鐵礦粉化學(xué)成分對燒結(jié)高溫基礎(chǔ)特性的影響(西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院， 陜西 西安 710055)
為對高溫基礎(chǔ)特性有一個(gè)更好了解以便指導(dǎo)燒結(jié)配礦、提高燒結(jié)礦質(zhì)量，通過試驗(yàn)研究并測定了包括低硅礦在內(nèi)的10種鐵礦粉的同化性、液相流動(dòng)性、黏結(jié)相強(qiáng)度和鐵酸鈣生成量等高溫?zé)Y(jié)特性，在此基礎(chǔ)上，分析探討了鐵礦粉化學(xué)成分對燒結(jié)高溫基礎(chǔ)特性的影響。研究表明，燒損(LOI)值越高，同化溫度越低，但LOI值過高會(huì)使得液相流動(dòng)性和黏結(jié)相強(qiáng)度降低；Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加會(huì)使同化溫度下降、黏結(jié)相強(qiáng)度和鐵酸鈣生成量增加，而液相流動(dòng)性隨著Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加先升高后降低，Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)位于1.0%～1.5%范圍內(nèi)液相流動(dòng)性指數(shù)較高；黏結(jié)相強(qiáng)度和鐵酸鈣生成量隨著鐵礦粉中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于6.0%時(shí)，隨著SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，同化溫度下降。研究結(jié)果對探究鐵礦粉高溫基礎(chǔ)特性的影響因素具有一定的參考意義。
鐵礦粉；同化性；液相流動(dòng)性；黏結(jié)相強(qiáng)度；鐵酸鈣生成量近年來，隨著冶煉水平的提升以及進(jìn)口鐵礦石價(jià)格的變化，國內(nèi)各企業(yè)逐漸主動(dòng)降低燒結(jié)礦中的SiO2含量，以此達(dá)到提升燒結(jié)礦品位的目的。但隨著SiO2含量的降低，燒結(jié)過程中硅酸鹽液相量降低，礦相中生成的液相組分減少，造成燒結(jié)礦冷態(tài)強(qiáng)度下降、成品率降低等問題。因此，探尋改善燒結(jié)礦質(zhì)量的方法顯得尤為重要。優(yōu)化配礦是有效改善燒結(jié)礦質(zhì)量的一個(gè)重要措施。目前，優(yōu)化配礦的相關(guān)研究主要是對鐵礦石的高溫基礎(chǔ)特性進(jìn)行研究。WU Sheng-li等通過微型燒結(jié)裝置對12種鐵礦石燒結(jié)過程中同化性的影響因素進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明，SiO2含量和LOI值對鐵礦石同化性有積極影響，但MgO含量增加會(huì)使鐵礦石同化性能變差。伊鳳永等研究了混合鐵礦粉主要化學(xué)成分對燒結(jié)基礎(chǔ)特性的影響，研究結(jié)果表明，TFe、CaO、MgO、SiO2和Al2O3等化學(xué)成分含量的高低對燒結(jié)礦的同化性、液相流動(dòng)性以及黏結(jié)相強(qiáng)度均有顯著影響。李和平等通過FactSage軟件分析討論在固定Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)(2%)的情況下SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)對液相流動(dòng)性的影響，研究結(jié)果表明，鐵礦粉液相流動(dòng)性隨SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加先升高后降低，在SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)液相流動(dòng)性最好。向家發(fā)等研究鐵礦粉中SiO2含量對燒結(jié)基礎(chǔ)特性的影響，研究結(jié)果表明，適量的SiO2能促進(jìn)鐵酸鈣的生成，但其含量過高則會(huì)降低液相流動(dòng)性。王建芳等研究w(Al2O3)/w(SiO2) 對鐵酸鈣生成能力的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵酸鈣生成量隨著w(Al2O3)/w(SiO2)的升高先增多而后減少，當(dāng)該比值為0.35~0.40時(shí)，鐵酸鈣生成量最多。謝路奔通過對4種鐵礦粉的試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，鐵礦粉結(jié)晶水含量越高，則燒結(jié)后礦石孔洞越多，而過多的疏松微孔導(dǎo)致液相更容易進(jìn)入孔洞，液相生成量減少、黏結(jié)相強(qiáng)度降低。楊楠等通過改變SiO2含量研究SiO2對CaO-Fe2O3熔體的影響，研究結(jié)果表明，隨著SiO2含量的增加，熔體產(chǎn)物中CaFe2O4含量逐漸減少，富鐵鐵酸鈣的生成量逐漸增加，當(dāng)SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過5%時(shí)，熔體黏度增加，鐵酸鈣晶體生長受到抑制。ZHU De-qing等通過燒結(jié)試驗(yàn)研究了氧化鋁對燒結(jié)礦質(zhì)量的作用機(jī)理，研究結(jié)果表明，隨著Al2O3含量的增加，形成的復(fù)合鐵酸鈣(SFCA)的數(shù)量和燒結(jié)體孔隙率增大，燒結(jié)基體強(qiáng)度趨于減弱。本文探討了低硅礦及其他鐵礦粉的高溫基礎(chǔ)特性，在此基礎(chǔ)上分析了鐵礦粉化學(xué)成分對燒結(jié)高溫基礎(chǔ)特性的影響，既擴(kuò)大了燒結(jié)礦優(yōu)化配礦中鐵礦粉的可選種類，使低硅礦成為一種可選方案，又為低硅礦的燒結(jié)配礦以及工業(yè)化高效利用提供了一定的理論依據(jù)。
(1)隨著LOI值、SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，在一定范圍內(nèi)鐵礦粉的同化溫度下降，同化性能增強(qiáng)。(2)液相流動(dòng)性指數(shù)隨Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)、LOI值的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。其中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%～1.5%時(shí)液相流動(dòng)性指數(shù)較高，而LOI值在1.0%以內(nèi)時(shí)，適量增大燒損可增加液相流動(dòng)性。(3)隨著鐵礦粉中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，黏結(jié)相強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，而SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)和LOI值增加時(shí)，黏結(jié)相強(qiáng)度則呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。當(dāng)SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、LOI值為1.5%時(shí)，黏結(jié)相強(qiáng)度最優(yōu)。(4)Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)在一定范圍內(nèi)增加可穩(wěn)固復(fù)合鐵酸鈣的結(jié)構(gòu)，增加其生成量。隨SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鐵酸鈣的生成量表現(xiàn)出先增加后減小的規(guī)律。當(dāng)SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，鐵酸鈣的生成量最高。
