经验证明粒度小于0.044mm的含量应占60%以上, 小于0.074mm的粒度含量应大于80%。
5.1.1 铁精矿粉
试验所用的矿为钒钛铁精矿, 其化学成分以及粒度见表4.2。
表4.2 本实验采用的铁精矿主要成分( %)
元素
TFe
FeO
Fe2O3
TiO2
V2O5
Cr2O3
SiO2
Al2O3
CaO
S
P
含量
56.50
23.45
54.39
12.53
0.64
0.095
2.36
2.41
1.25
0.04
0.0019

5.1.2 粘结剂
试验所用的粘结剂为膨润土, 其主要成分粒度见表4.3。作为对比的粘结剂还有淀粉和复合粘结剂。

表4.3 膨润土成分(%)
成
分
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
Na2O
K2O
TiO2
SO3
P2O5
含
量
65
13
5.7
5.1
5.0
3.6
0.87
0.65
0.21
0.19

5.1.3 还原剂
试验所用的还原剂为煤粉, 其粒度分析见表4.4。

表4.4 煤粉的主要成分
成分
C
Vf
S
SiO2
MgO
Al2O3
CaO
含量/wt/%
80.29
6.96
0.54
5.68
0.52
2.91
1.01

5.2 配料计算

5.3 各种机械性能的测试
5.3.1 气孔率的测试
球团的密度和气孔度无论对其机械强度还是还原性均有明显的影响, 它也是一项重要的指标。
试样的真密度( R0) 的测定方法是: 将试样磨细成粒度小于0.1mm, 取50g, 并放入盛水的比重瓶中( 用酒精代替水则更好, 因为易润湿物料) 。试样的质量与排水量之比即为试样的真密度。其计算为:
R0= 式 ( 4.6)
式4.6中: R0—试样的真密度, g/m³;
Q—试样细粉( 小于0.1mm) 质量, g;
V—试样排除水的体积, m³。
5.3.2 爆裂温度的测定
爆裂温度是加热流体包裹体达到均一后, 继续升温, 其时包裹体内部压力随之急剧升高, 当内压超过包裹体体腔壁所能承受的压力时, 包裹体爆裂, 并发出”啪、 啪”响声, 此时的温度即为包裹体的爆裂温度。生球团爆裂温度的测定是将造好的生球放在高温炉里在额定温度下升温一分钟左右, 取出然后观察生球团是否爆裂, 或者在20cm高度落下, 统计球团的落下强度。
5.3.3 抗压强度测试
抗压强度是表示球团强度的重要指标, 一般见N/个球来表示。生球的抗压强度是指其在还原设备上所能承受料层负荷作用的强度, 以生球在受压条件下开始龟裂变形时所对应的压力大小表示。
抗压强度的测试所使用的仪器是型号为ZQJ-Ⅱ型智能颗粒强度实验机, 如图5.6.3, 量度为500N, 精度为一级, 加力速度5N/m, 测试高度25cm。

图4.5.3 ZQJ-智能颗粒强度试验机
其测试方法大概为:
一般我们的球团矿的检测标准和国际标准ISO4700相同, 在实验过程中, 我们采用的方法是把球团置于两块平行的钢板之间, 以规定速度把压力负荷家在每个球团上, 直到球团被压碎时的最大负荷即为生球的抗压强度。用压力测试机测试多个球团的强度, 最后取平均值, 得出的是较为准确的数值。在选取球团矿个数时, 依据的是下面的公式计算。
式( 4.5)
式4.2中: N表示每次测试球团个数, δ表示若干预备试验的标准离差, β表示所要求的精确度( β=95%可信度下的标准离差) 。在实际检验时, 我们一般选取10个生球来测试球团的抗压强度, 得出球团抗压强度的平均值。
5.3.4 堆积密度的测定
堆积密度是指散粒材料或粉状材料, 在自然堆积状态下单位体积的质量。
5.3.5 落下强度的统计
球团的落下强度次数是将生球或者干球由0.5米自然落下, 然后统计单个球团的落下次数。
5.4 试验流程图

5.5 试验方案
5.5.1滚动成型探索试验
实验步骤: ①干燥的铁精矿1kg, 煤粉100g( 10%) , 粘结剂0.8%, 1%, 1.2%, 氧化钙100g( 10%) ,水适量混料后待用。
②检查设备是否正常工作后, 倾角调整到合适位置。
③检测成球的机械强度等参数, 得到合适的成球参数, 并记入表7。并分三类。
试验记录表7
实验结果
机械强度
指标
测试结果
平均值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
湿球抗压强度
( N/球)

湿球落下强度
( 1m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 1m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

＜500℃
湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

结论: 在得到合格的成球后, 记录各造球参数记入表8
表8 实验结果
项目
参数
含煤量/%
添加剂/%
含水量/%
粘结剂/%
造球时间/min
圆盘倾角( °)
含量/%
10
24

5.5.2 滚动成型单因素试验
我们将粘结剂种类作为单因素试验的影响因素, 将不同的粘结剂和原料进行混合, 再进行圆盘造球, 造球步骤同4.5.1。
选择合适粒度的成球, 粒度在9-16mm之间, 检测成球的机械强度等参数, 得到合适的成球参数, 并记入表中。
5.5.3 铁精矿滚动成型正交试验
根据探索实验和单因素实验得到影响成球因素, 实验正交因素表见13
表13滚动成型正交因素表
因素
粘结剂含量
mL/kg
含煤量/%
生石灰配比/%
1
A1(0.8%)
B1(8%)
C1(0.8%)
2
A2(1%)
B2(10%)
C2(1%)
3
A3(1.2%)
B3(12%)
C3(1.2%)

圆盘造试验正交表L9(34)见表14
表14正交表
试验编号
实验方案
实验因素
A
B
C
D
1
A1B1C1D1
A1
B1
C1
D1
2
A1B2C2D2
A1
B2
C2
D2
3
A1B3C3D3
A1
B3
C3
D3
4
A2B1C2D3
A2
B1
C2
D3
5
A2B2C3D1
A2
B2
C3
D1
6
A2B3C1D2
A2
B3
C1
D2
7
A3B1C3D2
A3
B1
C3
D2
8
A3B2C1D3
A3
B2
C1
D3
9
A3B3C2D1
A3
B2
C2
D1
实验步骤为:
①选号实验组, 按实验组的原料配比配料混合后待用。
②检查设备是否正常工作后, 开机将频率调整为36Hz,预先加料加水铺料。
③造母球, 加入适量的料和水后, 调整圆盘角度,
④母球的长大, 正确加料加水使母球长大。
⑤选择合适粒度的成球, 粒度在9-16mm之间, 检测成球的机械强度等参数, 得到合适的成球参数, 并记入表中

5.6 本章小结

6 试验结果数据处理及分析

6.1 滚动成型不同粘结剂的单因素实验结果及分析
将三种不同粘结剂混料所造的球团进行机械强度分析, 数据记录如下:
试验记录表8
实验编号
实验条件
实验结果
性能
指标
测试结果
平均值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1

抗压强度
( N/球)
7.1
7.2
8.1
7.5
7.4
6.8
7.0
8.1
8.2
7.0

落下强度
( 0.5m落下, 次)
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2

干球抗压强度
( N/球)
38.8
26.8
31.3
45.0
29.0
34.0
31.9
21.6
26.0
27.1

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

湿球爆裂温度℃

＜450℃
湿球水分含量
5%
堆积密度

孔隙率

2

抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

≥450℃
湿球水分含量
4.3%
堆积密度

孔隙率

3

抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

6.2正交实验结果数据处理及分析

将滚动成型正交试验数据填入下表: 实验记录表见表15
表15实验记录表
实验编号
实验条件
实验结果
性能
指标
测试结果
平均值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
A1B1C1D1
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

2
A1B2C2D2
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

3
A1B3C3D3
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

4

A2B1C2D3
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

5
A2B2C3D1
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

6
A2B3C1D2
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

7
A3B1C3D2
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

8
A3B2C1D3
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

9
A3B3C2D1
抗压强度
( N/球)

落下强度
( 0.5m落下, 次)

干球抗压强度
( N/球)

干球落下强度
( 0.5m落下, 次)

湿球爆裂温度℃

湿球水分含量

堆积密度

孔隙率

6.3.3 各因素对球团其它各性能的影响

结论

致谢

本试验课题研究是在我的指导教师xx的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度, 严谨的治学精神, 精益求精的工作作风, 还有和蔼可亲的性格深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成, xx老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。课题期间, xx兰老师不但在学业上给我以精心指导, 同时还在思想、 生活上给我以无微不至的关怀, 在此谨向xx兰老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在此, 我还要感谢在一起愉快的度过大学生活寝室各位室友, 正是由于你们的帮助和支持, 我才能克服一个一个的困难和疑惑, 直至本文的顺利完成。
在论文即将完成之际, 我的心情无法平静, 从开始进入课题到论文的顺利完成, 有多少可敬的师长、 同学、 朋友给了我无言的帮助, 在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母, 谢谢你们。

参考文献

[1] 朱训, 中国矿情(第二卷金属矿产)[M].北京: 科学出版社, 1999: 12～32．
[2] 盛继孚 攀枝花钒钛磁铁矿资源亟待开发利用[J]-四川省情 (06)．
[3] 杨保祥 直接还原炼铁工艺现状及攀枝花钒钛磁铁矿处理工艺选择[J] (03)．
[4] 宋雄, 余中平．中国铁矿资源利用现状及其保证程度[J]．地质与勘探, 1998(2): 35．
[5] 肖琪．团矿理论与实践［J］．长沙: 中南工业大学出版社, 1989: 130．135．
[6] 周红．铁精矿冷固结球团直接还原的机理研究: [D]．中南工业大学, 1998
[7] 黄典冰, 孔令坛．内配碳赤铁矿球团反应动力学及其模型．钢铁, 1995, 30(11): 10．
[8] 何奥平．铁矿球团工艺及机理研究: [D]．长沙: 中南大学, : 1～10．
[9] 汪琦．铁矿含碳球团技术．北京: 冶金工业出版社, : 45～76．
[10] J．E．阿普尔比．用于球团生产的含碳添加剂．第四届国际造块会议论文选: 223～244．
[11] 周渝生, 曹传根, 齐渊洪等．不同粘结剂含碳球团竖炉直接还原试验