蘭州理工大學鋼鐵冶金第二章高爐煉鐵原料(編輯修改稿)
2025-01-19 02:33 本頁面
【文章內容簡介】 現(xiàn)溫度 ℃ ） Fe2O3+SiO2 Fe2O3在 SiO2中的固熔體 575 Fe3O4+SiO2 2FeOSiO2鐵橄欖石 990~1100 CaO+Fe2O3 CaOFe2O3鐵酸一鈣 500、 600、 6650、 675 CaCO3+Fe2O3 CaOFe2O3鐵酸一鈣 590 CaO+SiO2 2CaOSiO2正硅酸鈣 500、 6 690 MgO+SiO2 2MgOSiO2鎂橄欖石 680 MgO+Fe2O3 MgOFe2O3鐵酸鎂 600 主要的固相反應開始出現(xiàn)溫度 液相的生成是鐵礦石燒結造塊的基礎，當料層溫度升高時，低熔點礦物以及礦物間的共熔體生成熔融狀態(tài)的液相。 液相的性質和數(shù)量對燒結礦的強度和還原性影響很大 。 （ 1）非熔劑（酸性）性燒結礦的主要液相系 酸性燒結料的組成： Fe2O Fe3O SiO2 酸性燒結礦成礦過程的主要液相系： FeO— SiO2 FeOSiO2： 2FeOSiO2是酸性燒結礦的 主要粘結相 ，隨 FeO熔入液相，液相熔點下降； FeO— Fe3O4 （純磁鐵礦燒結時的主要粘結相） Fe3O4— 2FeOSiO2：隨 Fe3O4熔入液相，液相熔點升高。 3）燒結礦的液相反應 a) FeO— SiO2體系： 固相反應產物： 2FeOSiO2 （ FeO72%、 SiO2 28%，數(shù)量比較少） 熔點 1205℃ 共晶系： 2FeOSiO2— FeO （ FeO76%、 SiO2 %） 熔點 1177℃ FeOSiO2體系形成條件：① 較高的溫度（礦石中 SiO2很少，即使全部形成 2FeOSiO2，產生的液相量很少 ,提高溫度讓更多的 FeO熔入液相 )。② 較強的還原氣氛，使 Fe3O4還原成 FeO 2Fe3O4+3SiO2+2CO=3(2FeOSiO2)+2CO2 在酸性燒結礦中，足夠的鐵橄欖石液相數(shù)量是保證燒結礦強度必須的。 Fe2O3不與 SiO2反應 此體系有一個低共熔點： 2FeOSiO 2（ 83%） — Fe3O4（ 17%） 熔點 1142℃ ，比鐵橄欖石熔點還低，因而它在燒結過程中首先形成液相。隨物料中 Fe3O4逐漸溶入液相，液相的熔點升高。當液相達到影線部分時，大部分 Fe3O4（ 70%左右）熔入液相中。因此，在燒結酸性燒結料時，要在固體物料熔入液相前需加熱到很高溫度 ，所以要求較 高的配碳量。 當高溫的液相冷卻時， 在陰影部分的液相首先析出磁鐵礦晶體， 液相中鐵橄欖石成分不斷增加，當溫度繼續(xù)下降，以鐵橄欖石占主要成分的液相最后凝固在磁鐵礦晶體周圍， 形成粒狀結構 。 b) Fe3O4— 2FeOSiO2體系 Fe2O3不與 SiO2反應x （ 2）自熔性燒結礦的主要液相系 二元堿度 R=~，燒結料中加入相當數(shù)量的 CaO 自熔性燒結料組成： Fe2O Fe3O CaO、 MgO、 SiO2 成礦過程的主要液相體系： CaOSiO CaOFeOSiO CaOMgOSiO CaOSiO2Al2O3FeO、 2 CaOSiO22FeOSiO2 a) 硅酸鈣（ CaOSiO2）系 主要化合物： 2 CaOSiO2 正硅酸鈣 熔點 2130℃ 開始形成溫度 500~690℃ 3 CaOSiO2 硅酸三鈣 在 1250~2070℃ 穩(wěn)定 ， 1250℃ 以下分解 3 CaO2SiO2 硅鈣石在 1464℃ 分解成 2 CaOSiO2 +L CaOSiO2 硅灰石熔點 1544℃ 共熔點： CaOSiO2 +SiO2 共熔點 1436℃ CaOSiO2 + 3CaO2SiO2 共熔點 1460℃ 2CaOSiO2 +CaO 共熔點 2050℃ 這個體系的熔化溫度都比較高，燒結條件下（ 1200~1450℃ ）產生的液相量不會很多，但其中的正硅酸鈣 2CaOSiO2 是固相反應的最初產物，熔點又很高，燒結過程不會全部熔化 (熔化后也不分解 ),直接轉移到燒結礦中。 但 2CaOSiO2 能與 2FeOSiO2 形成低熔點固溶體（鈣鐵橄欖石） ,熔點在 1170~1206℃ 之間 ,因而在燒結溫度下能形成液相，冷卻時 2CaOSiO2 從共晶混合物中析出。 若正硅酸鈣在液相結晶時單獨析出，或被 其它粘結相包裹 ，將對燒結礦產生十分有害的影響。 b）鈣鐵橄欖石（ CaOFeOSiO2）系 是高溫還原性氣氛下生產熔劑性燒結礦時的主要粘結相之一。 ? 鈣鐵橄欖石 [（ CaO） x（ FeO） 2x（ SiO2）， x=~]是 2CaOSiO2與 2FeOSiO2形成的固熔體， x =1時的熔點1206℃ 。 ? 該體系的主要礦物： 鐵黃長石 2CaOFeOSiO2 鈣鐵橄欖石 CaOFeOSiO2 熔化溫度在 1030~1206℃ 鈣 鐵 輝 石 CaOFeO2SiO2 ? 隨燒結礦堿度升高，鈣鐵橄欖石逐漸取代鐵橄欖石。冷卻時過量的 2CaOSiO2從液相中首先析出， 最后析出的鈣鐵橄欖石包裹在 2CaOSiO2外面 。 ? 鈣鐵橄欖石熔化溫度比鐵橄欖石低，液相粘度小，料層透氣性好，但燒結礦急劇冷卻時，液相來不及結晶而形成各種過冷成分的含鐵玻璃質，使燒結礦呈粗孔薄壁結構，強度差。（冷卻強度：上層 120~130℃ /min，下層40~50℃ /min）。 ? 鈣鐵橄欖石系粘結相的生成條件： ? 需要足夠多數(shù)量的 FeO，故配碳量要高，還原性氣氛要強。 ? c）鈣鎂橄欖石（ CaOMgOSiO2）系 ? 加入部分白云石生產熔劑性燒結礦時會產生此液相系。 ? 主要礦物：鎂橄欖石（ 2MgOSiO2） 熔點 1890℃ ? 混合物熔點在
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