在高炉矿渣中氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝占重量的90%以上。高炉矿渣中的各种氧化物成分以各种形式的硅酸盐矿物形式存在,因为炼铁过程中靠氧化钙和二氧化硅,而氧化钙主要分解石灰石获得,要消耗大量热能并产生二氧化碳,不会过多投放,很少产生游离氧化钙。广西优质高硫球团粉高炉炼出的铁称为生铁,一般含2-4.5%的碳,所以生铁实际上是一种铁碳合金。铁和钢的区别在于含碳量的不同,铁继续冶炼,形成钢。优质高硫球团粉加工炼好钢首要是炼好渣,所有炼钢任务几乎都和熔渣有关。造渣主要目的是,去除钢中的有害元素P、S,炼钢熔渣覆盖在钢液表面,保护钢液不要过度氧化,不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损,吸收上浮的夹杂物及反应产物,保证碳氧反应顺利进行,减少炉衬蚀损。
广西优质高硫球团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。优质高硫球团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。
广西优质高硫球团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。优质高硫球团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。
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。优质高硫球团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。广西优质高硫球团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。
广西优质高硫球团粉铁水含碳量高,有利于造成局部还原性气氛,促进硅向氧化硅转化进而挥发,而氧化铁、氧化硅能促进氧化钙的分解,球内含碳,增加了体系碳浓度,能促进一氧化碳的生成,有利于营造局部还原性气氛。因此,将含铁固废、含碳固废和石灰石混合压球,既能促进硅的挥发,又能多产煤气且分解后的氧化钙弥补了重力灰碱度低的缺点。优质高硫球团粉加工设想将目前新型压球模式稍加改变,降低氧化铁皮和OG泥的份额,将氧化铁皮、高炉重力灰和石灰石粉一起要去用于转炉或电炉。也可用石灰窑生产过程中产生的石灰除尘灰与氧化铁皮和高炉重力灰一起要去。这类球团虽然铁含量低一些,但氧化钙含量高,不发热或少量发热,不易裂,白色固废有一定粘性,助于造球使用。