【正文】 生成是燒結(jié)液相流動(dòng)的基礎(chǔ)，故鐵礦粉的同化性對(duì)其液相流動(dòng)性也有重要影響。比如，草樓精粉、秘魯精粉、新西蘭精粉、馬來(lái)西亞粉和俄羅斯精粉的最低同化溫度均大于1300 ℃，其流動(dòng)性指數(shù)也均低于1；伊朗粉、菲律賓粉和哈楊迪粉的最低同化溫度小于1200 ℃。過(guò)高M(jìn)gO含量可顯著降低鐵礦粉的液相流動(dòng)特性，MgO使燒結(jié)液相生成溫度升高，鐵礦粉的同化能力降低；另一方面MgO抑制鐵酸鈣液相的生成，導(dǎo)致液相中氣孔增加，使液相粘度升高。Al2O3屬于高熔點(diǎn)物質(zhì)，且它對(duì)硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)的形成有促進(jìn)作用，導(dǎo)致液相的粘度增大，故高Al2O3含量的礦粉一般具有較低液相流動(dòng)性的傾向。由此可見(jiàn)，適宜的燒結(jié)液相流動(dòng)性是確保燒結(jié)礦有效固結(jié)的基礎(chǔ)。反之，若燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液相量過(guò)多(例如應(yīng)用褐鐵礦的低成本燒結(jié))，可適當(dāng)配加流動(dòng)性較弱的鐵礦粉。本試驗(yàn)采用臥式高溫爐，其型號(hào)為SK1BYL，額定功率為6 kw。但是，該指數(shù)仍然不夠完善，存在一定問(wèn)題。因此，根據(jù)某個(gè)溫度下的液相流動(dòng)面積來(lái)推斷其在燒結(jié)過(guò)程中的實(shí)際液相流動(dòng)面積是不足的。本實(shí)驗(yàn)采用試樣如圖42所示。采用方形鐵墊片是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備所致，長(zhǎng)方形的剛玉墊片不能充分承載礦粉墊片，故其上加形鐵墊片。由于低溫下難以有液相生成，故拍照從1100 ℃開(kāi)始直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2191996《煤灰熔融性的測(cè)定方法》和保護(hù)渣熔點(diǎn)的測(cè)定方法，我們將粘結(jié)相收縮50%時(shí)的溫度定義為熔化溫度，并將此時(shí)視為試樣熔化；從試樣熔化到反應(yīng)結(jié)束（對(duì)于可熔化礦粉來(lái)說(shuō)是粘結(jié)相試樣不再發(fā)生變化）的時(shí)間定義為流動(dòng)時(shí)間。圖35可熔鐵礦粉的熔化溫度圖36可熔鐵礦粉的流動(dòng)時(shí)間從圖35中觀察可知，哈楊迪粉、59%印度粉、PB粉三種礦粉熔化溫度較高，均超過(guò)了1300 ℃；印尼粉、印度粉、伊朗粉三種礦粉熔化溫度較低，均低于1240 ℃；其余幾種礦粉熔化溫度在1260 ℃到1300 ℃之間。對(duì)于大多數(shù)礦粉來(lái)說(shuō)，熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間同流動(dòng)性指數(shù)具有一致性。從圖中可看出，海南富粉、馬來(lái)西亞粉、新西蘭精粉的收縮比較大均超過(guò)了30%，均有較好的熔化趨勢(shì)，而鐵鎂粉50%、梅山精粉、秘魯精粉、俄羅斯精粉、草樓精粉收縮比較低，均低于10%。流動(dòng)性指數(shù)的測(cè)定過(guò)程中，溫度的變化太快，很多性能可能不能得到較好的表現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)參考燒結(jié)實(shí)際生產(chǎn)，設(shè)定較平穩(wěn)的升溫制度，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程能夠更好地模擬燒結(jié)過(guò)程。在進(jìn)一步的流動(dòng)探索實(shí)驗(yàn)中，這些參數(shù)可以再一定程度上衡量流動(dòng)性能。其中鐵酸鈣系具有良好的強(qiáng)度和還原性。2Fe2O3，前者異分熔點(diǎn)為1215 ℃，后者在1155 ℃~1225 ℃時(shí)穩(wěn)定，在1155 ℃時(shí)分解為CaO所以燒結(jié)熔劑性燒結(jié)礦時(shí)，燒結(jié)溫度并不高，也不需要過(guò)多的燃料消耗。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)CaO的配量來(lái)使其理論成分中CaO的物質(zhì)的量與Fe2O3的物質(zhì)的量比為1：1，即探討生成液相理論成分為CaO10種礦粉實(shí)驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束的圖像如圖51所示。參考前文探索實(shí)驗(yàn)分別確定10種礦粉在本條件下的熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間。從圖44中發(fā)現(xiàn)半球反應(yīng)時(shí)間普遍較短，除鐵鎂粉55%、梅山精粉外，其余8種礦粉半球反應(yīng)時(shí)間均低于100 s。，鐵酸鈣液相能大幅改善其流動(dòng)性能。鐵酸鈣系不僅具有良好的還原性和強(qiáng)度，還具有很好的流動(dòng)性能。其中化學(xué)成分當(dāng)中影響燒結(jié)性能的指標(biāo)主要是品位、Al2O3的含量、MgO的含量、有害元素的含量、SiO2的含量。鐵礦粉的燒損有正有負(fù)，出現(xiàn)負(fù)值是因?yàn)橛械牡V粉中的Fe是以低價(jià)態(tài)的形式出現(xiàn)的，在焙燒過(guò)程中會(huì)被氧化而吸收空氣中的氧，使樣品質(zhì)量增加而出現(xiàn)負(fù)值。嘗試改進(jìn)燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程的試樣變化，分析其流動(dòng)性能。從22種礦粉種選取有代表性的10種礦粉，按鈣鐵比為1:1確定CaO配量。參 考 文 獻(xiàn)[1] 張典波、萬(wàn)海明、鄭江. 世界鐵礦石資源情況及中國(guó)鐵礦石供需姿態(tài)[J]. 中國(guó)冶金，2004，(27)：26~29.[2] 馬建明，吳初國(guó). 我國(guó)低品位資源的開(kāi)發(fā)利用[J]. 中國(guó)金屬通報(bào)，2008，(29)：28～29.[3] 曹新元，呂古賢，朱裕生. 我國(guó)主要金屬礦產(chǎn)資源及區(qū)域分布特點(diǎn)[J]. 資源產(chǎn)業(yè)，2004，6(4)：20～22.[4] 馮偉、孫燕、熊發(fā)揮. 淺析我國(guó)鐵礦石資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，(30)：1~3.[5] 《中國(guó)礦床》編委會(huì). 中國(guó)礦床[M].北京：地質(zhì)出版社，1994，402～406.[6] 孫國(guó)龍, 吳勝利, 郝志忠, 等. 包鋼高爐特殊礦強(qiáng)化冶煉綜合技術(shù)[J]. 鋼鐵，2007，42(11)：21～26.[7] Ball，D. 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Formation Mechanism of Binary Calcium Ferrites under Stable Condition of CaO鐵酸鈣液相能大幅改善其流動(dòng)性能。用熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)可熔礦粉，用收縮比來(lái)衡量未熔礦粉。液相流動(dòng)性指數(shù)描述的是試樣因液相流動(dòng)而呈現(xiàn)出的面積增長(zhǎng)率，其數(shù)值越大，則流動(dòng)性越強(qiáng)。%為最好，樣品中菲律賓粉Al2O3的含量最高， %，草樓精粉的Al2O3含量最低， %。結(jié)　　論本文是對(duì)22種礦粉的理化特性和流動(dòng)性能進(jìn)行了分析和探索，通過(guò)模擬燒結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀測(cè)，參照前人的經(jīng)驗(yàn)嘗試提出描述流動(dòng)性能的過(guò)程參數(shù)，主要結(jié)論如下：測(cè)定了22種礦粉的理化特性。，如表43和表44所示。、秘魯精粉、鐵鎂粉55%、梅山精粉、海南精粉、海南富粉均表現(xiàn)出較好的流動(dòng)性能。礦粉名稱(chēng)熔化圖像反應(yīng)結(jié)束圖像草樓精粉1251 ℃ 1572 s1261 ℃ 1660 s海南富粉1300 ℃ 774 s1308 ℃ 854 s海南精粉1299 ℃ 1486 s1309 ℃ 1572 s鐵鎂粉55%1303 ℃ 632 s1328 ℃ 850 s印度粉1297 ℃ 1056 s1306 ℃ 1142 s梅山精粉1328 ℃ 1140 s1344 ℃ 1278 s南非富粉1269 ℃ 534 s1279 ℃ 630 s秘魯精粉1305 ℃ 1486 s1313 ℃ 1564 sFMG粉1261 ℃ 1382 s1271 ℃ 1478 s59%印度粉1311 ℃ 864 s1320 ℃ 944 s圖52鐵礦粉的熔化和反應(yīng)結(jié)束由圖52確定10種鐵礦粉的熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間列入表52表52鐵礦粉熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間礦粉名稱(chēng)熔化溫度/ ℃流動(dòng)時(shí)間/ s草樓精粉125188海南富粉130080海南精粉129986鐵鎂粉55%1303218印度粉129786梅山精粉1328138南非富粉126996秘魯精粉130578FMG粉12619659%印度粉131180據(jù)此，圖53和圖54給出按大小排列的10種礦粉的熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間。、海南富粉、海南精粉、鐵鎂粉55%、梅山精粉、秘魯精粉均表現(xiàn)出很好的流動(dòng)性能，我們可以推斷鐵酸鈣液相流動(dòng)性能明顯優(yōu)于其他液相的流動(dòng)性能。實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器和方法同前探索實(shí)驗(yàn)一致，選取22種礦粉中較有代表性的10種礦粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， g，CaO配量如表51所示。鐵酸鈣液相是我們理想的粘結(jié)相，但是在實(shí)際生產(chǎn)中必然含有其他液相的固結(jié)。形成鐵酸鈣的條件是CaO與Fe2O3同時(shí)存在，但Fe2O3在高溫下不穩(wěn)定，或被還原，或被分解為Fe3O4，因而在燒結(jié)過(guò)程中需要維持較低溫度和強(qiáng)氧化性氣氛。Fe2O3，熔點(diǎn)為1449 ℃，兩個(gè)不穩(wěn)定化合物：CaO因此，液相生成是燒結(jié)成型的基礎(chǔ)，液態(tài)物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)是影響燒結(jié)固結(jié)好壞，乃至燒結(jié)礦冶金性能優(yōu)劣的最重要因素。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)模擬燒結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀察，將礦粉根據(jù)其性能表現(xiàn)分為了可熔礦粉和未熔礦粉，并提出了熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述可熔礦粉的燒結(jié)過(guò)程，收縮比來(lái)描述未熔礦粉的燒結(jié)過(guò)程。本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)探索的是模擬燒結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中鐵礦粉的變化，通過(guò)實(shí)時(shí)的監(jiān)控設(shè)配來(lái)觀察高溫下礦粉的性能表現(xiàn)，從而探討其流動(dòng)性能。10種礦粉的收縮比如表33所示。在燒結(jié)過(guò)程中，粘結(jié)相具有較低的熔化溫度有助于液相的形成，而流動(dòng)時(shí)間則能一定程度地反映其流動(dòng)性能。12種礦粉開(kāi)始熔化和反應(yīng)結(jié)束的圖像如圖34所示：礦粉名稱(chēng)熔化圖像反應(yīng)結(jié)束時(shí)間紐曼粉1285 ℃ 1647 s1303 ℃ 1821 sPB粉1303 ℃ 1800 s1312 ℃ 1881 s麥克粉1295 ℃ 1746 s1300 ℃ 1803 s哈楊迪粉1319 ℃ 1932 s1326 ℃ 1998 s氧化鐵皮1273 ℃ 1521 s1277 ℃ 1560 s伊朗粉1217 ℃ 918 s1252 ℃ 1242 s印度粉1220 ℃ 1020 s1227 ℃ 1089 s印度粉1228 ℃ 1089 s1239 ℃ 1191 s菲律賓粉1261 ℃ 1416 s1306 ℃ 1851 s南非富粉1286 ℃ 1650 s1291 ℃ 1698 sFMG粉1277 ℃ 1566 s1285 ℃ 1629 s59%印度粉1310 ℃ 1899 s1332 ℃ 2091 s圖34可熔鐵礦粉的熔化和反應(yīng)結(jié)束由圖34確定12種鐵礦粉的熔化溫度和流動(dòng)時(shí)間列入表32。在其余10種鐵礦粉形狀未發(fā)生明顯變化，草樓精粉、俄羅斯精粉、鐵鎂粉50%、鐵鎂粉55%、秘魯精粉五種礦粉基本未發(fā)生變化，未表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性能；海南富粉與海南精粉有一定的熔化趨勢(shì)，而馬來(lái)西亞粉、梅山精粉、新西蘭精粉則是高度降低，棱角明顯。通過(guò)預(yù)備試驗(yàn)選擇試驗(yàn)的升溫制度為：室溫~600 ℃，15 ℃/min；600 ℃~1200 ℃，10 ℃/min；1200 ℃以上，5 ℃/min。 (見(jiàn)表31)，均勻混合，在直徑8 mm的壓片機(jī)上以10Pa的壓力壓制成圓柱試樣，以相同的壓力壓制試樣是為了防止礦粉因密度不同而引起相互間作用力相差過(guò)大。最為重要的是流動(dòng)性指數(shù)是對(duì)最終結(jié)果的分析和研究，是一個(gè)終點(diǎn)參數(shù)，不能直觀反映其過(guò)程，難以進(jìn)一步完善流動(dòng)性能的研究。流動(dòng)性指數(shù)是在基于一個(gè)溫度點(diǎn)(考慮低溫?zé)Y(jié)原則，實(shí)驗(yàn)溫度選取在1250 ℃左右)的數(shù)值，而實(shí)際燒結(jié)過(guò)程中，溫度是有偏析的，靠近燃料處溫度較高，遠(yuǎn)離燃料處溫度較低。試驗(yàn)裝置示意圖如圖31所示。燒結(jié)礦粉中印度粉、海南富粉、梅山精粉、氧化鐵皮、新西蘭精粉、哈楊迪粉等性?xún)r(jià)比較好，而秘魯精粉、南非富粉、紐曼粉、伊朗粉等性?xún)r(jià)比較低。各種鐵礦粉，其液相流動(dòng)性各不相同，當(dāng)將多種鐵礦粉搭配使用時(shí)，混合礦的液相流動(dòng)性與單礦的液相流動(dòng)性會(huì)有所不同。反之，流動(dòng)性差，黏結(jié)周?chē)锪系哪芰Σ?，?huì)導(dǎo)致燒結(jié)礦的氣孔率上升，強(qiáng)度下降。另一方面，由于SiO2是硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)的形成物，其含量的增加有可能伴隨液相粘度的升高，從而降低了鐵礦粉的液相流動(dòng)性。(3) 化學(xué)成分結(jié)合前文可以發(fā)現(xiàn)FeO含量對(duì)于流動(dòng)性能有明顯的影響，除氧化鐵皮外FeO含量高的礦粉草樓精粉、俄羅斯精粉、鐵鎂粉50%、海南精粉、鐵鎂粉55%、新西蘭精粉、梅山精粉、秘魯精粉等其流動(dòng)性能都很差，流動(dòng)性能好的礦粉除氧化鐵皮外其FeO含量均很低。表33燒結(jié)鐵礦粉的最低同化溫度礦粉名稱(chēng)最低同化溫度/ ℃礦粉名稱(chēng)最低同化溫度/ ℃礦粉名稱(chēng)最低同化溫度/ ℃哈楊迪粉1155菲律賓粉1173印度粉1290海南精粉1368海南富粉1270草樓精粉1378馬來(lái)西亞粉1323伊朗粉1195氧化鐵皮1265紐曼粉1215鐵鎂粉55%1243俄羅斯精粉1315PB粉1232礦粉麥克粉1208新西蘭精粉1350鐵鎂粉50%1298印尼粉1325梅山精粉1285南非富粉1242秘魯精粉1358FMG火箭粉123659%印度粉1278圖33給出了按溫度高低的順序22種燒結(jié)鐵礦粉的最低同化溫度。由于低溫?zé)Y(jié)在實(shí)際生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用，衡量較低溫度下的流動(dòng)性能具有越來(lái)越重要的意義，優(yōu)化配礦、強(qiáng)化燒結(jié)。因此，粘附粉的液相流動(dòng)性實(shí)際上包括兩個(gè)方面：一方面是低熔點(diǎn)液相的生成能力；另一方面是生成液相的流動(dòng)能力。我們將三個(gè)溫度下的流動(dòng)性指數(shù)取平均值，作為衡量流動(dòng)性能的指標(biāo)。試樣以高度為基準(zhǔn)，在10Pa壓力下壓制成直徑8mm，高5mm的試樣，試樣高度誤差因保持在177。1—石英管，2—熱電偶，3—試樣臺(tái)及升降裝置，4—溫控儀電流表，5—溫控儀顯示器，6—