摘要 研究了涟钢混合料润磨对球团过程的影响。试验结果表明，混合料润磨可以提高生球强度，降低膨润土用量，但生球的爆裂温度降低。对成品球质量的影响，则随原料配比不同而不同。

关键词 润磨 球团矿 生球 膨润土 爆裂温度

1  前  言

      涟钢为优化高炉炉料结构，提高经济效益，将两台24m²烧结机改造成两座8m²竖炉，年产酸性氧化球团矿80万t。由于没有固定的原料基地，生产球团矿所用的铁精矿均为外购，所以原料来源广，品种多，物化性能差异大。为使竖炉工艺能适应这种原料供应形势，在流程中设置了混合料润磨序。工目前，球团混合料润磨技术倍受国内球团厂的重视，本试验对涟钢球团混合料润磨进行了深入全面的研究。

2  试验原料的物化性能

    本次试验所用国内铁精矿有广东大顶山矿、福建矿、浙江矿、安庆矿、河南矿、湖北矿和安徽繁昌矿等7种。国外矿有印度精矿和巴西精矿。原料的粒度组成列于表1。

    从表1可看出，福建矿和印度矿的粒度最细，一0．074mm达到90％以上，浙江矿和巴西矿粒度也比较细，一0．074 mm含量均大于80％。只有广东矿和河南矿粒度最粗，一0．074 mm分别为29．15％和39．14％；而且大于0．49 mm粒级的含量也较高，分别为42．75％和31．59％。

     含铁原料的成球性常用成球性指数K来判断。成球性指数综合反映了物料的亲水．性、粒度及粒度组成、物料颗粒形貌及比表面积等特性。涟钢各种含铁原料的成球性指数K列于表2。由表可看出，安庆矿、印度矿和浙江矿比较好，其他矿的成球性指数都较差。成球性按好坏顺序排列如下：安庆矿>印度矿>浙江矿>福建矿>湖北矿>安徽矿>广东矿>巴西矿。巴西矿虽然粒度较细，但亲水性差，巴西矿属镜铁矿，颗粒表面光滑，而广东矿的成球性差主要与它的粒度粗，表面积小有关。总的来说，涟钢所用的铁精矿成球性能都不理想。

3  原料配比及试验方法

3．1原料配比

  本试验根据涟钢的原料供应情况，按表3的配比进行试验。6种配比混合料粒度组成列于表4。从表看出，涟钢混合料的粒度一0．074 mm的粒级除配5外，其余都在75％左右，虽然没有达到造球的要求，但也不算太差，主要是上限太大，大于0．49mm的都在l0％以上，大于0．2 mm的就更多。

3．2研究方法

  本试验的配料和混匀为人工进行。混合料润磨采用Ø500×500 mm的实验室无级调速的润磨机。润磨机转速为35～40 r／min。每次将6 kg混合料一次性倒入润磨机内，润磨到规定时间，将介质和料一起倒出，并筛分分开。

  生球破裂温度采用动态介质法测定。在外壳为Ø650×970 mm竖式管炉中进行。管炉炉膛为Ø65×l 200 mm的不锈钢管，管中装有直径为15 mm的的瓷球，瓷球层高950 mm，干燥用的生球盛在Ø40×180 mm的不锈钢干燥罐内。将干燥罐放入温度恒定的炉膛上部，用风压为14 700 Pa，风量为1．05 m³／min的№0叶氏鼓风机向炉膛内送入室温空气，当空气通过炉膛时与瓷球发生热交换，被加热至恒定的预定的温度。

  具体操作是：取50个Ø10～15 mm生球装入不锈钢罐内，以一定的速度将热介质穿过生球层，生球在炉膛内停留5 min，以生球破裂4％时所承受的最高温度作为破裂温度，在每个给定温度下重复两次试验。

    预热焙烧试验是在卧式管状电炉中进行的，投笼试验在8 m²竖炉上进行。

4试验结果及分析

4．1  不同润磨时间对生球强度的影响

    对球团混合料实施润磨的目的有4个：第一，提高混合料的细度，使混合料粒度及粒度组成趋于合理；第二，通过磨矿，增加矿物的晶格缺陷，以增大矿物的表面活性；第三，使物料在润磨过程中，通过被搓揉、挤压，增大其塑性；第四，使粘结剂与矿粒紧密接触，以增大粘结剂与矿粒之间的附着力，借助这种附着力，使粗颗粒能被包裹进球团内部。图1为2．5％的膨润土用量时，不同润磨时间对配比1生球强度的影响。从图1可以看出，随着润磨时间的延长，落下强度提高非常明显，从4次／0．5 m提高到14．6次／0．5 m。但从图2(润磨时间对混合料粒度的影响)看，混合料润磨前后，一0．074 mm粒级含量的变化不大，润磨12min后，一0．074．mm的含量只增加了3个百分点。相比而言，大于0．49 mm的含量的降低幅度稍大一些，从10．73％降到了4．4％。这说明，对涟钢来说，润磨的磨矿作用不明显，生球强度的大幅度提高是由于润磨提高了物料的活性、塑性及附着力所致。

4．2润磨对膨润土用量的影响

    图3为配比l，混合料润磨与不润磨时，生球强度的对比。由图可知，不管膨润土用量多大，润磨的生球强度都明显高于不润磨的生球强度。在生球的落下强度相当时，润磨后膨润土用量至少可以降低l％。从造球过程来看，润磨后造球机的粘料现象减少，成球速度加快。如果混合料不润磨，膨润土用量低于2．5％时，粗颗粒沉积在盘底的现象加重。

4．3混合料水分对润磨效果的影响

    图4为添加1．5％繁昌膨润土的配比l，润磨6 min的试验结果。图4表明，当混合料水分为4．5％～6．5％时，增加混合料水分对生球强度没有影响。当混合料水分较高时，润磨有利于混合料塑性的提高，生球强度明显增大。但在润磨过程中，发生料包裹磨矿介质的现象较严重，当水分达到7．5％时，大部分钢球被包裹，这也许是由于实试室钢球较小的缘故。

4．4不同配矿比混合料的润磨效果 

  当润磨时间为6 min，繁昌膨润土配比为2．5％，造球时间为15min时，不同配矿比的混合料润磨效果示于图5。不管哪一种配矿比，润磨对提高生球强度都是非常有利的，特别是配比2(用5％河南矿代替5％的安徽矿)，不润磨时，不管是生球的抗压强度还是落下强度都是最低的，而且有大量粗颗粒甩出，球的表面粗糙。润磨后的生球表面较光滑，生球落下强度从2．6次／0．5 m提高到9．4次／0．5 m。

  4．5混合料部分润磨对生球强度的影响

  图6为配比6，添加2．5％繁昌膨润土时，混合料的润磨与不润磨比例对生球强度的影响。随着混合料中润磨部分比例的增加，生球抗压强度的变化不大，但生球落下强度却明显增大。配比6在不润磨时，生球落下强度达3．9次／0．5 m，生产中50％的混合料润磨，生球强度就可以达到要求。

4．6润磨对生球爆裂温度的影响

    润磨对生球爆裂温度的影响，依原料种类的不同而不同，应通过试验确定。从表5可以看出，不管膨润土用量多与少，涟钢混合料润磨6 min后的生球爆裂温度都是降低的。与不润磨相比，爆裂温度降低180—200℃，主要是经润磨后的混合料所制得的生球，其结构变得紧密，增大了水分和蒸汽向外排出的阻力，从而降低了生球的爆裂温度。

    配比l，外加2．5％繁昌膨润土，在风速为1．5 m／s的条件下，不同润磨时间的生球爆裂温度示于图7。从不润磨到润磨6min，生球的爆裂温度降低了200℃左右。再延长润磨时间，生球爆裂温度的变化不大。

    图8为配2．5％繁昌膨润土，配比6混合料部分润磨后制得的生球，在风速为1．0m／s条件下的爆裂温度。随着混合料润磨比例的增大，生球爆裂温度是降低的。不润磨的生球爆裂温度为780℃，比100％润磨高300℃。混合料润磨比例降到70％时，爆裂温度降低100℃。30％的混合料润磨，爆裂温度降低不多，仅50 ℃。

4．7混合料润磨对球团矿强度的影响

    混合料润磨对球团矿强度的影响以往未见报道。从涟钢的球团矿强度看，原料不同，其结果也不同。表6列出了两组配比球团矿的强度。第一组为配比l，与第二组(配比6)相比，没有配巴西矿和安庆矿，润磨的焙烧球团矿强度比不润磨的球团矿强度要高456 N／个。配比6的润磨球团矿反而比不润磨的低20 N／个。由此可看出，润磨对焙烧球团矿强度的影响要视原料情况而定。

    配比6在8m²工业生产竖炉上进行了投笼试验。在相同工艺条件下，混合料润磨与不润磨相比，润磨的球团矿强度为3 850N／个，不润磨时，球团矿抗压强度为4 570N／个，两者相比，不润磨的高720 N／个。另外球团矿强度的均匀性也不同，润磨的球团矿中，低于2 500 N／个的球占15％，而不润磨的只有1．7％。这可能与生球爆裂温度降低有关，因为润磨后，部分球团矿表面出现裂纹，它们的平均抗压强度为2 454 N／个，这与实验室焙烧试验结果是一致的。

5  结  论

    1)涟钢球团原料品种多，物化性能差异大，成球性能不理想。混合料润磨能大幅度提高生球落下强度，降低膨润土用量。

  2)混合料润磨，将降低涟钢生球的爆裂温度，随着}昆合料润磨比例的提高，生球爆裂温度降低幅度增大，当混合料100％润磨时，爆裂温度降低180—200℃。

    3)混合料润磨对成品球强度的影响视原料配比而定，它可以提高配比1球团矿的强度，但配比6的球团矿的强度却有所降低。

                                                        (中南大学)    (涟源钢铁公司)