河北宣化正樸鐵業(yè)有限責任公司

　　一、生產(chǎn)熔劑性球團添加CaO還是CaO3？

　　首先，CaO或CaO3是作為干燥組分添加到物料中的。如果作為干燥組分，CaO與濕精礦接觸可生成CaOH，由于CaOH的膠體特性，又可起到粘結(jié)作用。但是，CaOH在540℃時即分解成CaO和H2O,如果分解過快，水蒸氣會破壞球團結(jié)構(gòu)。混合料中添加CaO3，即石灰粉，CaO3在920℃以上分解，理論上這將加速球團的脫碳作用，提高球團處理過程的產(chǎn)率。如果鐵物料SiO2含量小于2%，生產(chǎn)R2小于1的球團，不論添加CaO，還是CaO3都不會對球團生產(chǎn)造成影響。

　　中國產(chǎn)的鐵粉，其SiO2含量普遍在4%左右，還以生產(chǎn)R2為1的球團為例，如果添加CaO，其生成CaOH在焙燒中釋放水蒸氣量會增加，對球團的破壞力也會增加；如果添加CaO3，由于其分解時吸收熱量，反而會使產(chǎn)率降低。

　　在CaOH脫水前，打通水蒸氣溢出的通道，球團就會免遭其破壞。這是我們的專有技術(shù)。

　　二、生產(chǎn)熔劑性球團，為什么要強調(diào)MgO的添加？

　　添加CaO，其主要目的是為了改善球團礦的冶金性能，熔劑性球團在高爐還原時，還原度高，但是，含CaO的熔劑性球團，在焙燒時往往難以控制，因為生成的鐵酸鈣化合物熔點低，極易生成液相。當精礦含SiO2高時，要想生產(chǎn)熔劑性球團則必須添加較多的CaO。對于焙燒磁鐵礦球團，液相的數(shù)量不僅與CaO的添加量有關(guān)，還與磁鐵礦的氧化程度有關(guān)，如果氧化不充分，則有可能形成CaO-FeO- SiO2的固溶體。FeO ?CaO ? SiO2與2FeO ?SiO2的熔化溫度比較接近，在橄欖石中，在一定范圍內(nèi)增加CaO的含量，使得熔化溫度有所降低，它最低熔化溫度為1117℃，這就使得生產(chǎn)上難以控制。

　　含CaO的熔劑性球團冶煉時，雖然還原度高，但其熔化和軟化溫度低，實踐證明，含MgO的熔劑性球團礦有以下特點：

　　1、有較高的還原度；2、有較高的軟化和熔融溫度；3、降低煉鐵焦比；4、提高高爐產(chǎn)量；5、球團有磁性，降低膨脹率。

　　MgO熔劑性球團礦，其礦相組成為赤鐵礦（部分磁鐵礦），鐵酸鈣、鐵酸鎂和渣相，各相存在隨堿度、MgO含量及焙燒溫度而變化。

　　三、生產(chǎn)熔劑性球團SiO2控制在多少量為宜？

　　當精礦中含SiO2較多時，生產(chǎn)熔劑性球團，則出現(xiàn)硅酸鈣體系（CaO- SiO2）化合物。雖然CaO與SiO2的親合力大，但CaO和SiO2被氧化鐵隔開，故首先形成鐵酸鈣，當出現(xiàn)CaO-Fe2O3熔體后，由于表面張力作用，熔體流過孔隙，在熔體與二氧化硅接觸時，二氧化硅進入熔體，并形成化學性質(zhì)穩(wěn)定的硅酸鈣，而使Fe2O3析出。

　　硅酸鈣體系化合物熔點高，不會使球團過融，但是它與鐵酸鈣之間可能形成低熔點化合物，如2CaO?SiO2-CaO ?Fe2O3-CaO ?2Fe2O3形成的低共熔點為1192℃。其中2CaO? SiO2的熔化溫度量為2130℃，但它固相反應(yīng)開始溫度低，而且是最初形成產(chǎn)物，故對球團強度影響較大。

　　當在球團中添加白云石時，就會形成CaO-MgO-SiO2體系，其最低熔點為1300℃。由于CaO-MgO和SiO2之間缺乏接觸，因而首先發(fā)生反應(yīng)是在CaO和Fe2O3之間，以及MgO和Fe2O3之間的固相反應(yīng)。最初出現(xiàn)的液相是鐵酸鈣，根據(jù)CaO-MgO- Fe2O3相圖，鐵酸鈣對于MgO無可融性，只有在鈣-鐵硅酸鹽形成之后，MgO才有可能進入渣相。這樣，僅僅只有在焙燒后期，MgO才有可能進入硅酸鹽渣相。在球團焙燒固結(jié)時，MgO可能進入渣相，也可能進入氧化鐵顆粒，或殘留下來。MgO進入渣相或進入氧化鐵中都能夠提高球團的熔點和改善還原性。

　　由上可知，國外熔劑性球團生產(chǎn)將鐵粉中的SiO2含量控制在2%以內(nèi)，是避免形成由FeO氧化不充分形成低溫粘合物，影響球團的正常生產(chǎn)，同時，也避免硅酸鈣的形成，影響球團的最終強度。我們生產(chǎn)熔劑性球團能將鐵粉含SiO2放寬到5%，一是改變焙燒氣氛，二是提高MgO含量，改善球團冶金性能。

　　如果鐵粉中SiO2大于5%，建議生產(chǎn)R2低于0.5的半自熔球團礦，通過增加球團的孔隙率（＞25%）來提高球團還原度，這個問題可另章說明。

　　四、為什么要做單球多堿度設(shè)計？

　　傳統(tǒng)意義的球團均為單球單堿度，而復(fù)合熔劑性球團的設(shè)計理念為通過N次成球生產(chǎn)單球多堿度的球團礦。其目的是：1、通過控制鐵酸鹽等粘合物的分布避免球團礦在燒成過程中粘結(jié)；2、減少破壞球團最終強度硅酸鹽的形成；3、通過設(shè)計球團礦的還原機理來穩(wěn)定其還原度。

　　如果是舊有焙燒設(shè)備改造，建議生產(chǎn)單球雙堿度的球團，即在完成第一次成球后，在球團的表面外裹一層堿性物質(zhì)，此工藝可提高球團礦堿度0.15左右，外裹料的量以其在高爐下降過程中不脫落為宜。其礦相圖中可以看到，球團的結(jié)構(gòu)從外至內(nèi)為單質(zhì)CaO或MgO，質(zhì)密的鐵酸鹽物質(zhì)及以Fe2O3再結(jié)晶為主的礦相。從相圖中看到，其孔隙為張口，連通，這就使還原劑很容易到達球團內(nèi)部完成還原。另外，外裹的堿性物質(zhì)，保證了與煤氣中硫成分的接觸時是均勻、快速的，這就提高了球團的脫硫能力，我們稱之為高爐脫硫分子篩。所以，在實踐中，生產(chǎn)煉鋼鐵，渣中的R2控制在0.85左右即可。

　　如果是新上設(shè)備，可考慮單球多堿度設(shè)計因為涉及公司商業(yè)秘密，在此不做深述。

　　五、生產(chǎn)熔劑性球團其燒成溫度是多少？

　　這是一個敏感問題，其一，燒成溫度波動范圍不能大于±30℃，最好控制在20℃之間，其二，熔劑性球團的燒成溫度是各家的秘密，不愿公布。其燒成溫度應(yīng)控制在1200℃-1250℃之間，對最終確定溫度應(yīng)考慮以下因素：

　　1)球團的含Si量。Si是造成粘結(jié)問題的主要物質(zhì)。

　　2)MgO含量。MgO的存在是提高球團熔滴性的主要因素，理論上，MgO只要有5%進入鐵相，即可穩(wěn)定磁性礦相。MgO轉(zhuǎn)移溫度需要1300℃。

　　3)燒成溫度要盡量減少玻璃相的形成。

　　目前，中國焙燒設(shè)備，由于燃料的不同，溫度控制均不理想，如果是生產(chǎn)熔劑性球團，還須溫控設(shè)備廠家努力。

　　六、理想的熔劑性球團礦其礦相組成是什么？

　　理想的熔劑性球團礦其結(jié)構(gòu)類同雞蛋，需要三次成球。

　　其核心是直徑小于6mm，二元堿度大于2.0倍，礦相是發(fā)育完全的鐵酸鈣系列。

　　核心的外環(huán)厚度為6mm，也即第二次成球，球徑不大于18mm，其二元堿度設(shè)計為0.3倍或者0.8倍，MgO含量大于2.5。主礦相為Fe2O3再結(jié)晶及鎂鐵礦。

　　第三次成球，其外裹石灰石粉，其焙燒后的礦相為鐵酸鈣過渡到單質(zhì)CaO。

　　總體上，球團的二元堿大于1.2倍，MgO含量大于2.5%，其磁鐵礦相大于20%。

　　七、100%使用球團礦冶煉為什么可以減少高爐冶煉用風量？其意義是什么？

　　當前，中國的高爐的爐料結(jié)構(gòu)造成爐料在高爐內(nèi)的軟熔帶分布寬，這是造成煉鐵用風量大，風壓高的主要原因。如果是100%使用含Mg熔劑性球團礦冶煉，其軟熔帶寬度窄、位置低，稀釋度好，高爐鼓風量必然減少，風機電能消耗同步下降，這已為我們實踐所證明，關(guān)于這個問題，我們有專篇闡述，不再贅述。