【正文】 燒結(jié)過程中一些低熔點(diǎn)物質(zhì)在高溫下，熔化成液態(tài)物質(zhì)，在冷卻過程中，液體物質(zhì)凝固而成為哪些尚未熔化和溶入液相的顆粒的堅固連接橋。因此，液相生成是燒結(jié)成型的基礎(chǔ)，液態(tài)物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)是影響燒結(jié)固結(jié)好壞，乃至燒結(jié)礦冶金性能優(yōu)劣的最重要因素。燒結(jié)過程中形成的液相主要有四種：FeO—SiO2(鐵橄欖石)系、CaO—SiO2(硅酸鈣)系、CaO—Fe2O3(鐵酸鈣)系、CaO—SiO2—FeO(鈣鐵橄欖石)系。其中鐵酸鈣系具有良好的強(qiáng)度和還原性。該系中有一個穩(wěn)定的化合物2CaOFe2O3，熔點(diǎn)為1449 ℃，兩個不穩(wěn)定化合物：CaOFe2O3和CaO2Fe2O3，前者異分熔點(diǎn)為1215 ℃，后者在1155 ℃~1225 ℃時穩(wěn)定，在1155 ℃時分解為CaOFe2O3和Fe2O3。形成鐵酸鈣的條件是CaO與Fe2O3同時存在，但Fe2O3在高溫下不穩(wěn)定，或被還原，或被分解為Fe3O4，因而在燒結(jié)過程中需要維持較低溫度和強(qiáng)氧化性氣氛。上述化合物和共熔物的熔化溫度均較低，而且在低熔點(diǎn)液相生成后，進(jìn)一步溶解燒結(jié)料中的CaO、Fe2O3，其熔點(diǎn)還有下降趨勢。所以燒結(jié)熔劑性燒結(jié)礦時，燒結(jié)溫度并不高，也不需要過多的燃料消耗。由于鐵酸鈣粘結(jié)相的優(yōu)良性能，目前的燒結(jié)生產(chǎn)大多以鐵酸鈣液相固結(jié)成礦，高堿度燒結(jié)和低溫?zé)Y(jié)很大程度上正是據(jù)此得以應(yīng)用。鐵酸鈣液相是我們理想的粘結(jié)相，但是在實際生產(chǎn)中必然含有其他液相的固結(jié)。，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。本實驗通過CaO的配量來使其理論成分中CaO的物質(zhì)的量與Fe2O3的物質(zhì)的量比為1：1，即探討生成液相理論成分為CaOFe2O3的流動性能。實驗設(shè)備、儀器和方法同前探索實驗一致，選取22種礦粉中較有代表性的10種礦粉進(jìn)行實驗， g，CaO配量如表51所示。表51鐵酸鈣(鈣鐵比為1：1)液相流動性實驗CaO配量礦粉名稱TFe/ %FeO/ %CaO加入量/g草樓精粉海南富粉海南精粉鐵鎂粉55%印度粉梅山精粉南非富粉秘魯精粉FMG粉59%印度粉注：TFe和FeO含量引用自前文實驗的具體步驟和方法同前文一致。10種礦粉實驗開始和結(jié)束的圖像如圖51所示。礦粉種類實驗開始時間實驗結(jié)束時間草樓精粉海南富粉海南精粉鐵鎂粉55%印度粉梅山精粉南非富粉秘魯精粉FMG粉59%印度粉圖51燒結(jié)礦粉實驗反應(yīng)前后對比從圖51中可以看出本實驗的10種礦粉均熔化，表現(xiàn)出很好的流動性能。，、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。鐵酸鈣系不僅具有良好的還原性和強(qiáng)度，還具有很好的流動性。參考前文探索實驗分別確定10種礦粉在本條件下的熔化溫度和流動時間。10種礦粉的熔化和反應(yīng)結(jié)束圖像如圖52所示。礦粉名稱熔化圖像反應(yīng)結(jié)束圖像草樓精粉1251 ℃ 1572 s1261 ℃ 1660 s海南富粉1300 ℃ 774 s1308 ℃ 854 s海南精粉1299 ℃ 1486 s1309 ℃ 1572 s鐵鎂粉55%1303 ℃ 632 s1328 ℃ 850 s印度粉1297 ℃ 1056 s1306 ℃ 1142 s梅山精粉1328 ℃ 1140 s1344 ℃ 1278 s南非富粉1269 ℃ 534 s1279 ℃ 630 s秘魯精粉1305 ℃ 1486 s1313 ℃ 1564 sFMG粉1261 ℃ 1382 s1271 ℃ 1478 s59%印度粉1311 ℃ 864 s1320 ℃ 944 s圖52鐵礦粉的熔化和反應(yīng)結(jié)束由圖52確定10種鐵礦粉的熔化溫度和流動時間列入表52表52鐵礦粉熔化溫度和流動時間礦粉名稱熔化溫度/ ℃流動時間/ s草樓精粉125188海南富粉130080海南精粉129986鐵鎂粉55%1303218印度粉129786梅山精粉1328138南非富粉126996秘魯精粉130578FMG粉12619659%印度粉131180據(jù)此，圖53和圖54給出按大小排列的10種礦粉的熔化溫度和流動時間。圖43鐵酸鈣液相熔化溫度圖43鐵酸鈣液相流動時間從圖43中觀察發(fā)現(xiàn)草樓精粉、FMG粉、南非富粉的半球溫度較低，低于1280 ℃；鐵鎂粉55%、秘魯精粉、59%印度粉、梅山精粉的溫度較高，高于1300 ℃；10種礦粉的半球溫度均高于1250 ℃。從圖44中發(fā)現(xiàn)半球反應(yīng)時間普遍較短，除鐵鎂粉55%、梅山精粉外，其余8種礦粉半球反應(yīng)時間均低于100 s。草樓精粉、FMG粉、南非富粉的半球溫度較低，半球反應(yīng)時間較短，表現(xiàn)出較好地流動性能；梅山精粉、鐵鎂粉55%半球溫度較高，半球反應(yīng)時間較長，其流動性相對較差。、秘魯精粉、鐵鎂粉55%、梅山精粉、海南精粉、海南富粉均表現(xiàn)出較好的流動性能。對比可知，鐵酸鈣粘結(jié)相的流動性能會大大改善；對于可熔礦粉來說，鐵酸鈣粘結(jié)相對其流動性能的改善不夠明顯。，鐵酸鈣液相能大幅改善其流動性能。如草樓精粉、秘魯精粉、鐵鎂粉55%、梅山精粉、海南精粉、海南富粉試樣不僅熔化，而且表現(xiàn)出較好的流動性能。，如表43和表44所示。表43兩種條件下鐵礦粉的熔化溫度礦粉名稱℃鐵酸鈣液相熔化溫度/ ℃印度粉12201297南非富粉12861269FMG粉1277126159%印度粉13101311表44兩種條件下鐵礦粉的流動時間礦粉名稱鐵酸鈣液相流動時間/ s印度粉6986南非富粉4896FMG粉639659%印度粉19280通過對比可知對于印度粉鐵酸鈣液相下熔化溫度變高、流動時間變長，可能是由于CaO量過高所致，而南非富粉、FMG粉、59%印度粉的參數(shù)變化不大。鐵酸鈣系不僅具有良好的還原性和強(qiáng)度，還具有很好的流動性能。在燒結(jié)生產(chǎn)中促進(jìn)鐵酸鈣液相生成的具有更大的意義，在燒結(jié)礦流動性能變差的情況下，不僅可以通過配加流動性好的礦粉，還可以適當(dāng)調(diào)整其燒結(jié)參數(shù)以促進(jìn)鐵酸鈣液相生成。結(jié)　　論本文是對22種礦粉的理化特性和流動性能進(jìn)行了分析和探索，通過模擬燒結(jié)實驗過程的觀測，參照前人的經(jīng)驗嘗試提出描述流動性能的過程參數(shù)，主要結(jié)論如下：測定了22種礦粉的理化特性。燒結(jié)鐵礦粉的理化基礎(chǔ)特性主要包括化學(xué)成分、燒損等。其中化學(xué)成分當(dāng)中影響燒結(jié)性能的指標(biāo)主要是品位、Al2O3的含量、MgO的含量、有害元素的含量、SiO2的含量。品位越大越好，其中秘魯精粉的含鐵量最高，菲律賓粉含鐵量最低。%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， %。 %時為宜。鐵礦粉的燒損有正有負(fù)，出現(xiàn)負(fù)值是因為有的礦粉中的Fe是以低價態(tài)的形式出現(xiàn)的，在焙燒過程中會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。測定了22種礦粉的流動性指數(shù)。液相流動性指數(shù)描述的是試樣因液相流動而呈現(xiàn)出的面積增長率，其數(shù)值越大，則流動性越強(qiáng)。哈楊迪粉、麥克粉、印尼粉、海南精粉流動性指數(shù)較高、流動性能較好；新西蘭精粉、紐曼粉、海南富粉、秘魯精粉、59%印度粉、鐵鎂粉50%、馬來西亞粉、南非富粉、俄羅斯精粉、草樓精粉流動性指數(shù)較低、流動性能較差。嘗試改進(jìn)燒結(jié)實驗，通過實時監(jiān)控設(shè)備觀察實驗過程的試樣變化，分析其流動性能。參考煤灰熔融性的國家標(biāo)準(zhǔn)和保護(hù)渣熔點(diǎn)的測定方法，我們將粘結(jié)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；從試樣熔化到反應(yīng)結(jié)束的時間定義為流動時間。用熔化溫度和流動時間來評價可熔礦粉，用收縮比來衡量未熔礦粉。通過與流動性指數(shù)的對比可知這些參數(shù)與流動性指數(shù)具有整體上的一致性和一定的差異性。從22種礦粉種選取有代表性的10種礦粉，按鈣鐵比為1:1確定CaO配量。通過觀察實驗中現(xiàn)象來分析鐵酸鈣液相的流動性能。，鐵酸鈣液相能大幅改善其流動性能。鐵酸鈣系不僅具有良好的還原性和強(qiáng)度，還具有很好的流動性能。參 考 文 獻(xiàn)[1] 張典波、萬海明、鄭江. 世界鐵礦石資源情況及中國鐵礦石供需姿態(tài)[J]. 中國冶金，2004，(27)：26~29.[2] 馬建明，吳初國. 我國低品位資源的開發(fā)利用[J]. 中國金屬通報，2008，(29)：28～29.[3] 曹新元，呂古賢，朱裕生. 我國主要金屬礦產(chǎn)資源及區(qū)域分布特點(diǎn)[J]. 資源產(chǎn)業(yè)，2004，6(4)：20～22.[4] 馮偉、孫燕、熊發(fā)揮. 淺析我國鐵礦石資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 四川地質(zhì)學(xué)報，2010，(30)：1~3.[5] 《中國礦床》編委會. 中國礦床[M].北京：地質(zhì)出版社，1994，402～406.[6] 孫國龍, 吳勝利, 郝志忠, 等. 包鋼高爐特殊礦強(qiáng)化冶煉綜合技術(shù)[J]. 鋼鐵，2007，42(11)：21～26.[7] Ball，D. 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