【正文】 了CaO–SiO2–FeO(方鐵礦)和CaOSiO2Fe3O4(尖晶石)三元系的液相線。本文首先通過化學(xué)平衡方法測定在溫度為1523 *103 Pa(*108 atm)條件下CaOSiO2FeOx系的液相線。6種礦粉實驗開始和結(jié)束的圖像如圖51所示。其中鐵酸鈣系具有良好的強(qiáng)度和還原性。流動性指數(shù)較高的印尼粉其流動時間較短，流動性指數(shù)較低的59%印度粉，其流動時間較長，熔化溫度較高。用電子秤稱取4 g鐵礦粉，在直徑25 mm的壓片機(jī)上以20Pa的壓力壓制成圓柱礦粉墊片，以20Pa壓力壓制礦粉墊片是因為部分礦粉難以壓制成型，采用較大壓力以使礦粉墊片具有固定形狀和一定強(qiáng)度，采用礦粉墊片是為了盡可能排除表面性質(zhì)的影響，更好的模擬實際燒結(jié)的燒結(jié)過程。4液相流動性能新探索本實驗采用的12種鐵礦粉來國內(nèi)外各地，其化學(xué)成分、燒損如前文所示。通過比較發(fā)現(xiàn)MgO含量高的鐵鎂粉55%流動性很差，而流動性能好的礦粉普遍MgO含量較低。將12種礦粉的流動性指數(shù)均值從大到小排列如圖32所示。%為最好，樣品中59%印度粉的Al2O3的含量最高，%，草樓精粉的Al2O3含量最低，%。%，%以下，見圖210。通常高爐渣中Al2O3含量控制在16%以下。這些礦物在冷卻過程中體積收縮，引起燒結(jié)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(qiáng)度高，存放粉化少，但其還原性差；~，粘結(jié)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(jié)構(gòu)仍以斑狀為主。并且這也只是一個終點參數(shù)，無法描述液相流動的過程。鐵礦粉燒結(jié)的理論和實踐都明：在燒結(jié)粘結(jié)相中，復(fù)合鐵酸鈣(SFCA)粘結(jié)相是最優(yōu)的。提高堿度可使CaO與鐵氧化物的接觸面積增大, 有利于改善生成低熔點液相的反應(yīng)熱力學(xué)、動力學(xué)條件。反之液相流動性過低時，粘結(jié)周圍物料的能力下降，易導(dǎo)致燒結(jié)礦中氣孔率增加，從而使燒結(jié)礦的強(qiáng)度下降。因此，研究鐵礦粉的同化性，對合理利用鐵礦石資源及優(yōu)化配礦提供技術(shù)基礎(chǔ)。另外，鉛在高爐內(nèi)有富集現(xiàn)象，造成高爐結(jié)瘤。通常高爐渣中Al2O3含量控制在16%以下。礦石中除Fe以外的其它化合物統(tǒng)稱為脈石。現(xiàn)代燒結(jié)生產(chǎn)抽風(fēng)燒結(jié)過程，是將鐵礦粉、熔劑、燃料、代用品及返礦按一定比例配成燒結(jié)混合料，添加適量的水分，經(jīng)過混合和制粒后鋪到燒結(jié)臺車上，在一定負(fù)壓下點火，在強(qiáng)制抽風(fēng)的作用下，料層內(nèi)燃料自上而下燃燒，產(chǎn)生熱量，混合料在高溫下發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化，部分散料熔化生成液相，冷卻后粘結(jié)周圍物料，最終固結(jié)生成燒結(jié)礦。我國鐵礦中硫、磷、二氧化硅等有害組分含量高，多組分共生鐵礦石占了很大比重，而且有用組分嵌布粒度細(xì)，因此采選難度大、效率低、鐵礦石產(chǎn)量難以滿足國內(nèi)需求[4]。按目前的鐵礦石開采速度，世界鐵礦資源可保證100年以上。因此從建立安全穩(wěn)定的供應(yīng)體系出發(fā)，加強(qiáng)國產(chǎn)鐵礦石生產(chǎn)，增加國產(chǎn)鐵礦石自給率，是確保鋼鐵行業(yè)和我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要策略。前者的粘接相以硅酸鹽熔體為主，而后者則以復(fù)合鐵酸鈣(SFCA)為主。由于鐵酸鈣含量增加，燒結(jié)礦還原性變好；當(dāng)堿度，隨著堿度的提高，粘結(jié)相中鐵酸鈣及硅酸二鈣含量增加，并出現(xiàn)硅酸三鈣，燒結(jié)礦還原強(qiáng)度不斷提高，粉化率降低[1819]。同時如果燒結(jié)過程中形成的液相量太多，一方面不利于燒結(jié)過程中氣體的通過；另一方面，液相冷卻形成粘結(jié)相的強(qiáng)度要低于礦石自身強(qiáng)度[2223]。堿金屬在爐內(nèi)有“自動富集”傾向，會破壞爐襯，造成爐墻結(jié)厚和結(jié)瘤；破壞焦炭的高溫強(qiáng)度，擴(kuò)大直接還原，導(dǎo)致焦比上升；降低人造富礦的熱強(qiáng)度，破壞高爐順行。試驗表明：褐鐵礦的同化性明顯高于赤鐵礦和磁鐵礦[29]。粘結(jié)相強(qiáng)度是指鐵礦粉在燒結(jié)過程中形成的液相對其周圍的礦粉進(jìn)行固結(jié)的能力，它對燒結(jié)礦的強(qiáng)度有著至關(guān)重要的作用。另外，CaO的加入量過多，容易生成高熔化溫度, 且粉化傾向嚴(yán)重的硅酸二鈣(C2S)，導(dǎo)致粘結(jié)相的自身強(qiáng)度下降。國內(nèi)普遍的做法是采用“基于流動面積的粘度測定法”[37]。將其結(jié)果取平均值。另外，由于低SiO2型燒結(jié)礦中低熔點粘結(jié)相少，而高熔點的基體Fe2O3或Fe3O4多，因此，燒結(jié)礦低SiO2型軟化溫度普遍高于高SiO2型。(4)MgO對燒結(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。第一次取樣每個礦粉做兩組平行分析試驗(試驗1和2)，第二次取樣，每個試樣重新分析(試驗3)，給出平均值和相對平均偏差。3液相流動性指數(shù)測定本實驗采用的12種鐵礦粉來國內(nèi)外各地，其化學(xué)成分、燒損如前文所示。因此，一般情況下, 隨著燒結(jié)溫度的升高，鐵礦粉的液相流動性相應(yīng)地增大。Al2O3屬于高熔點物質(zhì)，且它對硅酸鹽網(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性的傾向。但是，該指數(shù)仍然不夠完善，存在一定問題。由于低溫下難以有液相生成，故拍照從1100 ℃開始直至實驗結(jié)束。從前文可以看秘魯精粉、草樓精粉的流動性指數(shù)都較低，均低于1。Fe2O3和Fe2O3。6種礦粉的熔化和流動結(jié)束圖像如圖52所示。關(guān)鍵詞：相圖；CaOSiO2FeOFe2O3系；氧分壓；熱力學(xué)；熔化和凝固行為。而且，CaOSiO2FeOx系隨溫度和氧分壓變化的動態(tài)熔化和凝固性質(zhì)對于詳細(xì)解釋燒結(jié)現(xiàn)象來說是非?；A(chǔ)的。試劑級的SiO2粉末常用于制備樣品。熔化和凝固時間分別指完全熔化所需時間和樣品表面完全被固體覆蓋所需時間。首先，將樣品加熱并在控制氣氛中保溫1小時以保證熔融樣品與爐內(nèi)氣體達(dá)到平衡。SiO2和SiO2)達(dá)到平衡。Kimura等人已經(jīng)測繪了CaOSiO2FeOx渣系和CaOSiO2FeOxAl2O3MgO渣系在氧分壓介于空氣和在1573 K條件下FeFeO達(dá)到平衡時的氧分壓之間的相圖。2Fe2O3. 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