Исследование механизма кольцевообразования окатышей магниевого флюса во вращающейся печи

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2397 (2023) Цитировать эту статью

301 доступ

1 Цитаты

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье была опубликована 28 февраля 2023 г.

Эта статья обновлена

Формирование колец было ключевой проблемой при производстве окатышей магниевого флюса во вращающихся печах, что серьезно ограничивало эффективность производства. Сырьем для изготовления кольца служили гранулированный порошок и флюс. На основании этого были исследованы прочность связи, поведение при плавлении и микроструктура гранулированного порошка и его смеси с флюсом. Проанализировано влияние основности (R = CaO/SiO2) на кольцевое поведение порошка окатышей и выяснен механизм образования колец окатышей магниевого флюса. Результаты показали, что из порошка кислых гранул нелегко образовать кольца из-за более низкой прочности сцепления брикетов. Из-за изменений в процессе соединения после смешивания флюса порошок магниевого флюса образовывал жидкую фазу феррита и силиката с более низкой температурой плавления, что способствовало диффузии и рекристаллизации гематита и повышению прочности брикетов на сжатие, а затем, наконец, привело к образованию колец. Кроме того, необходимо контролировать температуру обжига ниже 1200 °С, что является необходимым условием для того, чтобы порошок гранул магниевого флюса образовал начальное кольцо, которое легко разрушить.

В результате двойных мер по решительному сокращению избыточных промышленных мощностей и обновлению окружающей среды сталелитейная промышленность Китая оказалась под давлением структурной перестройки и модернизации1, что вынудило металлургические предприятия встать на чистый, эффективный и высококачественный путь развития. Окатыши магниевого флюса стали высококачественным и эффективным сырьем для доменной печи с высоким качеством, низким энергопотреблением и защитой окружающей среды2,3,4. Согласно статистике, по сравнению с процессом агломерации, выбросы CO2, SO2 и NOx, образующиеся при производстве тонн продукции в процессе окомкования, были снижены соответственно на 75%, 53% и 16%, а потребление энергии в процессе окомкования сократилось на 11,9%5,6. . Таким образом, процесс гранулирования был более экологически чистым, чем процесс спекания.

Процессы производства пеллет в основном включали шахтную печь, ленточную обжарочную машину и решетчатую вращающуюся печь7,8,9. Колосниковая вращающаяся печь была совместима с различными видами топлива для отопления10. Кроме того, Китай богат запасами угля, на долю которого приходится около 60% общего производства окатышей11. Процесс с решетчатой ​​вращающейся печью занял основное место в производстве пеллет в Китае. Однако процесс вращающейся печи может легко образовывать кольца при производстве окатышей. Особенно в процессе производства таблеток магниевого флюса кольца часто образовывались за короткий цикл, что серьезно ограничивало процесс промышленного производства таблеток магниевого флюса.

В настоящее время имеется мало сообщений о поведении роста и механизме формирования кольца, образованного магнезиальными офлюсованными окатышами во вращающейся печи, в основном основное внимание уделяется реакции между кислотными окатышами, офлюсованными окатышами и углем и угольной золой во вращающейся печи12,13. 14. Предыдущие исследования показали, что кольцо вращающейся печи при производстве окатышей из гематита в основном происходит из предварительно нагретого порошка окатышей и угольной золы 15,16. Предыдущие исследователи показали, что чистому порошку окатышей трудно сформировать кольцо из-за недостаточной рекристаллизации Fe2O3 во вращающейся печи, но угольная зола может усилить прочность связи, что затрудняет разрушение первоначального кольца, образованного смешанным порошком17,18. , 19. Сефидари и др. изучили влияние добавления биомассы в уголь на образование колец во вращающейся печи и установили связь между тенденцией образования колец и вязкостью плавления золы20. Механизм образования кольца при низкой температуре заключается главным образом в том, что несгоревший угольный порошок восстанавливает гематит до FeO и реагирует с угольной золой с образованием силикатной фазы с низкой температурой плавления, которая образует жидкую фазу при низкой температуре и способствует слипанию частиц гематита; Механизм образования кольца при высокой температуре заключается в основном в кристаллизации и диффузии гематита, а жидкая фаза играет второстепенную роль в формировании кольца17,20,21.