【正文】 K時隨氧分壓變化的動態(tài)熔化和凝固行為進行觀測。=281 000+ J/mol高純度CO氣體是先后通過裝有硫酸、Mg(ClO4)2和堿石灰的塔器來實現(xiàn)凈化的。Fe2O3,Fe2O3,2CaO更值得注意的是,由于缺乏高質量的鐵礦石和世界范圍內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)的巨大變革從而引起鐵礦石品質的降低，礦石中脈石和結晶水含量大量增加。CaOSiO2FeOx渣的燒結或熔化性質主要取決于溫度、組成和氧氣分壓。其次，在1573 K通過共焦掃描激光顯微鏡直接觀測CaOSiO2FeOx渣系在不同氧分壓下的熔化和凝固行為。對比可知，鐵酸鈣粘結相的流動性能會大大改善。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。我們可以通過CaO的配量來使其在理論成分上完全生成鐵酸鈣液相，從而分析鐵酸鈣液相的流動性能。Fe2O3和CaO由于實驗的具體參數(shù)、步驟和衡量方向不同，本實驗的結果和流動性指數(shù)并不完全相符，但是熔化溫度和流動時間、收縮比等參數(shù)同流動性指數(shù)在總體趨勢和多數(shù)礦粉具有一致性。6種礦粉的收縮比如表33所示，6種礦粉的收縮比從大到小依次排列如圖37。6種礦粉開始熔化和流動結束的圖像如圖34所示：礦粉名稱熔化圖像流動結束時間PB粉1303 ℃ 1800 s1312 ℃ 1881 s麥克粉1295 ℃ 1746 s1300 ℃ 1803 s氧化鐵皮1273 ℃ 1521 s1277 ℃ 1560 s印尼粉1228 ℃ 1089 s1239 ℃ 1191 sFMG粉1277 ℃ 1566 s1285 ℃ 1629 s礦粉名稱熔化圖像流動結束時間59%印度粉1310 ℃ 1899 s1332 ℃ 2091 s圖34可熔鐵礦粉的熔化和流動結束由圖34確定6種鐵礦粉的熔化溫度和流動時間列入表32。通過預備試驗選擇試驗的升溫制度為：室溫~600 ℃，15 ℃/min；600 ℃~1200 ℃，10 ℃/min；1200 ℃以上，5 ℃/min。最為重要的是流動性指數(shù)是對最終結果的分析和研究，是一個終點參數(shù)，不能直觀反映其過程，難以進一步完善流動性能的研究。試驗裝置示意圖如圖31所示。各種鐵礦粉，其液相流動性各不相同，當將多種鐵礦粉搭配使用時，混合礦的液相流動性與單礦的液相流動性會有所不同。另一方面，由于SiO2是硅酸鹽網(wǎng)絡的形成物，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性。表33燒結鐵礦粉的最低同化溫度礦粉名稱最低同化溫度/ ℃草樓精粉1378PB粉1232印尼粉132559%印度粉1278海南富粉1270海南精粉1368梅山精粉1285麥克粉1208秘魯精粉1358鐵鎂粉55%1243氧化鐵皮1265FMG粉1236圖33給出了按溫度高低的順序12種燒結鐵礦粉的最低同化溫度。因此，粘附粉的液相流動性實際上包括兩個方面：一方面是低熔點液相的生成能力；另一方面是生成液相的流動能力。試樣以高度為基準，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。MgO的含量也是在一定范圍內(nèi)最好，以試樣樣品中MgO含量最高的鐵鎂55%%為標準。其為褐鐵礦，由于含有一定量的結晶水，燒損較其他鐵礦粉要高，配礦時應控制配加比例。燒損的大小很大程度上影響著燒結固體燃料消耗的高低。表23給出了熒光衍射分析得到的燒結鐵礦粉中微量物質的化學成份。礦粉中的CaO含量高，必然節(jié)省為中和酸性氧化物所進入的溶劑，對降低燃料消耗有利的。并且Al2O3能加寬針狀鐵酸鈣存在的溫度范圍。低SiO2型燒結礦物組成與堿度的關系，類似于高SiO2型燒結礦。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。鐵礦粉中的TFe和Fe的含量對燒結過程有很大的影響，表21為實驗燒結鐵礦粉TFe和Fe的含量。待試樣冷卻到100 ℃以下后取出，測定燒結后試樣的垂直投影面積，即為流動面積。液相流動性的大小一般可用黏度來衡量。不同種類的鐵礦粉, 在燒結條件下形成的粘結相自身強度特性各不相同。但是，堿度升高后若出現(xiàn)過度熔化或者液相粘度過低，會使燒結體形成薄壁大孔的脆弱結構。根據(jù)以往的研究結果可知，粘結相的礦物組成和結構不同，其機械強度也不同；礦粉種類不同，生成的粘結相的礦物組成和結構不同，這種不同是影響燒結礦強度的重要因素之一。因此，液相流動性是燒結礦強度的一項重要控制因素，適宜的液相流動性才是燒結礦強度的保障。高堿度燒結礦的固結主要是依靠發(fā)展液相來實現(xiàn)，液相量對燒結礦強度有重要的影響，若液相生成量適度、粘度適宜時，燒結礦形成微孔海綿狀結構，這種燒結礦還原性好、強度高[30]。由于鐵礦石成分不同(如磁鐵礦主要成分為Fe3O4，而赤鐵礦為Fe2O3)，同時其自身的致密性、結晶水含量、SiO2 含量也有所不同，因而不同鐵礦石的同化性必然存在差別[28]。在國外，為數(shù)不多的研究工作僅限于對鐵礦粉的同化性(反應性)的評價方面[2527]，而且對鐵礦粉的同化性在燒結過程中的影響機理和定量化方面仍缺乏認識。氟過高會使爐內(nèi)成渣過早，不利于礦石還原，且其渣會侵蝕高爐風口及爐襯。燒結球團脫硫率80%~90%，高爐中脫硫率90%以上。隨著CaO量的增加，燒結過程中通過固相反應形成較多的低熔點化合物，隨著燒結過程中溫度的升高，則會有較多的液相生成。(2) Al2O3對燒結的影響當燒結料中含Al2O3較高時，可生成含Al2O3硅酸鹽，促進復合鐵酸鈣的生成，減少硅酸鈣的生成，從而降低粘結相的溫度，提高燒結礦的氧化度，降低其粉化率，對改善燒結礦的性質起良好作用。這些礦物在冷卻過程中體積收縮，引起燒結礦局部破裂，而不發(fā)生相變和體積膨脹而引起粉化，所以強度高，存放粉化少，但其還原性差；~，粘結相中鐵橄欖石和鈣鐵橄欖石數(shù)量減少，而硅酸二鈣(C2S)數(shù)量增加，但結構仍以斑狀為主。此外，燒結過程還可以脫除80~90%的S和F、As等有害雜質，因此大大減輕了高爐冶煉過程中的脫硫任務，燒結礦堿度降低，有利于燒結過程中脫硫[17]。燒結過程中產(chǎn)生的液相數(shù)量是決定燒結礦的強度和成品率的主要因素[12]。自從19世紀末開始，鋼鐵企業(yè)就已經(jīng)開始考慮鐵礦粉以及包括含鐵廢料、粉塵、煙道灰、硫酸渣等工業(yè)過程廢料和副產(chǎn)品的造塊方法[7]。從我國鐵礦石資源情況來說，適量的進口鐵礦石滿足我國的經(jīng)濟發(fā)展，已是必然趨勢。而且中小礦多，大礦少，特大礦更少。北京科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）鐵礦粉燒結液相流動性鐵酸鈣液相工藝設計畢業(yè)論文目　　錄摘　　要 1Abstract 2引　　言 11文獻綜述 2 2 4 6 6 6 8 9 9 10 12 122燒結礦粉的理化基礎特性 15 15 15 17 24 253液相流動性指數(shù)測定 26 26 27 28 304液相流動性能新探索 32 32 34 37 37 40 415鐵酸鈣液相流動性能探索 43 43 44 46結　　論 50參 考 文 獻 51附錄A 外文原文 54附錄B 外文譯文 61致　　謝 75 2 北京科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）1文獻綜述根據(jù)有關資料可知，世界鐵礦石的可開采儲量為1500億噸。我國鐵礦床類型多，地質條件復雜，礦石品位低，平均品位僅為30%左右，以中低品位礦為主，%，%[3]。而我國從巴西、澳大利亞進口的原礦石品位為60%～68％，不用經(jīng)過選礦工序。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)應根據(jù)世界鐵礦石資源特點和供應狀況,依據(jù)最新的配礦理論及技術,合理選擇和有效利用國內(nèi)外鐵礦石資源,從而達到降低鋼鐵生產(chǎn)成本、增強企業(yè)競爭力的目的。燒結過程中產(chǎn)生一定數(shù)量的液相,是燒結原料固結成塊的基礎[11]在燃料燃燒產(chǎn)生的高溫作用下，固相反應中產(chǎn)生的低熔點化合物首先熔化,形成液相，并將其它未熔化的部分粘結起來，冷卻后成為多孔質的塊礦。燒結原料中除了富礦粉，還可以利用高爐爐塵、轉爐爐塵、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]。(1) SiO2對燒結的影響高SiO2型燒結礦，當堿度，其粘結相礦物主要是鐵橄欖石和玻璃質以及部分鈣鐵橄欖石。~，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。鐵礦石燒結過程中CaO是主要熔劑，對燒結過程中液相的形成起著決定作用。(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。砷在高爐冶煉過程中全部還原進入生鐵，砷能使鋼增加脆性，并使鋼的焊接性能變壞。目前與這一研究項目相關的國內(nèi)外其他研究者的工作還很少。因此，要獲得鐵酸鈣體系液相，首先取決于礦石的同化作用。因此可以通過配礦設計來控制燒結液相的流動性，掌握各鐵礦粉的液相流動性對提高燒結礦的產(chǎn)量、質量具有重要意義。已有研究結果表明，燒結礦的結構強度取決于殘留原礦和黏結相的自身強度及二者之間的接觸程度，合理地控制液相的流動性可確保接觸程度，從而有利于燒結礦獲得足夠的強度[31]。低溫燒結下形成的非勻質結構，其含鐵礦物的自身強度要高于粘結相強度，故在燒結工藝條件一定的情況下，粘結相的強度就成為制約燒結礦強度的因素[3335]。這些因素均對粘結相強度的提高有積極作用。鐵礦粉的粘結相自身強度特性表征的是鐵礦粉在燒結過程中形成的粘結相對其周圍的核礦石進行有效固結的能力，對燒結的產(chǎn)量及質量有重要影響。如果燒結礦中的復合鐵酸鈣數(shù)量較多且大多以熔蝕交織狀態(tài)存在，則燒結礦的還原性和強度均會明顯改善。然后，將鐵礦粉小餅試樣放入微型燒結實驗裝置()中按一定的燒結制度進行焙燒。化學成分是評價鐵礦粉常溫特性最基本和首要的指標，目前國內(nèi)大都對燒結鐵礦粉中含鐵氧化物采用化學分析。礦石中除Fe以外的其它化合物統(tǒng)稱為脈石。由于鐵酸鈣含量增加，燒結礦還原性變好；當堿度，隨著堿度的提高，粘結相中鐵酸鈣及硅酸二鈣含量增加，并出現(xiàn)硅酸三鈣，燒結礦還原強度不斷提高，粉化率降低。(2)Al2O3對燒結的影響當燒結料中含Al2O3較高時，可生成含Al2O3硅酸鹽，促進鐵酸鈣的生成，減少硅酸鈣的生成，從而降低粘結相的溫度，提高燒結礦的氧化度，降低其粉化率，對改善燒結礦的性質起良好作用。(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。而其它處于中間的鐵礦粉也需要看其它的成分來確定。燒損指鐵礦粉在燒結過程中水分的蒸發(fā)、結晶水的逸出和氧化物的分解等，導致礦石重量損失。FMG火箭粉、59%印度粉、麥克粉和PB粉燒損值較高，在6%~%之間。在一定范圍內(nèi)，CaO的含量越大越好，在做評價模型時，以所有試樣樣品中的最大值為標準，樣品中氧化鐵皮的CaO含量最高，達到了8%。將鐵礦粉和分析純CaO試劑研磨成150 μm(100目)的細粉狀，干燥后待用，均勻混合。燒結過程粘結相的產(chǎn)生主要取決于礦粉的物理化學變化，含有一定量CaO的鐵礦粉經(jīng)歷了加熱、固相反應、液相生成等過程，最終形成固結其他燒結原料的粘結相。表33給出了12種礦粉的最低同化溫度。SiO2含量也影響流動性能，一方面，SiO2是燒結液相生成的基礎，高SiO2含量的礦粉有利于燒結液相的形成，從而增大液相的流動性。~，對實際生產(chǎn)有很大的指導和借鑒意義。攝像及記錄系統(tǒng)，壓片機。流動性指數(shù)的測定過程中還會受到表面性質的影響，比如礦粉試樣表面的粗糙度。表41高堿度()流動性實驗CaO配量礦粉名稱SiO2(%)CaO(%)CaO加入量(g)草樓精粉海南富粉PB粉麥克粉海南精粉鐵鎂粉55%氧化鐵皮印尼粉梅山精粉秘魯精粉FMG粉59%印度粉注：表中SiO2和CaO含量引自前文將試樣放入高溫爐內(nèi)按設定的升溫制度進行焙燒，對試樣在升溫過程中進行攝像的同時記錄時間和溫度，為了確保計算機采集系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，攝像拍攝間隔設為3 s。我們通過拍攝的實時照片進一步觀察其在實驗過程中的現(xiàn)象，確定其熔化溫度和流動時間。對于6種未熔礦粉，我們用收縮比(實驗結束比開始時側向投影收縮的百分比)來衡量其熔化趨勢。本實驗通過對礦粉焙燒實驗過程的觀察，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時間兩個參數(shù)來描述可熔礦粉的燒結過程，收縮比來描述未熔礦粉的燒結過程。Fe2O3，熔點為1449 ℃，兩個不穩(wěn)定化合物：CaO鐵酸鈣液相是我們理想的粘結相，但是在實際生產(chǎn)中必然含有其他液相的固結。、海南富粉、海南精粉、鐵鎂粉55%、梅山精粉秘魯精粉均表現(xiàn)出很好的流動性能，我們可以推斷鐵酸鈣液相流動性能明顯優(yōu)于其他液相的流動性能。、秘魯精粉、海南精粉、鐵鎂粉55%、海南富粉梅山精粉均表現(xiàn)出較好的流動性能。根據(jù)相圖計算不同CaO/SiO2的比率時，固液兩相區(qū)中高FeOx含量區(qū)域的液相分數(shù)?？刂沏~礦石熔化性質和熔劑的配比對于促進銅的高效生產(chǎn)來說是很重要的。但是,溫度和氧分壓在燒結過程中都是變化很大的。取大約10 g的CaO，SiO2和FeO混合物粉塵在鉑坩堝(內(nèi)部35 mm,高度40 mm)中熔化，并在 CO–CO2氣氛中(流量:約140 cm3/min)與氧化球團(2CaOCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) .....................(1)?G176。分別通過ICPOES、滴定重鉻酸鉀和重量分析法分析Ca、Fe2+、。氣體流量設置為330cm3/min來控制