论文部分内容阅读
转炉生产过程中产生的大量粉尘,因其TFe及碱性氧化物含量高,可作为二次资源生产冷固球团返回转炉,当作炼钢过程中的氧化剂、化渣剂、调温剂加以利用。目前采用添加粘结剂压球工艺生产的冷固球团,因除尘灰中存在的?-CaO消解膨胀易出现粉化开裂,因此大多数粘结剂在使用前需要对除尘灰原料进行预消解再进行造球,而MgCl2基粘结剂在使用时无需消解即可生产高强度的球团,这无疑是更经济简化的方法,但对其影响球团强度和粉化机理的研究鲜有报道。因此,本文针对MgCl2基粘结剂在转炉干法除尘灰冷固球团中的作用机理进行了研究。本文首先研究了MgCl2基粘结剂提高冷固球团强度的作用机理。其机理主要分为两点:第一点是MgCl2基粘结剂中的MgCl2与MgO发生水化反应,形成气硬性胶凝材料产生粘结力,第二点是MgCl2基粘结剂的潮解性加快了Fe2+向Fe3+的转变,使球团发生氧化形成新相固结,其中气硬性胶凝材料产生的粘结力为主要作用力,这两种粘结力的共同作用,使球团具有高强度。氧化铁皮在球团中不仅能实现新相固结作用,同时起骨架的物理作用也是保证球团强度的关键,调节除尘灰、MgO和氧化铁皮的配比,可使球团强度提高,(1)氧化铁皮含量为015%,Fe价态的转变是球团强度提高的限制性环节,增加氧化铁皮含量可提高球团强度;(2)氧化铁皮含量>15%,球团强度提高的限制性环节为水化反应,可通过增加MgO含量提高球团强度。MgCl2基粘结剂成球强度实验表明,压制的转炉干法除尘灰冷固球团生球强度高,生球含水率<5.5%,养护48h后干球强度可达800N以上,干球含水率<3.5%,球团养护过程中未出现粉化开裂现象。转炉干法除尘灰冷固球团粉化的原因,是冷固球团生球中高的水分在其内部发生消解反应,造成球团内部膨胀应力大于固结力所致,生球中低的水分及球团高的强度是控制球团粉化的关键。使用水玻璃、腐植酸钠有机及无机粘结剂压制的冷固球团生球含水率高(>7%),球团放置过程中出现粉化;而以MgCl2基粘结剂制造的冷固球团因水化反应消耗了自由水,生球含水率<5.5%且球团不粉化,并随养护时间增加球团强度增加。通过冷固球团的热重-差热分析可知,MgCl2基粘结剂在冷固球团中未完全反应,反应率较低,可通过提高MgCl2基粘结剂反应率的方式降低其使用量。在此基础上开发出新型粘结剂M(主要成分为3%MgCl2基粘结剂+1%分散剂D),可降低25%的MgCl2基粘结剂用量。