山东专业酸性球团矿粉取一定量的原矿配入20%的褐煤,适量的水以及不同种类的粘结剂进行压球实验。实验表明,粘结剂在冷固球团中起着重要作用,它能在常温或特定条件下在球团内部发生一系列物理化学变化,从而起到粘结作用,提高球团强度。试验所用粘结剂包括无机粘结剂和有机粘结剂两类。专业酸性球团矿粉加工不同粘结剂的球团干球抗压强度差别较大,但在高温配烧过程中强度变化趋势基本一致,在焙烧初期0-2min时球团抗压强度降低。2-4min时球团抗压强度变化速度减缓,4-8min时球团强度又逐渐升高。从单一粘结剂试验中发现不同的粘结剂对提高湿球和干球的落下和抗压强度有不同效果,为此考虑使用复合粘结剂,利用各种粘结剂优点。
熔融还原理论和生产实践上,能耗和成本比高炉高。山东专业酸性球团矿粉高炉有热风炉,熔融还原设施没有热风炉。高炉炼铁所需的能源有78%来自焦炭和煤粉的燃烧,有19%来自热风,3%是炉料化学反应热。热风炉热量是依靠燃烧高炉煤气获得的。热风炉的热效率在80%以上。所以高炉是高效的炼铁设施。专业酸性球团矿粉加工熔融还原设施没有热风炉,其产生的煤用于发电。煤气发电,能源利用小于45%,是工序能耗比高炉高的主要原因。
山东专业酸性球团矿粉熔融热解处理过程将有机固废热解和金属氧化物的还原及金属与炉渣熔融相结合,在固废处理领域应用先例,熔融热解过程中有机固废彻底分解,金属氧化物终形成铁水和炉渣。熔融处理的废物类型主要包括含铁废物、含碳废物、含熔剂废物及部分有机废物,主要有渣钢、含铁尘泥(包括烧结、炼铁、炼钢及轧钢系统收集的除尘灰和连铸氧化铁皮等)、转炉渣、劣质金属化球团、劣质废钢等一般固废。专业酸性球团矿粉加工部分物料进入熔融炉前需要进行预处理,根据不同固废的类型采用不同工艺、粉尘、污泥等粉料经过配料、混合、造球,干燥之后进行预还原成为有一定强度的金属化球团或直接添加球团粘合剂压球固结,形成一定强度后进行熔融处理。钢渣等经过破碎后直接加入熔融炉。
专业酸性球团矿粉加工对高炉使用金属化炉料要结合能源来源。理论上,高炉使用金属化炉料生产,每提高金属化率1%,可降低燃料比0.5-.06%。这里包括直接还原铁、金属化球团和烧结矿等。但生产直接还原铁、金属化球团矿和烧结矿消耗能量,如果利用钢铁联合企业内部的二次能源生产出来的这些产品,炼铁系统的能耗会得到降低。若利用外来能源生产这些产品,再加上高炉炼铁的能耗,炼铁系统的能耗和成本就会上升。欧美部分高炉生产实践已经得到证实。专业酸性球团矿粉加工直接还原铁所用原料含铁品味要求:赤铁矿>66.5%,磁铁矿>67.5%,有害杂质含量少。我国高品位铁矿少、天然气资源不足,不适宜大力发展直接还原铁生产。