摘要
作为高炉炉料，熔剂性球团矿比烧结矿具有更好的冶金性能、生产过程中污染较小等优点，因此，高炉生产通过提高球团的入炉比例、改善球团矿冶金性能，可以实现原料制备过程和高炉冶炼过程的减排。同时，全国钢铁行业在“双碳”政策的指引下，将氢冶金作为当前绿色冶金技术的主要研究目标。国内学者在熔剂性球团矿还原动力学方面进行了大量研究，但对于富氢冶炼情况下熔剂性球团的微观角度的还原行为却少有研究。因此，本文开展富氢条件下熔剂性球团的还原行为及微观结构演变规律的研究工作，得到的主要结论如下: (1)在熔剂性氧化球团制备过程中，当熔剂性球团碱度为1.0、w(MgO)％=2.2％、焙烧时间30 min,氧化焙烧温度为1250℃时，其生球抗压强度、落下次数及熟球抗压强度最优。在熔剂性球团焙烧过程中，随着w(MgO)％升高，渣相熔点升高，矿相结构稳定;w(MgO)％过高导致球团内液相不足，Fe2O3再结晶量减少，使球团强度降低。碱度升高，低熔点铁酸钙液相增多，使得Fe2O3晶粒间的连结增强，球团结构更加稳定。 (2)在熔剂性球团的制备过程中，当碱度升高时铁酸一钙和铁酸半钙的形成量逐渐增加，硅酸铁相逐步转化为钙基橄榄石相，其Fe2O3再结晶增强，适当碱度能够有效的增加球团的冶金性能指标;但当碱度超过0.9时，铁酸钙液相大量生成，Fe2O3再结晶量减少，因此，碱度过高，抑制了球团的冶金性能。w(MgO)％提高，Fe3O4和铁酸镁的生成量明显上升，部分MgO与Fe3O4互溶生成含镁磁铁矿，铁酸钙、铁酸半钙及Fe2O3生成量逐渐降低，液相生成量减少，稳定了矿相结构，适当的w(MgO)％能够提高球团的冶金性能。 (3)还原气氛中H2含量为30％时，熔剂性球团RDI+3.15为95.56％,还原膨胀率为11.18％。在20％CO+10％CO2+2％H2+68％N2还原气氛下，当熔剂性球团碱度为 1.0,w(MgO)％=2.2％,RDI+3.15 为 80.9％，还原膨胀率为 18.53％。 (4)当还原气氛中H2含量为30％时，熔剂性球团中w(MgO)％的提高，能够加快还原反应的进行;w(MgO)％大于2.2％时，铁晶须减少;碱度大于1.0时，铁晶须生长推迟。适当的w(MgO)％与碱度，为金属铁提供了更多生长点位，促进了金属铁的生成;过高的w(MgO)％与碱度会阻碍球团内铁晶须的生长并抑制其结构变化。
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