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氧化球团还原过程强度变化及机理研究

球团矿是重要的竖炉冶炼原料,有粒度均匀、强度高、炉内透气性好、适应性广泛等特点,竖炉冶炼中适当提高球团矿的比例,可以改善料柱的透气性,提高冶炼强度。但是由于氧化球团矿在还原的中间强度下降,引起球团粉化,对生产产生严重影响。

球团的强度与球团内部结构的变化相关,在高温还原中,引起球团强度变化的原因主要来源两方面:一是铁氧化物还原产生的相变应力,认为含铁矿物相变将引起体积的膨胀或收缩,从而在球团内部产生应力。二是高温产生的热应力,球团受热后,表层温度高于中心温度。表层向外膨胀,球团内部产生拉应力,当产生的拉应力大于球团抗拉强度时,球团内部将出现裂纹。

当还原1min时球团有较为明显的疏松现象,颗粒之间的空隙,裂缝增多、增大、颗粒之间粘结不再紧密,这一现象可能是造成还原1min球团强度骤降的原因之一。根据还原过程中孔隙率的变化,可判断,随着外层致密金属铁的生成,对球团强度有着重要影响的结构疏松也会随还原的进行逐渐向内转移。

球团由空隙和矿物颗粒共同组成,在研究空隙变化对强度影响的同时有必要考查球团内颗粒的显微硬度与还原之间的关系。影响球团强度的颗粒硬度薄弱区也随着还原过程中的推进进而逐渐向内转移。

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