
含碳球团的制备:将原矿、内配煤及粘结剂按一定质量分数称重混匀,在添加一定质量分数的水搅拌混匀后,经对辊压球机压制得到含碳球团。优质球团专用粉加工生球强度测定:包括湿球和晾干后球团的落下次数和抗压强度。落下次数为球团自50cm高度落在100mm厚钢板上直至破碎的次数,一般大意4次达到要求,抗压强度是用智能颗粒强度测定仪测定。河南优质球团专用粉直接还原焙烧磁法:在确定球团好的粘结剂后,对球团进行直接还原焙烧,磨矿弱磁选试验。将球团放在石墨钳中,加盖放入已升温至1200℃马弗炉中焙烧不同时间,取出后置入褐煤中确保球团在还原环气氛中降至室温,球团破碎后经两段磨矿磁选,得到直接还原铁产品。
河南优质球团专用粉炼铁时用的铁矿石,主要有赤铁矿石和磁铁矿石,在铁矿石中含有无用的脉石,主要成分是二氧化硅。炼铁时,被还原出的铁在高温下变成液体,温度在1500摄氏度左右,原燃料中的氧化硅、氧化铝等酸性氧化物熔点很高,不可在高炉中熔化。即便有机会组成较低熔点的化合物,其熔化温度仍很高,在高炉中只能形成一些非常粘稠的物质,造成渣、铁部分,难以流动。为了去除这种渣滓,选用石灰石作熔剂,石灰石在高温下分解成氧化钙和二氧化碳。优质球团专用粉加工尽管熔剂中氧化钙和氧化镁自身熔点很高,但能同氧化硅和氧化铝结合成低熔点化合物,在高炉内足以熔化,形成流动性良好的炉渣,按相对密度与铁水分开,氧化钙在高温下与二氧化硅反应生成熔点比铁水温度还低的硅酸钙,与氧化铝生成硅酸钙,打开高炉上的出渣口,。液态硅酸钙先流出去,固成高炉渣,粉磨后形成矿渣粉,应用于混凝土中。
河南优质球团专用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。优质球团专用粉加工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。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。
熔融还原理论和生产实践上,能耗和成本比高炉高。河南优质球团专用粉高炉有热风炉,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。优质球团专用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。