【正文】 ，使礦粉的性能充分表現。其中鐵酸鈣系具有良好的強度和還原性。所以燒結熔劑性燒結礦時，燒結溫度并不高，也不需要過多的燃料消耗。6種礦粉實驗開始和結束的圖像如圖51所示。從圖44中發(fā)現半球反應時間普遍較短，除鐵鎂粉55%、梅山精粉外，其余4種礦粉半球反應時間均低于100 s。本文首先通過化學平衡方法測定在溫度為1523 *103 Pa(*108 atm)條件下CaOSiO2FeOx系的液相線。因此，了解CaOSiO2FeOx系相圖與控制其熔化和凝固行為之間的關系，對于為煉鐵流程的創(chuàng)新發(fā)展而設計新的具有低液相線溫度和合適的軟熔和還原特性的原材料來說是十分必要的。在溫度介于1573 K和1673 K之間、氧分壓介于104Pa和36Pa的條件下，Henao等人通過一種淬火法測定了CaO–SiO2–FeO(方鐵礦)和CaOSiO2Fe3O4(尖晶石)三元系的液相線。實驗、相圖的測量本文采用化學平衡方法來測量CaOSiO2FeOFe2O3系的相關系。裝試樣的鉑坩堝放置在電阻爐內的莫來石管(內徑52 mm,外徑60 mm,長度1000 mm)中。氧化物球團通過鉑板與氧化物熔體分離，來防止球團在淬火時被熔融氧化物污染。達到平衡后，控制樣品溫度到1573 K并保持10 30 min使其達到穩(wěn)定。目前我們所研究的這個渣系實際上是 CaO–SiO2–FeO–Fe2O3四元系，故該渣系相圖應該被視為四元系的相圖。分析記錄的圖像來確定熔化或凝固時間。渣樣是由通過上述方法制備的試劑級Fe2OFe3O4與SiO2和FeO與CaO粉末混合物合成的。每個樣品都要在1523 K的加熱爐內保溫20小時。SiO2, 3CaO特別是我們認為鐵礦石中結晶水含量的增加會導致燒結溫度的降低，這樣就使較低溫度下的相圖和相關系的更加重要。因此，有關在不同的氧氣分壓和溫度下CaOSiO2FeOx系相圖的知識是必不可少的。觀測到的熔化和固化行為再同先前測量的不同氧分壓下的相圖相比較。鐵酸鈣系不僅具有良好的還原性和強度，還具有很好的流動性能。參考前文探索實驗分別確定6種礦粉在本條件下的熔化溫度和流動時間。本實驗通過CaO的配量來使其理論成分中CaO的物質的量與Fe2O3的物質的量比為1：1，即探討生成液相理論成分為CaO2Fe2O3，前者異分熔點為1215 ℃，后者在1155 ℃~1225 ℃時穩(wěn)定，在1155 ℃時分解為CaO在進一步的流動探索實驗中，這些參數可以再一定程度上衡量流動性能。表33未熔鐵礦粉收縮比礦粉名稱收縮比/ %草樓精粉海南富粉海南精粉鐵鎂粉55%梅山精粉秘魯精粉圖37未熔礦粉收縮比從圖中可看出，海南富粉收縮比較大超過了30%，有較好的熔化趨勢，而梅山精粉、秘魯精粉和草樓精粉收縮比較低，均低于10%。表32可熔鐵礦粉的熔化溫度和流動時間礦粉名稱熔化溫度/ ℃流動時間/ sPB粉130381麥克粉129557氧化鐵皮127339印尼粉1228102FMG粉12776359%印度粉1310192據此，圖35和圖36給出按大小排列的6種礦粉的熔化溫度和流動時間。由于實際生產中燒結溫度不會超過1400 ℃，故爐溫不應超過1400 ℃，考慮到測溫熱電偶與爐壁溫度的誤差，將最高溫度設置為1440 ℃，并在1400 ℃恒溫足夠時間，當試樣熔化至不再發(fā)生變化或熱電偶溫度達到最大值時視為實驗結束。筆者在參考前人經驗的基礎上，在導師和實驗室?guī)熜值闹笇拢瑖L試使用新的方式方法模擬、探究燒結礦粉在燒結過程中的變化，來分析礦粉的流動性能。圖31流動性實驗裝置示意圖液相指數可以較好地反映燒結礦粉的流動性能，受到普遍的認可，對燒結礦流動性能的研究起到很大的作用。在實際燒結生產過程中，若出現由于產生的液相量不足而導致燒結礦強度降低的情況時(例如生產高鐵分、低Si02燒結礦)，可適當配加一些液相流動性較高的鐵礦粉來改善燒結礦的強度。但是，對低SiO2礦粉而言，前者占主導地位。圖31燒結鐵礦粉的最低同化溫度對于多數礦粉來說其同化性與流動性具有一定的一致性，既同化性能越高，流動性能越好。我們嘗試分析影響流動性能的因素：(1) 溫度燒結溫度的作用可概括為兩個方面：其一是確保燒結料內進行物理化學反應的條件，同時也有加快低熔點化合物生成速度的效應；其二，是提高液相的過熱度，使液相的粘度降低。實驗中考慮到低溫燒結原則，分別測定溫度為1250 ℃、1280 ℃、1310 ℃時的流動性指數。鐵礦粉的燒損有正有負，其中草樓精粉和秘魯精粉的燒損為負值，出現負值是因為有的礦粉中的Fe是以低價態(tài)的形式出現的，在焙燒過程中會被氧化而吸收空氣中的氧，使樣品質量增加而出現負值。 %。表24為燒結鐵礦粉的燒損分析結果。圖27~圖211給出了燒結鐵礦粉中不同的微量的含量，同樣在圖中是按含量高低的順序排列的。如圖25所示，氧化鐵皮中CaO含量很高，近8%；%；印尼粉、59 %%~%；海南精粉CaO含量在1%左右；%。沒有Al2O3時，大約為1180 ℃~1230 ℃；含有適量的Al2O3時，達到1300 ℃時還有針狀鐵酸鈣的存在。相同堿度下，SiO2含量低時，粘結相數量少，所以其強度低于高SiO2型。目前國內大都對燒結鐵礦粉中主要脈石氧化物都采用熒光衍射分析。TFe和FeO進行了兩次取樣進行化學分析，第一次分析兩次，第二次分析一次。根據式()計算流動性指數。但是，鐵礦粉燒結產生的液相的黏度要比冶金爐渣大得多，在試驗所確定的溫度和時間條件下，無法用通常測定爐渣黏度的方法來確定燒結液相的流動性大小。這種差異除了受燒結二元堿度的影響之外，主要與鐵礦粉的化學成分、礦物組成、同化能力、液相流動能力SFCA生成能力以及水化程度等自身特性密切相關。影響粘結相的自身強度。鐵礦粉燒結粘結相自身強度的影響因素主要可分為兩個方面，其一屬于內應，其二屬于外因。因而比較各種礦石粘結相的液相流動性對認識以這些礦石為粉礦粘結而成的燒結礦的強度有重要的指導意義[32]。雖然鐵礦石的同化性揭示了低熔點液相生成能力，但同化性和熔化溫度的高低并不能完全反映有效液相量的多少。早在80年代初，新日鐵開發(fā)了兩種測定鐵礦石同化性的試驗方法。所謂鐵礦粉的同化特性就是鐵礦粉在燒結過程中與CaO 反應的能力。氟有循環(huán)富集現象，與堿金屬結合是造成高爐結瘤的原因之一。磷化物聚集在晶界周圍減弱晶粒間結合力，使鋼冷卻時發(fā)生很大的脆性，從而導致鋼的“冷脆”現象。而在燒結過程要求液相要適量，如果燒結過程中液相量不足會導致粉礦存在，燒結強度降低，成品率下降。并且Al2O3能加寬針狀鐵酸鈣存在的溫度范圍：沒有Al2O3時，大約為1180 ℃~1230 ℃；含有適量的Al2O3時，針狀鐵酸鈣存在的溫度可以達到1300 ℃[2021]。由于硅酸二鈣增加，粉化加劇，軟化溫度升高。隨著燒結生產技術的不斷發(fā)展和燒結自動化技術的應用,燒結工藝不斷完善,燒結生產穩(wěn)定順行,利于節(jié)能降耗隨著燒結礦質量的提高,高爐順行,焦比和燃耗降低,改善了高爐生產指標,推動了鋼鐵業(yè)的發(fā)展。燒結礦的生產先后經歷了2個主要的發(fā)展時期，分別是最初的自熔性或低堿度燒結礦和現在的高堿度燒結礦。在100多年的發(fā)展過程中，燒結理論也日趨完善。然而由于我國過分依賴國外鐵礦石資源，我國的鋼鐵企業(yè)為此付出了沉重的代價，當前如果現在我們還不能立即著手準備充分利用國內現有的鐵礦資源，包括低品位鐵礦資源，大幅提高國內鐵礦石占消費的比重，扭轉我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展過度依賴國外鐵礦資源，過度依賴進口鐵礦石的局面，我們還會付出更高的代價。礦石類型復雜，難選礦和多組分共(伴)生礦所占比重大。巴西、澳大利亞、印度、加拿大和南非等國的儲量約占世界總儲量的78 %。我國已查明鐵礦資源儲量607億噸，預測資源量1000億噸以上，占世界第3位[2]。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]。更大程度上利用好低品位礦石[6]。燒結是液相粘結的固結過程。燒結礦屬于人造富礦。脈石的成分包括SiOAl2OCaO和MgO，還有少量S、P、K、Na、Cu、Pb、Zn、F等有害元素。同時，又由于SiO2含量低，生成硅酸二鈣數量少，破壞力小，故還原粉化小。(3) CaO對燒結的影響由于鐵礦粉中脈石成分主要是酸性氧化物，為保證燒結礦達到一定要求的堿度，通常需要加入一些堿性氧化物作為溶劑。因此，MgO含量的增加會降低燒結礦的強度。鋅易還原，不溶于鐵水，在高爐內有揮發(fā)現象，在爐底低溫處可冷凝沉淀，使磚縫膨脹，嚴重時會引起高爐結瘤。鐵礦石的燒結基礎特性主要包括：同化性能、液相流動性能、粘結相強度性能、鐵酸鈣生成性能、連晶性能、粘附粉/核礦石的高溫結合性能，等等。以鐵酸鈣作為燒結礦的主要粘結相時，燒結礦的強度和還原性都很好。不同種類的鐵礦粉由于自身特性的不同，在燒結過程中形成的液相流動性也各不同。但是，粘結相的流動性也不能過大，否則對周圍物料的粘結層厚度會變薄，燒結礦易形成薄壁大孔結構，使燒結礦整體變脆，強度降低，也使燒結礦的還原性變差。若粘結相和含鐵礦物的自身強度高，則在其他條件相同的情況下，燒結礦的強度也高。CaO的介入還能夠削弱硅氧復合陰離子組成的網狀結構，有助于降低液相的粘度，改善粘結相的結構；另外，燒結礦二元堿度的提高，有助于增加粘結相中復合鐵酸鈣礦物。試樣的抗壓強度定義為：單個燒成后試樣小餅壓潰時所承受的最小壓力，即量綱為：N(牛頓)/個(試樣)。增加燒結礦中的復合鐵酸鈣含量既有利于提高燒結礦的強度，又有利于改善燒結礦的還原性。具體實驗方法是：將鐵礦粉制成細粉狀(100目)，干燥后待用；在一定的壓力下，壓制成φ8 mm5 mm的礦粉小餅試樣。2燒結礦粉的理化基礎特性燒結鐵礦粉的理化基礎特性，包括化學成分、粒度、升溫過程燒損和結晶水分解特性，是燒結礦原料的最基礎的性能。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、海南精粉和鐵鎂粉55%%~%之間；%。由于硅酸二鈣增加，粉化加劇，軟化溫度升高。%~%；59%印度粉、%~%之間，梅山精粉、草樓精粉和秘魯精粉SiO2的含量小于4%；%~%之間。%~%之間，而59%%；%~%的有麥克粉、PB粉、FMG火箭粉和氧化鐵皮；梅山精粉的Al2O3含量在1%~2%；其他鐵礦粉的Al2O3的含量小于1%。相對59%印度粉和印尼粉為低品質礦粉。由圖211可見，梅山精粉和鐵鎂粉55%%~%之間，麥克粉和59%%，%。在圖112中，除秘魯精粉和草樓精粉外，其余礦粉燒損值均為正值，表明這些鐵礦粉幾乎沒有結晶水，高溫下FeO被還原。%時為宜。目前流動性能的主要評價指標是流動性指數，是由我校吳勝利教授首先提出的：液相流動性指數描述的是試樣因液相流動而呈現出的面積增長率，其數值越大，則流動性越強；若燒結后試樣未出現熔化流動，即試樣面積仍為原始面積，則其流動性指數為零。圖32鐵礦粉流動性指數從圖32中可以看出麥克粉、海南精粉和印尼粉流動性指數較高，均超過了2，可以說明其流動性能較好；海南富粉、秘魯精粉、59%印度粉和海南富粉流動性指數較低，均低于1，可以說明其流動性能較差。低熔點液相的生成是燒結液相流動的基礎，故鐵礦粉的同化性對其液相流動性也有重要影響。過高MgO含量可顯著降低鐵礦粉的液相流動特性，MgO使燒結液相生成溫度升高，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，導致液相中氣孔增加，使液相粘度升高。由此可見，適宜的燒結液相流動性是確保燒結礦有效固結的基礎。本試驗采用臥式高溫爐，其型號為SK1BYL，額定功率為6 kw。因此，根據某個溫度下的液相流動面積來推斷其在燒結過程中的實際液相流動面積是不足的。采用方形鐵墊片是由于實驗設備所致，長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。參考國家標準GB/T2191996《煤灰熔融性的測定方法》和保護渣熔點的測定方法，我們將粘結相收縮50%時的溫度定義為熔化溫度，并將此時視為試樣熔化；從試樣熔化到流動結束（即粘結相試樣不再發(fā)生變化）的時間定義為流動時間。對于大多數礦粉來說，熔化溫度和流動時間同流動性指數具有一致性?？紤]到試樣的表面性質和實際生產中環(huán)境，本實驗將粘結相試樣放置在礦粉試樣上，以更好地模擬燒結過程。該系中有一個穩(wěn)定的化合物2CaO由于鐵酸鈣粘結相的優(yōu)良性能，目前的燒結生產大多以鐵酸鈣液相固結成礦，高堿度燒結和低溫燒結很大程度上正是據此得以應用。礦粉種類實驗開始時間實驗結束時間草樓精粉海南富粉海南精粉礦粉種類實驗開始時間實驗結束時間鐵鎂粉55%梅山精粉秘魯精粉FMG粉59%印度粉圖51燒結礦粉實驗反應前后對比從圖51中可以看出本實驗的6種礦粉均熔化，表現出很好的流動性能。草樓精粉的半球溫度較低，半球反應時間較短，表現出較好的流動性能；鐵鎂粉55%半球溫度較高，半球反應時間較長，其流動性相對較差。其液相區(qū)域分為高二氧化硅含量與低二氧化硅含量兩個部分。此外,CaOSiO2FeOx渣是銅冶煉工藝中最基本渣系，而且流程的效率還取決于熔劑的配比。1573 K左右時，氧分壓對CaOSiO2FeOx系液相線的影響已經被測定。實驗過程在先前的文章中已經有了詳細的描述。根據反應式(1)使CO :CO2比率維持在2:41，*103 Pa。達到平衡后，將鉑坩堝從加熱爐中取出，并在氬氣氛的條件下水浴淬火。通過氣體混合器改變入口處氣體成分從而改變氧分壓，同時監(jiān)測到熔化和凝固行為。然而，因為。氣體成分發(fā)生改變之后，反應氣體大約需要7秒就可以從氣體混合器達到坩堝。、熔化和凝固行為的直接測定本文采用由一個帶有紅外圖像加熱爐的共焦掃描激光顯微鏡對CaO–SiO2–FeOx渣系在1573