要實(shí)現(xiàn)高爐的高效作業(yè)，燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性等品質(zhì)的改善非常重要。而鐵礦石質(zhì)量下降使燒結(jié)礦的氣孔結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，對其品質(zhì)的影響很大。本報告著眼于模擬粒子的附著分層，通過調(diào)查伴隨著燒結(jié)反應(yīng)的氣孔形成過程，研究了鐵礦石礦物性能對氣孔形成影響的評價結(jié)果。

制備表1所示化學(xué)成分及粒度組成的鐵礦石試樣，除SiO₂和Al₂O3外的化學(xué)成分一定。將0.5mm以下的鐵礦石與石灰石混合，制備模擬附著粉層的φ8mm×10mmH的壓塊，模擬圖1所示實(shí)際燒結(jié)層內(nèi)的加熱模式（HP3）進(jìn)行燒結(jié)，并在燒結(jié)溫度1200℃和1300℃對試樣快速冷卻（H1和H2），嘗試調(diào)查氣孔形成過程。通過光學(xué)顯微鏡實(shí)施組織觀察及圖像處理，研究燒結(jié)后試樣氣孔結(jié)構(gòu)。

燒結(jié)前后的試樣組織照片如圖2所示。如以往所知，1200℃速冷后的試樣中觀察到由于結(jié)晶水的脫水形成的粒子內(nèi)部裂紋、粒子間空隙擴(kuò)大（圖2②）。1300℃速冷后的試樣中伴隨著熔體生成形成氣孔（圖2③），1300℃緩冷后的試樣中氣孔直徑增加且促進(jìn)氣孔形狀成為圓形（圖2④）。

根據(jù)以上研究結(jié)果，熔體生成前伴隨著加熱的脫水和脫碳酸量是氣孔形成原因。熔體生成后，氣孔形狀變化和伴隨著氣孔向系統(tǒng)外轉(zhuǎn)移的壓塊的收縮并行發(fā)生，假定其影響因素為懸濁熔體黏度。懸濁熔體黏度和Al₂O₃濃度的關(guān)系如圖3所示。隨著Al₂O₃濃度的提高，懸濁熔體黏度增加。另外，通過觀察燒結(jié)后的組織發(fā)現(xiàn)，懸濁熔體黏度低時，促進(jìn)氣孔趨于圓形。推測這是由于氣泡表面能量最小化的運(yùn)動受到了阻礙的緣故。