李景  刘巍  宋阳  

（柳州钢铁股份有限公司炼铁总厂）

摘  要  本文针对高炉灰及其它除尘灰的高效利用问题，开展了高炉灰造球试验研究。通过实验室阶段的多种方案试验，分析了不同配比的膨润土、粘结剂、生石灰以及不同除尘灰混合配比对造球落下强度等性能的影响，得出了相关结论，为工业试验提供了理论依据和技术指导，旨在提高高炉灰使用的多样性，实现资源的高效利用。

关键词  高炉灰  造球试验  落下强度  粘结剂  膨润土

1  前 言

高炉灰是高炉炼铁过程中产生的一种副产品，其日产生量可观，且随着超低排投用后还会逐渐增加。目前，高炉灰的利用效率有待提高，为了更好地实现资源循环利用，减少废弃物排放，增加高炉灰使用的多样性，本研究开展了高炉灰及其它除尘灰造球试验，探索合适的造球方案，以期为高炉灰的高效利用提供技术支持。

2  试验材料与方法

（1）试验材料

主要试验材料为高炉灰、机头灰、高碳灰、石灰石等除尘灰，以及膨润土、粘结剂、生石灰等添加剂。这些材料的化学成分和物理性质对造球效果有着重要影响。

（2）试验方法

在实验室阶段，设计了多种方案进行造球试验，具体如下：

高炉灰分别配用不同比例的膨润土（2.5%、3.5%、4.0%）进行造球，检测生球及干球的落下强度。

高炉灰分别配用不同比例的粘结剂（2.0%、3.0%、4.0%）进行造球，检测生球及干球的落下强度。

高炉灰分别配用不同比例的生石灰（2.0%、3.0%、4.0%）进行造球，检测生球及干球的落下强度。

高炉灰与机头灰按不同比例（30%、50%、70%、85%）配用，外配2.0%膨润土进行造球，检测生球及干球的落下强度。

高炉灰与机头灰按不同比例配用，外配2.0%粘结剂进行造球，检测生球及干球的落下强度。

机头灰分别配用不同比例的膨润土（2.0%、3.0%、4.0%）进行造球，检测生球及干球的落下强度。

机头灰分别配用不同比例的粘结剂（2.0%、3.0%、4.0%）进行造球，检测生球及干球的落下强度。

高碳灰分别配用不同比例的膨润土（2.0%、3.0%、4.0%）进行造球，检测生球及干球的落下强度。

高炉灰、机头灰、高碳灰、石灰石按不同比例配用，外配不同比例的膨润土（2.0%、3.0%、4.0%）进行造球，检测生球及干球的落下强度。

通过检测不同方案下造球的落下强度等指标，分析各因素对造球效果的影响。

3  试验结果与分析

3.1  膨润土、粘结剂、生石灰对高炉灰造球的影响

膨润土：从试验结果（表1）可以看出，随着膨润土配比的提高，高炉灰生球落下强度逐渐增加，但静止一天后干球落下强度与初始生球强度相差较大，强度下降较为明显。这可能是由于膨润土在造球过程中起到了较好的粘结作用，提高了生球的初始强度，但在干燥过程中，其内部结构发生变化，导致强度下降。

粘结剂：试验数据（表2）表明，配用粘结剂后，高炉灰生球强度较好，且干燥后强度依然较高，基本与初始生球强度持平。这说明粘结剂在造球过程中能够有效提高生球的稳定性，且在干燥过程中对强度的影响较小，是一种较为理想的添加剂。

生石灰：由表3可知，高炉灰配用生石灰后，生球落下强度较差。这可能是因为生石灰的加入改变了高炉灰的化学性质和物理结构，不利于造球过程中颗粒之间的粘结，导致生球强度较低。

综合以上分析，粘结剂及膨润土在提高高炉灰造球强度方面表现优于生石灰，根据成本方面考虑工业试验采用膨润土进行生产。

3.2  高炉灰与机头灰配用对造球的影响

通过试验方案4和5（表4、表5）的结果可以看出，高炉灰与机头灰按30%及70%比例配用膨润土及粘结剂时，生球强度逐渐增加，且静止一天后干生落下强度基本与初始生球强度持平。这表明在一定比例范围内，高炉灰与机头灰的混合配用能够提高造球强度，且配用粘结剂的效果更好。这可能是因为机头灰的某些成分与高炉灰相互作用，改善了造球的物理化学条件，同时粘结剂进一步增强了颗粒之间的粘结力，从而提高了造球的整体性能。

3.3  机头灰配用膨润土和粘结剂的造球效果

从表6和表7的试验结果可以看出，机头灰按不同比例配用膨润土及粘结剂时，随着配比的提升，生球及干球落下强度逐渐增加。这说明机头灰本身具有一定的造球潜力，通过添加适量的膨润土或粘结剂，能够有效提高其造球强度。在实际工业应用中，可以根据机头灰的产量和质量情况，合理调整膨润土或粘结剂的配比，以达到最佳的造球效果。

3.4  高碳灰对造球的影响

根据表8和表9的试验结果，高碳灰按不同比例配用膨润土时，生球落下强度逐渐增加，但静止一天后干球落下强度与初始生球强度相差较大，强度下降较为明显。当高碳灰与其他除尘灰混合后按不同比例配用膨润土时，也出现了类似的情况。这表明高碳灰在造球过程中对干球强度的影响较大，其可能的原因为高碳灰中含有的碳等成分在干燥过程中会发生一些不利的物理化学变化，导致干球强度降低。因此，在工业实验中应谨慎使用高碳灰，避免其对造球后干球强度产生较大的负面影响。

4  结语

（1）在高炉灰造球过程中，粘结剂及膨润土在提高高炉灰造球强度方面表现优于生石灰，根据成本方面考虑工业试验采用膨润土进行生产。

（2）高炉灰与机头灰按一定比例（30%及70%）配用膨润土及粘结剂时，可以提高造球强度，且配用粘结剂的效果更好，可在工业实验中适当配用一定量的机头除尘灰。

（3）机头灰单独造球或与其他除尘灰混合造球时，配用膨润土和粘结剂均能提高造球强度，可根据实际情况调整配比以优化造球效果。

（4）高碳灰的使用对造球后干球强度影响较大，工业实验中应谨慎配用高碳灰，以保证造球产品的质量。

本研究为高炉灰及其它除尘灰的高效利用提供了实验依据，但在实际工业应用中还需进一步考虑其他因素，如成本、设备条件等，以实现高炉灰造球的最佳生产效果。