【正文】 品中MgO含量最高的鐵鎂55%%為標(biāo)準(zhǔn)。%時(shí)為宜。品位越大越好，其中秘魯精粉的含鐵量最高。圖212鐵礦粉的燒損(%)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。其為褐鐵礦，由于含有一定量的結(jié)晶水，燒損較其他鐵礦粉要高，配礦時(shí)應(yīng)控制配加比例。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(jié)晶水，高溫下FeO被還原。表24鐵礦粉的燒損(%)名稱試驗(yàn)1試驗(yàn)2試驗(yàn)3平均值相對(duì)平均偏差草樓精粉海南富粉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火箭粉 59%印度粉 在表24中海南富粉和氧化鐵皮的相對(duì)偏差都很大，超過50%，這兩種鐵礦粉不均勻。第一次取樣每個(gè)礦粉做兩組平行分析試驗(yàn)(試驗(yàn)1和2)，第二次取樣，每個(gè)試樣重新分析(試驗(yàn)3)，給出平均值和相對(duì)平均偏差。燒損的大小很大程度上影響著燒結(jié)固體燃料消耗的高低。由圖211可見，梅山精粉和鐵鎂粉55%%~%之間，麥克粉和59%%，%。圖29中，%%，%。表23燒結(jié)鐵礦粉中微量物質(zhì)化學(xué)成份(%)礦粉名稱MnOPTiO2ClSV2O5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火箭粉 /59%印度粉 圖27鐵礦粉中MnO含量(%)圖28鐵礦粉中P含量(%)圖29鐵礦粉中TiO2含量(%)圖210鐵礦粉中Cl含量(%)圖211鐵礦粉中S含量(%)59%%，氧化鐵皮、印尼粉和鐵鎂粉55%%~%，%以下，見圖27。表23給出了熒光衍射分析得到的燒結(jié)鐵礦粉中微量物質(zhì)的化學(xué)成份。相對(duì)59%印度粉和印尼粉為低品質(zhì)礦粉。如圖26所示，鐵鎂粉55%的MgO含量超過8%；%~%之間；氧化鐵皮、%~%之間；%。(4)MgO對(duì)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(diǎn)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(huì)。礦粉中的CaO含量高，必然節(jié)省為中和酸性氧化物所進(jìn)入的溶劑，對(duì)降低燃料消耗有利的。%~%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%。但是，燒結(jié)料中的Al2O3含量也應(yīng)控制，若Al2O3含量過高，使高爐渣中Al2O3含量超過22%~25%時(shí)，爐渣難熔而不易流動(dòng)，使冶煉造成困難。另外，針狀鐵酸鈣的生成量與Al2O3/SiO2值有關(guān)。并且Al2O3能加寬針狀鐵酸鈣存在的溫度范圍。%~%；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。~，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。另外，由于低SiO2型燒結(jié)礦中低熔點(diǎn)粘結(jié)相少，而高熔點(diǎn)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。低SiO2型燒結(jié)礦物組成與堿度的關(guān)系，類似于高SiO2型燒結(jié)礦。由于硅酸二鈣增加，粉化加劇，軟化溫度升高。表22燒結(jié)鐵礦粉中主要氧化物的含量(%)礦粉名稱SiO2Al2O3CaOMgO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火箭粉 59%印度粉 圖23鐵礦粉中SiO2含量(%)圖24鐵礦粉中Al2O3含量(%)圖25鐵礦粉中CaO含量(%)圖26鐵礦粉中MgO含量(%)(1)SiO2對(duì)燒結(jié)的影響高SiO2型燒結(jié)礦，當(dāng)堿度，其粘結(jié)相礦物主要是鐵橄欖石和玻璃質(zhì)以及部分鈣鐵橄欖石。表22給出了用熒光衍射分析得到南鋼燒結(jié)料的主要氧化物含量。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。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；%。TFe在60%以上的秘魯精粉、草樓精粉、海南富粉和PB粉為優(yōu)良，特別是秘魯精粉和草樓精粉。將其結(jié)果取平均值。鐵礦粉中的TFe和Fe的含量對(duì)燒結(jié)過程有很大的影響，表21為實(shí)驗(yàn)燒結(jié)鐵礦粉TFe和Fe的含量。2燒結(jié)礦粉的理化基礎(chǔ)特性燒結(jié)鐵礦粉的理化基礎(chǔ)特性，包括化學(xué)成分、粒度、升溫過程燒損和結(jié)晶水分解特性，是燒結(jié)礦原料的最基礎(chǔ)的性能。因此，根據(jù)某個(gè)溫度下的液相流動(dòng)面積來(lái)推斷其在燒結(jié)過程中的實(shí)際液相流動(dòng)面積是不足的。該方法測(cè)定的流動(dòng)性指數(shù)是在基于一個(gè)溫度點(diǎn)(考慮低溫?zé)Y(jié)原則，實(shí)驗(yàn)溫度選取在1250 ℃左右)的數(shù)值，而實(shí)際燒結(jié)過程中，溫度是有偏析的，靠近燃料處溫度較高，遠(yuǎn)離燃料處溫度較低。待試樣冷卻到100 ℃以下后取出，測(cè)定燒結(jié)后試樣的垂直投影面積，即為流動(dòng)面積。具體實(shí)驗(yàn)方法是：將鐵礦粉制成細(xì)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。：1—石英管，2—熱電偶，3—試樣臺(tái)及升降裝置，4—溫控儀電流表，5—溫控儀顯示器，6—溫控儀設(shè)置鍵，7—溫度表，8—?dú)怏w流量表及調(diào)節(jié)旋鈕，9—升降裝置速率表及調(diào)節(jié)旋鈕，10—?dú)怏w轉(zhuǎn)換開關(guān)，11—電源開關(guān)，12—升降裝置開關(guān)，13—紅外線快速高溫爐為客觀比較鐵礦粉燒結(jié)液相流動(dòng)性的大小，定義了一個(gè)流動(dòng)性指數(shù)[3841]:液相流動(dòng)性指數(shù)描述的是試樣因液相流動(dòng)而呈現(xiàn)出的面積增長(zhǎng)率，其數(shù)值越大，則流動(dòng)性越強(qiáng)。國(guó)內(nèi)普遍的做法是采用“基于流動(dòng)面積的粘度測(cè)定法”[37]。液相流動(dòng)性的大小一般可用黏度來(lái)衡量。增加燒結(jié)礦中的復(fù)合鐵酸鈣含量既有利于提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度，又有利于改善燒結(jié)礦的還原性。鐵酸鈣生成性能是指在燒結(jié)過程中復(fù)合鐵酸鈣的生成能力。通過實(shí)驗(yàn)研究可以掌握鐵礦粉的粘結(jié)相自身強(qiáng)度特性。不同種類的鐵礦粉, 在燒結(jié)條件下形成的粘結(jié)相自身強(qiáng)度特性各不相同。試樣的抗壓強(qiáng)度定義為：?jiǎn)蝹€(gè)燒成后試樣小餅壓潰時(shí)所承受的最小壓力，即量綱為：N(牛頓)/個(gè)(試樣)。它與鐵礦粉的自身特性發(fā)生綜合作用, 故應(yīng)該根據(jù)具體情況統(tǒng)籌考慮。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。但是，堿度升高后若出現(xiàn)過度熔化或者液相粘度過低，會(huì)使燒結(jié)體形成薄壁大孔的脆弱結(jié)構(gòu)。CaO的介入還能夠削弱硅氧復(fù)合陰離子組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有助于降低液相的粘度，改善粘結(jié)相的結(jié)構(gòu)；另外，燒結(jié)礦二元堿度的提高，有助于增加粘結(jié)相中復(fù)合鐵酸鈣礦物。燒結(jié)礦二元堿度受高爐爐料結(jié)構(gòu)的制約， 但是在一定范圍內(nèi)可以調(diào)整。前者有燒結(jié)溫度、氣氛、燒結(jié)礦二元堿度等；后者是生成粘結(jié)相的鐵礦粉的自身特性，如鐵礦粉的熔融特性、礦物學(xué)特性[36]。根據(jù)以往的研究結(jié)果可知，粘結(jié)相的礦物組成和結(jié)構(gòu)不同，其機(jī)械強(qiáng)度也不同；礦粉種類不同，生成的粘結(jié)相的礦物組成和結(jié)構(gòu)不同，這種不同是影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的重要因素之一。若粘結(jié)相和含鐵礦物的自身強(qiáng)度高，則在其他條件相同的情況下，燒結(jié)礦的強(qiáng)度也高。鐵礦物相本身具有較好的強(qiáng)度,因此對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度起限制作用的粘結(jié)相自身的強(qiáng)度和粘結(jié)相與鐵礦物相間的粘結(jié)強(qiáng)度。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(duì)其周圍的礦粉進(jìn)行固結(jié)的能力，它對(duì)燒結(jié)礦的強(qiáng)度有著至關(guān)重要的作用。因此，液相流動(dòng)性是燒結(jié)礦強(qiáng)度的一項(xiàng)重要控制因素，適宜的液相流動(dòng)性才是燒結(jié)礦強(qiáng)度的保障。但是，粘結(jié)相的流動(dòng)性也不能過大，否則對(duì)周圍物料的粘結(jié)層厚度會(huì)變薄，燒結(jié)礦易形成薄壁大孔結(jié)構(gòu)，使燒結(jié)礦整體變脆，強(qiáng)度降低，也使燒結(jié)礦的還原性變差。一般來(lái)說，液相流動(dòng)性較高時(shí)，其粘結(jié)周圍的物料的范圍也較大，因此可以提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度。因?yàn)?，一種物質(zhì)的“熔化”并不代表其一定就會(huì)“流動(dòng)”。高堿度燒結(jié)礦的固結(jié)主要是依靠發(fā)展液相來(lái)實(shí)現(xiàn)，液相量對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度有重要的影響，若液相生成量適度、粘度適宜時(shí)，燒結(jié)礦形成微孔海綿狀結(jié)構(gòu)，這種燒結(jié)礦還原性好、強(qiáng)度高[30]。不同種類的鐵礦粉由于自身特性的不同，在燒結(jié)過程中形成的液相流動(dòng)性也各不同。由此可見，鐵礦粉的同化性好壞對(duì)燒結(jié)礦的性能有很大的影響，因此有必要研究各種鐵礦粉的同化性以利于燒結(jié)指標(biāo)的改善。試驗(yàn)表明：褐鐵礦的同化性明顯高于赤鐵礦和磁鐵礦[29]。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(shí)其自身的致密性、結(jié)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]。以鐵酸鈣作為燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相時(shí)，燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性都很好。鐵礦粉的同化性表征其在燒結(jié)過程中生成液相的難易程度，是燒結(jié)礦有效固結(jié)的基礎(chǔ)。在鐵礦粉燒結(jié)過程中，燒結(jié)礦的粘結(jié)相的形成始于CaO和Fe2O3的固相反應(yīng)，而最終得到以鐵酸鈣為主的礦物組成。在國(guó)外，為數(shù)不多的研究工作僅限于對(duì)鐵礦粉的同化性(反應(yīng)性)的評(píng)價(jià)方面[2527]，而且對(duì)鐵礦粉的同化性在燒結(jié)過程中的影響機(jī)理和定量化方面仍缺乏認(rèn)識(shí)。鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性主要包括：同化性能、液相流動(dòng)性能、粘結(jié)相強(qiáng)度性能、鐵酸鈣生成性能、連晶性能、粘附粉/核礦石的高溫結(jié)合性能，等等。所謂鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性, 就是指鐵礦石在燒結(jié)過程中呈現(xiàn)出的高溫物理化學(xué)性質(zhì)。堿金屬在爐內(nèi)有“自動(dòng)富集”傾向，會(huì)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。氟過高會(huì)使?fàn)t內(nèi)成渣過早，不利于礦石還原，且其渣會(huì)侵蝕高爐風(fēng)口及爐襯。鋅易還原，不溶于鐵水，在高爐內(nèi)有揮發(fā)現(xiàn)象，在爐底低溫處可冷凝沉淀，使磚縫膨脹，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起高爐結(jié)瘤。鉛的密度大于鐵水，不溶于鐵水，極易滲入磚縫，破壞爐底砌磚。高爐冶煉也不能脫磷，全部還原靜茹生鐵。燒結(jié)球團(tuán)脫硫率80%~90%，高爐中脫硫率90%以上。因此，MgO含量的增加會(huì)降低燒結(jié)礦的強(qiáng)度。(4)MgO對(duì)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(diǎn)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(huì)。同時(shí)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]。隨著CaO量的增加，燒結(jié)過程中通過固相反應(yīng)形成較多的低熔點(diǎn)化合物，隨著燒結(jié)過程中溫度的升高，則會(huì)有較多的液相生成。(3) CaO對(duì)燒結(jié)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(jié)礦達(dá)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。但是，燒結(jié)料中的Al2O3含量也應(yīng)控制，若Al2O3含量過高，使高爐渣中Al2O3含量超過22%~25%時(shí)，爐渣難熔而不易流動(dòng)，使冶煉造成困難。另外，針狀鐵酸鈣的生成量與Al2O3/SiO2值有關(guān)。(2) Al2O3對(duì)燒結(jié)的影響當(dāng)燒結(jié)料中含Al2O3較高時(shí)，可生成含Al2O3硅酸鹽，促進(jìn)復(fù)合鐵酸鈣的生成，減少硅酸鈣的生成，從而降低粘結(jié)相的溫度，提高燒結(jié)礦的氧化度，降低其粉化率，對(duì)改善燒結(jié)礦的性質(zhì)起良好作用。同時(shí)，又由于SiO2含量低，生成硅酸二鈣數(shù)量少，破壞力小，故還原粉化小。相同堿度下，SiO2含量低時(shí)，粘結(jié)相數(shù)量少，所以其強(qiáng)度低于高SiO2型。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]。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。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。因?yàn)镕e含量越高的礦石，脈石含量越低，則冶煉時(shí)所需溶劑量和形成的渣量也越少，用于分離渣與鐵所耗能量降低。含F(xiàn)e品位是鐵礦石最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，礦石品位基本上決定了礦石的價(jià)格，即冶煉的經(jīng)濟(jì)性。此外，燒結(jié)過程還可以脫除80~90%的S和F、As等有害雜質(zhì)，因此大大減輕了高爐冶煉過程中的脫硫任務(wù)，燒結(jié)礦堿度降低，有利于燒結(jié)過程中脫硫[17]。燒結(jié)礦屬于人造富礦。SFCA被認(rèn)為是燒結(jié)礦中質(zhì)量最佳的粘結(jié)相，傳統(tǒng)意義上對(duì)其認(rèn)識(shí)包含：它的強(qiáng)度和還原性等均優(yōu)良；只能在相對(duì)較低的燒結(jié)溫度(1250—1280 ℃)下獲得，其形態(tài)隨溫度變化而變化等[13]；低溫?zé)Y(jié)的理論基礎(chǔ)就是SFCA理論，溫度過高不僅不利于SFCA的生成，反而會(huì)使鐵酸鈣的形態(tài)發(fā)生變化，甚至發(fā)生分解而減少。前者的粘