【正文】 結(jié)基礎(chǔ)特性中同化性密切相關(guān)。我們嘗試分析影響流動(dòng)性能的因素：(1) 溫度燒結(jié)溫度的作用可概括為兩個(gè)方面：其一是確保燒結(jié)料內(nèi)進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)的條件，同時(shí)也有加快低熔點(diǎn)化合物生成速度的效應(yīng)；其二，是提高液相的過熱度，使液相的粘度降低。將22種礦粉的流動(dòng)性指數(shù)均值從大到小排列如圖32所示。實(shí)驗(yàn)中考慮到低溫?zé)Y(jié)原則，分別測(cè)定溫度為1250 ℃、1280 ℃、1310 ℃時(shí)的流動(dòng)性指數(shù)。即：將要考察的試樣壓制成小餅，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件在高溫下焙燒；隨著溫度的逐漸升高，試樣開始形成低熔點(diǎn)化合物；當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到該化合物的熔化溫度時(shí)試樣逐漸癱軟，液相開始生成；隨著溫度的繼續(xù)升高，過熱度增大，液相逐漸呈流動(dòng)狀態(tài)，試樣的垂直投影面積變大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出冷卻了的小餅試樣，根據(jù)試樣流動(dòng)后的面積來確定其流動(dòng)性。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。%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， %。 %。在圖112中，除俄羅斯精粉、秘魯精粉、新西蘭精粉和草樓精粉外，其余礦粉燒損值均為正值，表明這些鐵礦粉幾乎沒有結(jié)晶水，高溫下FeO被還原。第一次取樣每個(gè)礦粉做兩組平行分析試驗(yàn)(試驗(yàn)1和2)，第二次取樣，每個(gè)試樣重新分析(試驗(yàn)3)，給出平均值和相對(duì)平均偏差。由圖211可見， %，印度粉、菲律賓粉、梅山精粉、紐曼粉和鐵鎂粉55 % %~ %之間，新西蘭精粉、 %~ %之間， %。表23燒結(jié)鐵礦粉中微量物質(zhì)化學(xué)成份(%)礦粉名稱MnOPTiO2ClSV2O5草樓精粉 俄羅斯精粉 海南富粉 馬來西亞粉 /紐曼粉 鐵鎂粉50 % PB粉 麥克粉 哈楊迪粉 海南精粉 /鐵鎂粉55 % /新西蘭精粉 /氧化鐵皮 /伊朗粉 /印度粉 /印尼粉 /菲律賓粉 /梅山精粉 南非富粉 秘魯精粉 FMG火箭粉 /59%印度粉 圖27鐵礦粉中MnO含量(%)圖28鐵礦粉中P含量(%)圖29鐵礦粉中TiO2含量(%)圖210鐵礦粉中Cl含量(%)圖211鐵礦粉中S含量(%)菲律賓粉和59 % %，氧化鐵皮、印尼粉、新西蘭精粉和鐵鎂粉55 % %~ %， %以下，見圖27。相對(duì)菲律賓粉、59 %印度粉、印度粉和印尼粉為低品質(zhì)礦粉。(4)MgO對(duì)燒結(jié)的影響鐵礦粉中的MgO，一方面能提高硅酸鹽熔體的結(jié)晶能力，減少玻璃質(zhì)含量，從而提高燒結(jié)礦強(qiáng)度；另一方面，加入適量MgO，由于出現(xiàn)新的含鎂礦物可使硅酸鹽熔化溫度降低，其低熔點(diǎn)化合物可以完全熔融，增加了燒結(jié)料層中的液相數(shù)量；另外，由于MgO的存在，減少了硅酸二鈣與難還原的鈣鐵橄欖石、鐵橄欖石生成的機(jī)會(huì)。在圖24中印度粉、印尼粉、 %~ %，之間，而59 %% %；Al2O3含量在3 %~ %為紐曼粉、新西蘭精粉和伊朗粉； %~ %的有麥克粉、PB粉、FMG火箭粉和氧化鐵皮；Al2O3含量在1%~2 %的有馬來西亞粉、南非富粉、哈楊迪粉、俄羅斯精粉和梅山精粉；其他鐵礦粉的Al2O3的含量小于1 %。另外，針狀鐵酸鈣的生成量與Al2O3/SiO2值有關(guān)。如印尼粉、 %~ %， %；59 %印度粉、海南精粉、 %~ %之間，梅山精粉、馬來西亞粉、草樓精粉、秘魯精粉和俄羅斯精粉SiO2的含量小于4 %；%~ %之間。另外，由于低SiO2型燒結(jié)礦中低熔點(diǎn)粘結(jié)相少，而高熔點(diǎn)的基體Fe2O3或Fe3O4多，因此，燒結(jié)礦低SiO2型軟化溫度普遍高于高SiO2型。由于硅酸二鈣增加，粉化加劇，軟化溫度升高。表22給出了用熒光衍射分析得到南鋼燒結(jié)料的主要氧化物含量。從圖22可見，氧化鐵皮和草樓精粉FeO含量分別超過40 %和30 %；秘魯精粉、新西蘭精粉、俄羅斯精粉、鐵鎂粉50 %、鐵鎂粉55 % %~； % %； %。表21燒結(jié)鐵礦粉中TFe和FeO含量(%)礦粉名稱TFeFeO試驗(yàn)1試驗(yàn)2試驗(yàn)3平均值相對(duì)平均偏差試驗(yàn)1試驗(yàn)2試驗(yàn)3平均值相對(duì)平均偏差草樓精粉俄羅斯精粉海南富粉馬來西亞粉紐曼粉鐵鎂粉50%PB粉麥克粉哈楊迪粉海南精粉鐵鎂粉55%新西蘭精粉氧化鐵皮伊朗粉印度粉印尼粉菲律賓粉梅山精粉 南非富粉 秘魯精粉 FMG火箭粉 59%印度粉 圖21和圖22分別為按含量大小排列的燒結(jié)鐵礦粉中TFe和FeO的含量圖21燒結(jié)鐵礦粉中TFe的含量(%)圖22燒結(jié)鐵礦粉中FeO的含量(%)圖21中秘魯精粉的TFe在70 %以上；含TFe在60 %~70 %之間的有草樓精粉、馬來西亞粉、俄羅斯精粉、南非富粉、海南富粉、PB粉和紐曼粉；含TFe在57 %~60 %的有海南精粉、麥克粉、哈楊迪粉和FMG火箭粉；含TFe在55 %~56 %的有新西蘭精粉、鐵鎂粉55 %和鐵鎂粉50 %；含TFe小于55 %的有氧化鐵皮、伊朗粉、印尼粉、印度粉、59 %印度粉和菲律賓粉，其中59 %印度粉和菲律賓粉含TFe小于50 %?；瘜W(xué)成分是評(píng)價(jià)鐵礦粉常溫特性最基本和首要的指標(biāo)，目前國(guó)內(nèi)大都對(duì)燒結(jié)鐵礦粉中含鐵氧化物采用化學(xué)分析。于是在不同的溫度段，鐵礦粉有不同的液相流動(dòng)情況。然后，將鐵礦粉小餅試樣放入微型燒結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置()中按一定的燒結(jié)制度進(jìn)行焙燒。將要考察的試樣壓制成小餅，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件在高溫下焙燒；隨著溫度的逐漸升高，試樣開始形成低熔點(diǎn)化合物；當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到該化合物的熔化溫度時(shí)試樣逐漸癱軟，液相開始生成；隨著溫度的繼續(xù)升高，過熱度增大，液相逐漸呈流動(dòng)狀態(tài)，試樣的垂直投影面積變大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出冷卻了的小餅試樣，根據(jù)試樣流動(dòng)后的面積來確定其流動(dòng)性。如果燒結(jié)礦中的復(fù)合鐵酸鈣數(shù)量較多且大多以熔蝕交織狀態(tài)存在，則燒結(jié)礦的還原性和強(qiáng)度均會(huì)明顯改善。這有助于實(shí)現(xiàn)真正意義的燒結(jié)優(yōu)化配礦，為進(jìn)一步改善燒結(jié)礦的產(chǎn)量及質(zhì)量指標(biāo)提供技術(shù)依據(jù)。鐵礦粉的粘結(jié)相自身強(qiáng)度特性表征的是鐵礦粉在燒結(jié)過程中形成的粘結(jié)相對(duì)其周圍的核礦石進(jìn)行有效固結(jié)的能力，對(duì)燒結(jié)的產(chǎn)量及質(zhì)量有重要影響。由此可見，二元堿度對(duì)鐵礦粉粘結(jié)相自身強(qiáng)度的影響很復(fù)雜。這些因素均對(duì)粘結(jié)相強(qiáng)度的提高有積極作用。在先進(jìn)的低溫?zé)Y(jié)工藝原則下, 燒結(jié)溫度和氣氛應(yīng)屬于不能任意改變的因素。低溫?zé)Y(jié)下形成的非勻質(zhì)結(jié)構(gòu)，其含鐵礦物的自身強(qiáng)度要高于粘結(jié)相強(qiáng)度，故在燒結(jié)工藝條件一定的情況下，粘結(jié)相的強(qiáng)度就成為制約燒結(jié)礦強(qiáng)度的因素[3335]。由燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)可知,燒結(jié)礦的強(qiáng)度主要取決于三部分:鐵礦物相的強(qiáng)度、粘結(jié)相的強(qiáng)度和粘結(jié)相與鐵礦物相間的粘結(jié)強(qiáng)度。已有研究結(jié)果表明，燒結(jié)礦的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度取決于殘留原礦和黏結(jié)相的自身強(qiáng)度及二者之間的接觸程度，合理地控制液相的流動(dòng)性可確保接觸程度，從而有利于燒結(jié)礦獲得足夠的強(qiáng)度[31]。因而，對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度有實(shí)際意義的是液相的流動(dòng)性，即CaO與礦石生成的液相的流動(dòng)能力。因此可以通過配礦設(shè)計(jì)來控制燒結(jié)液相的流動(dòng)性，掌握各鐵礦粉的液相流動(dòng)性對(duì)提高燒結(jié)礦的產(chǎn)量、質(zhì)量具有重要意義。一般來說，若鐵礦粉的同化性好，則其易于和CaO反應(yīng)生成鐵酸鈣液相，作為主要粘結(jié)相，從而對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度的改善有一定的促進(jìn)作用，燒結(jié)礦的強(qiáng)度也較好；若鐵礦粉的同化性不好，則液相量少，不利于鐵礦石的粘結(jié)，影響強(qiáng)度；但礦石的同化性也不能太高，如果同化性太高，則燒結(jié)過程中大量液相的生成會(huì)使起骨架作用的核礦石大大減少，從而惡化燒結(jié)透氣性，影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量。因此，要獲得鐵酸鈣體系液相，首先取決于礦石的同化作用。因此，鐵礦粉的同化性成為考察鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性的重要指標(biāo)。目前與這一研究項(xiàng)目相關(guān)的國(guó)內(nèi)外其他研究者的工作還很少。燒結(jié)基礎(chǔ)特性是吳勝利教授根據(jù)對(duì)鐵礦粉在燒結(jié)過程中的高溫物理化學(xué)行為的探索性研究而提出的新概念。砷在高爐冶煉過程中全部還原進(jìn)入生鐵，砷能使鋼增加脆性，并使鋼的焊接性能變壞。銅在高爐冶煉中全部還原進(jìn)入生鐵，%時(shí)，鋼焊接性能降低，并產(chǎn)生“熱脆”現(xiàn)象。(5) 有害元素硫在鋼凝固過程中以Fe—FeS共晶形式凝固在晶界上，在加熱過程中先熔化，造成“熱脆”現(xiàn)象。因此，液相量過多則冷卻后粘結(jié)相過多，導(dǎo)致燒結(jié)礦的強(qiáng)度降低。鐵礦石燒結(jié)過程中CaO是主要熔劑，對(duì)燒結(jié)過程中液相的形成起著決定作用。據(jù)報(bào)道：針狀鐵酸鈣最大生成量對(duì)應(yīng)的Al2O3/~。~，F(xiàn)e2O3出現(xiàn)高峰，主要是冷卻過程中由Fe3O4氧化而成的所謂再生的骸晶狀菱形赤鐵礦。低SiO2型燒結(jié)礦物組成與堿度的關(guān)系，類似于高SiO2型燒結(jié)礦。(1) SiO2對(duì)燒結(jié)的影響高SiO2型燒結(jié)礦，當(dāng)堿度，其粘結(jié)相礦物主要是鐵橄欖石和玻璃質(zhì)以及部分鈣鐵橄欖石。市場(chǎng)上往往以含F(xiàn)e量單位數(shù)計(jì)價(jià)。燒結(jié)原料中除了富礦粉，還可以利用高爐爐塵、轉(zhuǎn)爐爐塵、軋鋼皮、鐵屑、硫酸渣等其它鋼鐵及化工業(yè)的廢料，使廢料得到有效利用，做到變“廢”為寶，變“害”為利[16]。SFCA理論是低溫?zé)Y(jié)工藝的理論基礎(chǔ)。燒結(jié)過程中產(chǎn)生一定數(shù)量的液相,是燒結(jié)原料固結(jié)成塊的基礎(chǔ)[11]在燃料燃燒產(chǎn)生的高溫作用下，固相反應(yīng)中產(chǎn)生的低熔點(diǎn)化合物首先熔化,形成液相，并將其它未熔化的部分粘結(jié)起來，冷卻后成為多孔質(zhì)的塊礦。這個(gè)過程叫做燒結(jié)。國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)應(yīng)根據(jù)世界鐵礦石資源特點(diǎn)和供應(yīng)狀況,依據(jù)最新的配礦理論及技術(shù),合理選擇和有效利用國(guó)內(nèi)外鐵礦石資源,從而達(dá)到降低鋼鐵生產(chǎn)成本、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。與國(guó)外大型的鐵礦企業(yè)相比，我國(guó)鐵礦開采企業(yè)規(guī)模小，選冶技術(shù)裝備落后，勞動(dòng)生產(chǎn)率和資源利用率低，資源普遍儲(chǔ)備不足。而我國(guó)從巴西、澳大利亞進(jìn)口的原礦石品位為60%～68％，不用經(jīng)過選礦工序。我國(guó)鐵礦石類型多，有磁鐵礦、釩鈦磁鐵礦、赤鐵礦，另外還有褐鐵礦、菱鐵礦和鏡鐵礦。我國(guó)鐵礦床類型多，地質(zhì)條件復(fù)雜，礦石品位低，平均品位僅為30%左右，以中低品位礦為主，%，%[3]。世界鐵礦資源分布的特點(diǎn)是南半球國(guó)家富鐵礦床多，如巴西、澳大利亞、南非等國(guó)；北半球國(guó)家貧鐵礦床多，如前蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大、中國(guó)等國(guó)。并且這也只是一個(gè)終點(diǎn)參數(shù)，無法描述液相流動(dòng)的過程。目前衡量鐵礦粉流動(dòng)性能的主要指標(biāo)是流動(dòng)性指數(shù)，為了保證在試驗(yàn)溫度內(nèi)形成的渣相有較好的流動(dòng)性，將混合一定量CaO的鐵礦粉試樣壓片后，放在耐高溫的合金墊片上(也可采用Al2O3墊片)，將試樣放入豎式高溫爐中，分階段快速升溫到預(yù)定溫度后恒溫保持4min，冷卻后測(cè)量鐵礦粉與CaO 混合試樣熔化后形成液相的攤開面積，計(jì)算得到流動(dòng)性指數(shù)。流動(dòng)性是指在燒結(jié)過程中鐵礦粉與CaO反應(yīng)生成液相的流動(dòng)能力，即生成液相的粘性(與粘度有一定的相關(guān)性)，是燒結(jié)基礎(chǔ)特性的重要組成部分。雖然2012年下半年鐵礦石、焦炭等原燃料價(jià)格有所下降，但是鋼材價(jià)格下降的幅度更大，且隨著勞動(dòng)力成本的增加，使得大部分鋼鐵廠處于虧損邊緣。鑒于目前國(guó)內(nèi)、外經(jīng)濟(jì)放緩，鋼鐵需求量下降，國(guó)內(nèi)鋼鐵已呈現(xiàn)明顯的產(chǎn)能過剩現(xiàn)象。如果依靠降低焦炭質(zhì)量來降低高爐的煉鐵成本，往往會(huì)適得其反；而采用合理配礦、提高鐵礦粉的性價(jià)比，實(shí)踐已證明可降低高爐煉鐵成本為了高效、合理地利用低質(zhì)鐵礦粉，最大限度的降低煉鐵成本，需要對(duì)鐵礦粉燒結(jié)基礎(chǔ)特性的測(cè)定方法及進(jìn)展進(jìn)行全面、深入地分析，順應(yīng)其發(fā)展趨勢(shì)。從燒結(jié)工藝看，燒結(jié)溫度及燒結(jié)混合料的堿度均會(huì)影響粘結(jié)相的流動(dòng)性。因此，根據(jù)某個(gè)溫度下的液相流動(dòng)面積來推斷其在燒結(jié)過程中的實(shí)際液相流動(dòng)面積是不足的。按目前的鐵礦石開采速度，世界鐵礦資源可保證100年以上。我國(guó)已查明鐵礦資源儲(chǔ)量607億噸，預(yù)測(cè)資源量1000億噸以上，占世界第3位[2]。難選赤鐵礦和多組分共生鐵礦石儲(chǔ)量各占全國(guó)總儲(chǔ)量的1/3。以攀枝花釩鈦磁鐵礦為例，該礦床屬巖漿型礦床，已探明鐵礦資源總量近100 億噸，％左右，礦區(qū)鐵礦石平均品位為25%～%，選礦后鐵精礦品位為54％~56%[5]。因此從建立安全穩(wěn)定的供應(yīng)體系出發(fā)，加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)鐵礦石生產(chǎn)，增加國(guó)產(chǎn)鐵礦石自給率，是確保鋼鐵行業(yè)和我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要策略。更大程度上利用好低品位礦石[6]。目前，對(duì)鐵礦粉燒結(jié)工藝的定義可概括為[810]：將各種粉狀含鐵原料，按要求配入一定數(shù)量的燃料和熔劑，均勻混合制粒后布到燒結(jié)設(shè)備