摘要 为改善球团矿的冶金性能，用磁化水对包钢全无氟精矿造球，在包钢162 m²带式焙烧机上进行了球团投笼焙烧试验。试验结果表明，在最佳试验条件下。与普通水造球相比，球团矿抗压强度及还原度分别提高45．6％和28．5％，还原体积膨胀率降低21．6％。

关键词 磁化水 投笼试验 球团矿冶金性能

1  前  言 

近年来，随着磁化水机理研究的深入，它在工业上得到了越来越广泛的应用，取得了明显的效益。有鉴于此，我们利用经磁场处理后水分子直径减小、活性增大、表面张力降低、润湿性增强等特点，在包钢烧结厂试验室中对目前生产所用的粒度较粗、成球性能较差的全无氟精矿进行磁化水造球，并在包钢162 m²带式焙烧机上进行了投笼焙烧试验，以揭示磁化水造球对球团矿强度、还原性、还原膨胀性等冶金性能的影响，寻求改善球团矿冶金性能经济而有效的方法。

  试验分两步进行。第一步，通过对生球强度的正交试验，确定了影响磁化水造球效果的主要因素及适宜的磁化水造球条件；第二步则在适宜的磁化水造球条件下，对混合料成球性能、还原度、还原体积膨胀率进行了磁化水与普通水的正交对比试验，揭示了磁化水造球对成品球团矿冶金性能的影响。

2适宜磁化水造球条件的确定

2．1试验方法

  确定了4个可能影响磁化水造球效果的因素：磁化器结构A；水的磁化流速B；混合料磁化水含量C；及膨润土加入量E。就其对生球抗压强度与落下强度的影响进行了4水平正交试验，以确定影响生球强度的主要因素与适宜的磁化水造球条件，各因素的选取水平见表l。试验还将4个水平随机组合，就磁化水与普通水造球对生球强度的影响进行了对比，并将生球强度作为衡量磁化水造球效果的标志。试验全部采用经过干燥的全无氟精矿，其化学成分与粒度组成见表2。具体造球工艺及磁化器结构设计见文献。

2．2试验结果分析

2．2．1磁化水与普通水造球对生球强度的影响

    表3为磁化水造球对生球强度影响的试验结果。可见在各种试验条件下，用磁化水造球均可使生球抗压强度与落下强度有所提高。用磁化水造球时，混合料能够均匀吸附水分，颗粒间的毛细作用变得强而均匀，生球强度得以改善。由于水的磁化处理效果与磁化器结构和水的磁化流速密切相关，因而生球强度的增大幅度取决于具体的试验条件。

2．2．2影响磁化水造球效果的主要因素

    表4为磁化水造球对生球强度影响的正交试验结果。经极差分析可知：影响生球抗压与落下强度的主要因素皆为水的磁化流速与磁化器结构。其原因在于水的磁化效果直接取决于此两因素。在一定的磁化流速下，具有较高中心磁场强度的二次与三次反向磁化器A₃、A₄的磁化效果较好，但相同磁场强度的磁化器A₄的磁化效果要略优于A₃。当水的磁化流速为B₂～B₃，即15～30 cm／s时，生球具有较高的抗压强度与落下强度，所以水的最佳磁化流速应在此范围内。

2．2．3适宜磁化水造球条件

  极差分析表明，用磁化水造球时，膨润土的最佳用量为1．0％(E₁)，加入量过多，生球强度反而会降低。这是由于润湿性能强的磁化水将促使膨润土的吸水能力进一步增大，强化了膨润土的造球作用。但膨润土用量过多，会吸入较多的磁化水而使体积膨胀增大，毛细水迁移速度降低，反而使成球速度减慢。以0．12％KLP(E₂)粘结剂代替膨润土造球，可显著提高生球落下强度，但由于加粘结剂的研究次数较少，关于粘结剂对磁化水造球效果的影响还有待进一步研究。   

  磁化水造球时，混合料水分含量对生球强度的影响较小，但将混合料水分控制在8．0％(C₂)以下，使造球过程加入较多的磁化水，可使生球抗压强度有所提高。

  综上所述，适宜的造球条件为：磁化器结构为A₃与A₄，水的磁化流速为B₂一B₃，膨润土用量E1，混合料水分含量C₁～C₂，在此条件下，生球抗压强度最大可达1．1×9．8 N／个，比普通水造球提高24．58％；落下强度最大值为4．2次，此普通水造球提高16．67％。

3  磁化水造球对球团矿冶金性能的影响

3．1对混合料成球性的影响

    在适宜的造球条件下，就磁化器结构A、磁化水流速B、添加剂类型E三个因素对混合料成球性能的影响进行了两水平正交对比试验。混合料水分均为11％，将其置于圆盘造球机内，转动3 min，取出筛分。试验结果列于表5，试验用各粒级的加权平均直径d判别混合料的成球性能。与普通水相比，磁化水能显著提高混合料的成球性能，加0．12％KLP粘结剂时，混合料的成球性能远优于加1．0％膨润土的情况。极差分析表明，在最佳试验条件下，平均直径可达4．54 mm，比普通水造球提高44．13％。

3．2磁化水造球对球团矿冶金性能的影响

  在适宜磁化水造球条件下，采用磁化效果较佳的三次反向磁化器A。，就其他三个因素B、C、E对成品球团矿抗压强度、还原性及还原膨胀性能的影响进行了两水平正交试验。先在烧结厂试验室的圆盘造球机上将混合料造球，然后在球团车间162 m²带式焙烧机上对造好的生球进行投笼焙烧，测定其抗压强度、还原度、还原体积膨胀率。还原性的测定是将直径l0～12 mm的球团矿置于还原炉内，通入一定成分的还原气体，用减重法测定，通过测定还原前后的体积变化来计算体积膨胀率。

    表6为球团矿冶金性能的正交试验结果。可见，磁化水造球可使球团矿抗压强度、还原性及还原膨胀性能都得到相应改善。极差分析表明：球团矿抗压强度的最佳试验条件为B₃ C₂E₁，最大抗压强度达268×9．8 N／个，比普通球团矿提高45．6％。还原度与还原膨胀率的最佳试验条件均为B₃C₁ E_l，最大还原度为30．2％，比普通水造球提高28．5％，最小还原体积膨胀率为9．1％，比普通水造球低21．6％。

    磁化水造球使球团矿冶金性能得以改善的主要原因在于其活性及润湿性能，造球时，混合料吸附水较均匀，生球颗粒间的毛细作用力变得强而均匀，焙烧时生球破碎率低，料层透气性增大，焙烧均匀，从而使成品球团矿抗压强度明显提高。同时，由于造球时颗粒间毛细管分布均匀，焙烧后得到的球团矿内部微气孔分布均匀，球团矿还原度升高。

4  结  语

    1)磁化水造球是改善球团矿冶金性能的经济而有效的方法。用磁化水对包钢粒度较粗的全无氟精矿造球，球团矿抗压强度、还原度及还原膨胀率的最佳值分别可达268×9．8N／个、30．2％和9．1％。

    2)影响磁化水造球效果的主要因素为水的磁化流速与磁化器结构。适宜的磁化水造球条件为：采用具有较高中心磁场强度的二次或三次反向磁化器，控制水的磁化流速为15～30 cm／s，最佳膨润土加入量为1．0％左右。

  3)加入0．12％KLP粘结剂，虽可使混合料成球性能及生球落下强度显著提高，但球团矿抗压强度、还原性及还原膨胀性能却不及加1．0％膨润土的情况。

罗果萍 张学锋 那树人

    (包头钢铁学院)

周启贤 于伟山 王津平

    (包钢烧结厂)