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2023
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08
高炉螺旋压球的适用性（2）
关键词:
来源：公司内部
3. 结果
3.1. 强度测试
对七个长度为 67-81 mm的压块样品进行了抗碎强度测试。如表4所示，正常状态下的平均压碎强度为24.64 kg/cm。机械跌落强度试验所用的压块在试验后进行了筛分，98.5%的压块尺寸大于5mm。经过 25、50、100 和 200 转（定义为尺寸超过 5 毫米的部分）检验的压块碎片的耐磨强度分别为 93%、89%、80% 和 64%。耐磨强度测试结果见表5。
表 4. 机械破碎强度测试结果的平均值 (AVG) 和标准偏差 (SD)
| 长度 (mm) | 受力 (kg) | 强度 (kg/cm) | 强度 (kg/cm2) | |
|---|---|---|---|---|
| 77.0 | 183.0 | 23.8 | 196.3 | |
| 81.0 | 192.0 | 23.7 | 195.4 | |
| 75.0 | 184.0 | 24.5 | 202.1 | |
| 68.0 | 170.0 | 25.0 | 206.2 | |
| 73.0 | 189.0 | 25.9 | 213.6 | |
| 73.0 | 198.0 | 27.1 | 223.5 | |
| 67.0 | 151.0 | 22.5 | 185.6 | |
| AVG | 73.4 | 181.0 | 24.6 | 203.2 |
| SD | 4.9 | 15.9 | 1.5 | 12.6 |
表 5. 在旋转滚筒中进行的磨损强度测试的结果
| 转数 | 成分 (%) | |
|---|---|---|
| >5 mm | >0.5 mm | |
| 25 | 93 | 95 |
| 50 | 89 | 90 |
| 100 | 80 | 82 |
| 200 | 64 | 69 |
3.2. 螺旋压块的还原实验
实验 A-F 期间出现的相对重量损失如图 7 所示。实验 A-D 和 F 期间螺旋压块和参考压块的膨胀如图 8 所示。
图 7. 螺旋挤压压块（实验 A-D）、球团（实验 E）和参考压块（实验 F）的重量损失 (%)
图 8. 螺旋压块（实验 A-D）和参考压块（实验 F）的膨胀 (%)
根据图 7 和图 8，在实验 A 和 B 期间，螺旋压块的重量损失似乎最为显着，参考压块更易膨胀。TGA 数据提供了有关质量损失发生时间的更详细信息。每个实验的重量随时间变化的曲线以及温度曲线如图 9 所示。
图 9. 在螺旋压块（实验 A-D）、球团（实验 E）和参考压块（实验 F）的还原实验中，随时间变化的重量变化 (%) 曲线
3.2.1. 不间断还原实验
在不间断的实验中（实验A和B），下面详细介绍了所有还原阶段。 作为实验中的最后一个化学反应，根据式（3），方铁矿被还原为金属铁。
从图 7 中可以看出，实验 A 和 B 的相对重量损失几乎相等：分别为 37.0% 和 35.9%。 图 9 中所示的螺旋压块的重量损失曲线几乎完全重叠。由此可以得出结论，尽管在40 分钟等温期期间重量略有下降，但是对重量变化的影响不大。因此，可以认为煤块中含有的铁完全被还原（RD = 100%），其余的重量损失是由于煤气化造成的。
在约1000℃时，在还原管盖的玻璃上和样品篮的杆上观察到白色物质沉淀。这显然是锌的排泄。如上所述，锌的沸点很低，仅为 908 °C，其循环行为在高炉工艺中是一个令人讨厌的问题。锌很可能以化合物的形式存在，如氧化锌（ZnO）。在使用的样品中，只有锌含量为 0.17 wt.-% 的螺旋压块才会出现这种现象。其他样品中的锌含量要低得多。锌可能以化合物的形式存在，例如氧化锌 (ZnO)。 在所使用的样品中，这种现象仅发生在锌含量为 0.17 wt.-% 的螺旋压块的情况下。 其他样品中的锌含量明显较低。
压块的膨胀很轻微，肉眼难以察觉，实验 A 和实验 B 的结果分别为 5.8% 和 10.7%。在还原试验过程中，尽管照相机一直在运行，也无法检测到膨胀的发生。由于温度升高，压块并没有膨胀，而是在篮子里滚动。在实验前后对压块样品的外部尺寸进行测量时，观察到了轻微的变化。然而，图 10 中的压块样品在实验 A 和 B 期间显示出相似的开裂行为，表明在 1100 °C 的 40 分钟等温期间没有发生明显的开裂或其他外部变化。
图 10. 在 (a) 实验 B 和 (b) 实验 A（即等温期为 40 分钟的运行）期间螺旋挤压压块样品中形成的裂纹
3.2.2. 间断还原实验
在间断的实验 C 和 D 中，相对重量损失较低：分别为7.5% 和 1.8%。从重量损失来看，这些还原阶段的还原速度非常缓慢，尽管螺旋压块的还原速度快于参照样品。根据公式 (4)，在两次实验中，赤铁矿首先还原成磁铁矿。
在实验C中，根据公式 (5)，磁铁矿还原成了方铁矿。
在实验 C 和 D 期间观察到的膨胀分别约为 1.2% 和 0.5%，非常微小，测量结果的差异可能是由于测量不准确造成的，压块末端的不均匀形状阻碍了测量。除了实验C中的压块轻微变色之外，没有观察到其他肉眼可见的变化。即，由于磁铁矿还原成方铁矿。
3.3. 参考样品的还原实验
在实验E和F中，铁矿石球团和参考球团的相对重量损失分别为13.0%和24.8%。从图 9 可以看出，还原行为与螺旋压块不同。球团在略低于 500 °C 时开始失重，这比其他样品要晚。此时，可以认为赤铁矿还原成磁铁矿。当温度接近 1100 °C 时，球团反应加强。实验 A–D 和 F 开始时发生的重量损失将在第 4 节中进行更详细的讨论。根据实验 E 中的重量损失，利用公式 (1) 和表 2 所示的球团化学分析计算出铁矿石球团的 RD，RD为45.3%。 在球团中未观察到裂纹。
与螺旋压块相比，参考压块在等温期间损失的重量相对较多，但总体重量损失较小。碳含量低于螺旋压块中的碳含量，因此样品显然没有完全还原。重量损失在 950 °C 以上最大。图 11 显示了参考团块的膨胀行为，最显着的膨胀发生在 1000 °C 以上，与螺旋压块的情况相比，膨胀率更高：23.7%，但没有观察到开裂现象。
图 11. 在实验 F 中，参考压块随温度升高而膨胀。
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