【正文】 加了20%,說(shuō)明燒結(jié)行業(yè)在脫硫方面做了很多工作,如采用進(jìn)口低硫礦等。由于一些歷史原因,在我國(guó)燒結(jié)發(fā)展過(guò)程中對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫一直不夠重視,燒結(jié)脫硫基本是個(gè)空白。進(jìn)入21世紀(jì),環(huán)境壓力越來(lái)越大,我國(guó)燒結(jié)煙氣的脫硫步入了起步階段,已經(jīng)有部分鋼鐵企業(yè)開(kāi)始實(shí)施或即將實(shí)施。廣鋼對(duì)1 臺(tái)24 m2 燒結(jié)機(jī)采用了石灰2石膏法進(jìn)行脫硫,已投入運(yùn)行。石鋼對(duì)3號(hào)和4號(hào)燒結(jié)機(jī)采用了密相干塔法進(jìn)行脫硫,已經(jīng)投入運(yùn)行。柳鋼二燒2臺(tái)燒結(jié)機(jī)采用氨2硫銨法進(jìn)行脫硫,也已投產(chǎn)。包鋼根據(jù)自產(chǎn)礦的特點(diǎn),采用創(chuàng)新的ENS 環(huán)保新工藝,除氟率、脫硫率分別達(dá)到95%和75%以上。我國(guó)燒結(jié)減排二氧化硫的對(duì)策A 從源頭控制SO2 的產(chǎn)生　B 結(jié)合燒結(jié)工藝合理降低投資 　C 開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的脫硫技術(shù) D 加快淘汰落后設(shè)備　E 建設(shè)示范工程 F 國(guó)家政策扶持[16]5) 　包鋼燒結(jié)球團(tuán)產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平差距(1)鐵品位與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平比低約2個(gè)百分點(diǎn)。(2)高爐返礦率與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平比高約3個(gè)百分點(diǎn)。(3)燒結(jié)礦和球團(tuán)礦質(zhì)量穩(wěn)定性有較大差距,主要表現(xiàn)在二燒4臺(tái)小燒結(jié)機(jī)上和球團(tuán)4 座豎爐上,這是工藝本身具有先天的不足。(4)冶金性能還在白云鄂博礦特殊性上有所體現(xiàn)。指標(biāo)上的差距還體現(xiàn)在包鋼燒結(jié)鐵料結(jié)構(gòu)中細(xì)精礦的比例偏高上。(5)環(huán)保節(jié)能項(xiàng)目在分散的4臺(tái)90 m2 燒結(jié)機(jī)或4座豎爐上難以實(shí)施,主要原因是分散治理會(huì)使投資升高[17]。第二章 改變F含量燒結(jié)基礎(chǔ)特性的實(shí)驗(yàn)研究 實(shí)驗(yàn)原料按照K2O：Al2O3：::3，模擬鉀長(zhǎng)石化學(xué)成分。采用固相合成法，控制合成反應(yīng)由難向易進(jìn)行以減少穩(wěn)定雜質(zhì)相的生成，即先對(duì)K2O和Al2O3進(jìn)行合成，然后再加入SiO2，調(diào)整溫度與時(shí)間，合成鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8（3SiO2）純化學(xué)試劑。以鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8（3SiO2）。 CaO、Fe2O3純化學(xué)試劑為原料配制燒結(jié)混合料，、Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%、進(jìn)行不同F(xiàn)含量（%、%、%、%）下鐵酸鈣的生成實(shí)驗(yàn)。 燒結(jié)試樣的化學(xué)成分 單位 gF含量（%）CaF2CaOFe2O3鉀長(zhǎng)石總量表 含有K2O百分含量表 （%）F含量（%）CaF2Al2O3SiO2CaOFe2O3K2O表 不含有K2O百分含量表 （%）F含量（%）CaF2Al2O3SiO2CaOFe2O3 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備 微型燒結(jié)法簡(jiǎn)介微型燒結(jié)法是根據(jù)燒結(jié)過(guò)程中的溫度、廢氣成份變化和不同區(qū)域的礦相結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的一種燒結(jié)固結(jié)機(jī)理研究方法[37]。該法能夠定性地模擬燒結(jié)溫度、氣氛的變化對(duì)礦物形成帶來(lái)的影響。微型燒結(jié)法與燒結(jié)生產(chǎn)或燒結(jié)杯試驗(yàn)相比，因?yàn)楸荛_(kāi)了混料、制粒、布料、燃料及工藝操作參數(shù)等因素的影響，所以能夠有針對(duì)性地進(jìn)行單因素解剖分析[38]，因此更適合于指導(dǎo)本次實(shí)驗(yàn)研究。一. 燒結(jié)氣氛的模擬微型燒結(jié)法一般是以在N2氣氛下的焙燒過(guò)程模擬實(shí)際燒結(jié)過(guò)程的燃燒帶及其以前部分，以在空氣氣氛下的焙燒過(guò)程模擬相應(yīng)的高溫氧化帶及其以后部分。由燒結(jié)過(guò)程的氣氛可知，F(xiàn)e2O3的變化最為常見(jiàn)。因此，模擬實(shí)際燒結(jié)過(guò)程Fe2O3的變化是微型燒結(jié)法必須考慮的問(wèn)題。根據(jù)熱力學(xué)原理可作如下分析。Fe2O3的分解反應(yīng)及其標(biāo)準(zhǔn)生成自由能變化為：6Fe2O3＝4Fe3O4＋O2△G0＝ （21）又由化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K得出：△G0＝RT㏑K=RT㏑PO2 （22）聯(lián)立（21）、(22)式，即可求出Fe2O3在任意溫度分解時(shí)的氧平衡分壓數(shù)PO2，或在某PO2下分解所需的溫度范圍。在微型燒結(jié)法中的N2階段，使用高純氮?dú)鈺r(shí)，系統(tǒng)的氧分壓大約在10Pa左右。因此，用N2氣氛的焙燒可以模擬實(shí)際燃燒終點(diǎn)以前的各種反應(yīng)。即以Fe2O3的分解反應(yīng)代替其還原反應(yīng)，分解效果相當(dāng)于燒結(jié)條件下Fe2O3分解與還原的總和。在這一階段的鐵酸鈣、硅酸鹽玻璃相等的形成也基本與實(shí)際燒結(jié)過(guò)程相似。在微型燒結(jié)法中，由N2換為空氣后，則形成完全的空氣氣氛，系統(tǒng)的氧勢(shì)大于實(shí)際燒結(jié)后期的高溫氧化階段，其結(jié)果是燒結(jié)小餅的氧化效果要略強(qiáng)于實(shí)際燒結(jié)過(guò)程。作為一種基礎(chǔ)試驗(yàn)方法，并不會(huì)對(duì)其相對(duì)比較結(jié)果產(chǎn)生影響，因此這樣簡(jiǎn)化是可行的。二．燒結(jié)溫度模擬微型燒結(jié)法模擬實(shí)際燒結(jié)生產(chǎn)的升溫和降溫過(guò)程，可以通過(guò)調(diào)節(jié)微型燒結(jié)裝置的溫度來(lái)完成。實(shí)際燒結(jié)料層包括預(yù)熱帶、燃燒帶和冷卻帶，燃燒帶焦粉附近局部氣氛為還原段和氧化段。與之對(duì)應(yīng)，微型燒結(jié)法升溫過(guò)程分為升溫段、恒溫段、降溫段：恒溫段氣氛又分為氮?dú)舛魏涂諝舛?。可?duì)微型燒結(jié)法的試驗(yàn)過(guò)程描述如下。～1000℃的升溫段該段相當(dāng)于實(shí)際燒結(jié)料層的預(yù)熱干燥帶。其間主要發(fā)生水分蒸發(fā)、結(jié)晶水分解、碳酸鹽分解等物理化學(xué)反應(yīng)。試樣升溫時(shí)間與實(shí)際燒結(jié)過(guò)程的料層厚薄以及所處的位置相關(guān)。所以，升溫時(shí)間越長(zhǎng)，相當(dāng)于燒結(jié)料層越厚，燒結(jié)小餅結(jié)構(gòu)接近于下層燒結(jié)礦。反之，試樣升溫時(shí)間越短，相當(dāng)于燒結(jié)料層越薄，燒結(jié)小餅結(jié)構(gòu)近于上層燒結(jié)礦。另外，試樣小餅的周邊，由于所處高溫時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，相當(dāng)于燒結(jié)料層的下層；小餅的中心，則相當(dāng)于燒結(jié)表層?！妗罡邷囟鹊纳郎囟渭暗?dú)夂銣囟卧摱蜗喈?dāng)于實(shí)際燒結(jié)料層的燃燒帶。其間主要發(fā)生Fe2O3的還原、硅酸鹽和鐵酸鹽的形成等物理化學(xué)反應(yīng)。在最高溫度時(shí)，氮?dú)庀碌耐Ａ魰r(shí)間可以模擬實(shí)際燒結(jié)過(guò)程燃燒帶的厚薄和配碳量的高低。停留時(shí)間越長(zhǎng)，則對(duì)應(yīng)燃燒帶越厚、配碳越高的情況。反之，停留時(shí)間越短，則與燃燒帶越薄、配碳越低相對(duì)應(yīng)。改換空氣后，最高溫度下的停留時(shí)間，可以模擬實(shí)際燒結(jié)料層的燃燒終點(diǎn)后的高溫氧化階段。其間主要發(fā)生Fe3O4的氧化、Fe2O3和Fe3O4的再結(jié)晶長(zhǎng)大等物理化學(xué)反應(yīng)。在這一階段的停留時(shí)間越長(zhǎng)，則可模擬相應(yīng)的紅礦帶越厚的情況。反之，停留時(shí)間短，則可模擬紅礦帶薄的情況?！覝氐慕禍囟卧摱蜗喈?dāng)于實(shí)際燒結(jié)料層的冷卻帶。其間主要發(fā)生Fe3O4的再氧化、鐵酸鈣的再結(jié)晶長(zhǎng)大等物理化學(xué)反應(yīng)。降溫越慢，則對(duì)應(yīng)燒結(jié)溫度高、氧化氣氛弱的情況。反之，降溫越快，則可模擬低溫及強(qiáng)氧化氣氛的情況。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備包括自動(dòng)退模制樣器（）、微型紅外線快速高溫實(shí)驗(yàn)爐（）和抗壓強(qiáng)度檢測(cè)裝置（）等。制樣時(shí)將混合料裝入自動(dòng)退模制樣器的壓樣模中，壓動(dòng)壓桿制樣，壓力由裝置上的油壓表讀出。燒結(jié)時(shí)將樣品放在微型紅外線快速高溫實(shí)驗(yàn)爐的升降裝置上的樣品臺(tái)上(樣品要對(duì)中)，啟動(dòng)升降裝置開(kāi)關(guān)，將樣品升入紅外線加熱爐中燒結(jié)。測(cè)量抗壓強(qiáng)度時(shí)，將試樣放置于試樣臺(tái)上，按下開(kāi)關(guān)，抗壓強(qiáng)度檢測(cè)裝置自動(dòng)測(cè)量抗壓強(qiáng)度。1模具頂蓋 2壓樣模 3恢復(fù)彈簧和模具壓力桿 4油壓千斤頂 5千斤頂壓 6壓力表圖 自動(dòng)退模制樣器1石英管 2熱電偶 3升降裝置 4溫控儀電流表 5溫控儀溫度表 6溫控設(shè)置按鈕 7溫度表 8氣體流量表及調(diào)節(jié)旋鈕 9升降裝置速率表及調(diào)節(jié)旋鈕 10氣體轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 11電源開(kāi)關(guān) 12升降裝置開(kāi)關(guān) 13紅外線加熱爐圖 微型紅外線快速高溫實(shí)驗(yàn)爐1數(shù)字顯示面板 2鎖定/釋放按鈕 3壓力傳感器 4試樣臺(tái) 5加壓按鈕 6卸壓按鈕圖 抗壓強(qiáng)度檢測(cè)裝置 鐵礦粉鐵酸鈣生成特性的實(shí)驗(yàn)研究 試驗(yàn)方法及過(guò)程本實(shí)驗(yàn)采用微型燒結(jié)法、顯微礦相觀察法進(jìn)行研究。將試驗(yàn)所需鐵礦粉在110 ℃的烘箱內(nèi)干燥3 h,冷卻后研磨成小于100目的粉狀,用精確到萬(wàn)分之一的電子天平稱重后采用“干粉壓制法”壓制成小餅,放入高溫實(shí)驗(yàn)裝置中根據(jù)設(shè)定升溫曲線和實(shí)驗(yàn)氣氛進(jìn)行焙燒。對(duì)燒結(jié)后的小餅試樣進(jìn)行磨樣，并在礦相顯微鏡下觀察試樣的SFCA生成情況及礦物結(jié)構(gòu)等。燒結(jié)過(guò)程的溫度和氣氛控制如表 所示。表 實(shí)驗(yàn)溫度和氣氛控制 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析委托包鋼技術(shù)中心進(jìn)行礦相檢驗(yàn)，顯微照片如下：照片1 1～4（從上開(kāi)始逆時(shí)針排列）的宏觀形貌 照片2 試樣1的顯微結(jié)構(gòu) 照片3 試樣2的顯微結(jié)構(gòu) 照片4 試樣3的顯微結(jié)構(gòu) 照片5 試樣4的顯微結(jié)構(gòu)（照片說(shuō)明：在照片中，赤鐵礦呈白灰色；磁鐵礦呈淺棕色，一般晶粒比赤鐵礦大；玻璃相呈深灰色；孔隙多為黑色，圓形或不規(guī)則狀。特殊見(jiàn)照片中的標(biāo)注。） 照片1為本實(shí)驗(yàn)4個(gè)不同F(xiàn)含量燒結(jié)樣品的排列。照片2為樣品號(hào)1的顯微結(jié)構(gòu)照片，%。照片3為樣品號(hào)2的顯微結(jié)構(gòu)照片，%。照片4為樣品號(hào)3的顯微結(jié)構(gòu)照片，%。照片5為樣品號(hào)4的顯微結(jié)構(gòu)照片，%。各試樣的照片圖中均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)槍晶石、鐵酸鈣生成。其原因是由于實(shí)驗(yàn)所用的配料中鉀長(zhǎng)石的含量較多，而鉀長(zhǎng)石中的K2O在試樣中的含量也較多，K2O是玻璃質(zhì)的穩(wěn)定劑，有利于玻璃質(zhì)的形成。K2O含量高，使得SiOCaO、Al2O3相當(dāng)大一部分融進(jìn)玻璃相中，而參與形成鐵酸鈣的SiOCaO、Al2O3含量減少，導(dǎo)致試樣中鐵酸鈣的形成并沒(méi)有明顯的發(fā)生。進(jìn)而在圖片中沒(méi)有觀察到鐵酸鈣的存在。 各燒結(jié)試樣的礦物組成 %試樣編號(hào)磁鐵礦赤鐵礦孔隙玻璃相其它（很少）1很少274528殘余熔劑21254826殘余熔劑31245223殘余熔劑42235520殘余熔劑%的燒結(jié)試樣，我們可以看到：呈灰白色的赤鐵礦礦相含量較多，而且分布較集中，呈深灰色的玻璃相分布不均勻，而且玻璃相呈現(xiàn)團(tuán)塊狀，團(tuán)塊大小不一。填充在赤鐵礦晶粒間的玻璃相相對(duì)較少，很多玻璃相都集中團(tuán)聚在一起，形成了大片的玻璃質(zhì)。圖中燒結(jié)試樣的孔隙小而分布較均勻，沒(méi)有連成片，孔隙所占的比率也相對(duì)較小。在赤鐵礦與玻璃相交界處及孔隙邊緣偶爾可見(jiàn)淺棕色的磁鐵礦礦相，但磁鐵礦很少。 %的燒結(jié)試樣，我們能看出：相比于照片2，呈灰白色的赤鐵礦含量減少了，而呈深灰色的玻璃相相對(duì)均勻的填充在赤鐵礦晶粒間，但是玻璃相連成片的團(tuán)聚現(xiàn)象仍然存在，玻璃相含量相對(duì)減少了一些。試樣中出現(xiàn)了大的形狀不規(guī)則的孔隙，孔隙所占的比率也相對(duì)增加，孔隙的分布和大小也較不均勻，局部可見(jiàn)少量的淺棕色磁鐵礦。%的燒結(jié)試樣中我們看到：赤鐵礦和填充在赤鐵礦晶粒間的玻璃相分布較均勻。玻璃相的團(tuán)聚現(xiàn)象明顯減少，赤鐵礦晶粒大小也趨于均勻。試樣出現(xiàn)了大的孔隙，且孔隙的分布不均勻，孔隙率進(jìn)一步增加，大小不一。在赤鐵礦和玻璃相的旁邊可觀察到少量的淺棕色的磁鐵礦，但是含量不多。%的燒結(jié)試樣，可見(jiàn)：大的孔隙已經(jīng)十分顯著，孔隙率也相對(duì)前面幾個(gè)樣品增多，赤鐵礦和玻璃相的分布比較均勻，但赤鐵礦含量減少，在赤鐵礦和玻璃相的旁邊可以觀察到磁鐵礦，依然不多。對(duì)照片2到照片5的觀察分析可知，隨著試樣F含量的增加，試樣孔隙率和孔隙的大小也在增加，赤鐵礦和玻璃相的含量在逐漸的減少，磁鐵礦含量很少，但有增加的趨勢(shì)，可以看到在F含量較高的兩個(gè)試樣中已經(jīng)形成了薄壁大氣孔結(jié)構(gòu)。各燒結(jié)試樣均未觀察到有鐵酸鈣生成。結(jié)合特殊礦燒結(jié)理論進(jìn)一步分析如下：1） 從F含量的變化看液相流動(dòng)性和玻璃相變化CaF2是表面活性物質(zhì),它能降低燒結(jié)液相的熔點(diǎn)、粘度和表面張力,從而改善液相流動(dòng)性。F和O2 的半徑大小差不多,并且F 比O2 的靜電勢(shì)要低很多,它能取代低硅酸鹽渣相中硅氧離子團(tuán)中的O2 離子,降低陰陽(yáng)離子間的作用力,促進(jìn)較大體積復(fù)雜硅氧離子團(tuán)的解體,從而降