w(MgO)/w(Al2O3)对烧结矿成矿特性及冶金性能的影响

w(MgO)/w(Al₂O₃)(以下简称镁铝比)作为铁矿粉烧结过程的重要成分参数之一，对烧结过程的成矿特性及烧结矿冶金性能的改善意义重大。运用FactSage热力学软件理论计算了烧结体系的平衡物相组成及液相组分变化规律，随着镁铝比由1.07降低至0.67,烧结矿中液相、铁氧化物等优质物相含量增加，尖晶石等劣质物相含量下降。烧结杯试验探究了不同镁铝比烧结矿的理论物相组成、产质量指标、显微结构及冶金性能变化规律，结果表明，随着镁铝比由1.07降低至0.67,烧结速度由29.57 mm/min逐步提高至31.12 mm/min;成品率由62.89%提高至64.12%,并在镁铝比为0.77时达到最大值65.56%;转鼓强度由54.67%提高至60.27%,并在镁铝比为0.77时达到最大值64.67%;利用系数先减小后增大；固体燃耗逐渐降低，并在镁铝比为0.77时达到相对低值74.53 kg/t。随着镁铝比由1.07降低至0.67,烧结矿中铁酸钙含量先上升后降低，硅酸盐和磁铁矿含量变化较小，赤铁矿含量和孔洞量逐渐降低，镁铝比为0.77时达到最佳烧结矿物...     

包钢低硅烧结矿铁酸钙生成特性的影响因素

 为了探明白云鄂博低硅烧结矿中铁酸钙生成特性的影响因素，在红外烧结炉中，通过改变最高烧结温度、烧结配料的碱度、MgO含量、CaF2含量、SiO2含量、铝硅比，对以自产精矿为主要含铁原料的烧结试样，进行了单因素多水平正交微型烧结试验。研究结果表明，不同因素对烧结试样粘结相强度的影响存在不同趋势：随着最高烧结温度、碱度、wSiO2的提高，烧结试样的粘结相强度呈现增加趋势；随着wMgO、wCaF2、wAl2O3/wSiO2的降低，烧结试样的粘结相强度呈现出开始变化不明显，之后又下降的趋势。当最高烧结温度为1280℃、碱度为28、MgO含量(质量分数，下同)为10%、CaF2含量为08%、SiO2含量为44%及铝硅比为015时，微型烧结试样的粘结相强度最高。各影响因素中粘结相强度最佳的烧结矿矿相组成中赤铁矿和复合铁酸钙(SFCA)所占比例不完全一致，但二者之和均较高；SFCA通常为针柱状、片状或颗粒状，并与赤铁矿、玻璃相或磁铁矿交织成网络结构。     

高硅型铁矿对烧结工艺及烧结矿冶金性能的影响

目前,全球铁矿石价格指数持续上浮,钢铁企业面临全球铁矿石资源劣质化以及钢铁产量需求提高的问题,对钢铁企业的稳定发展造成了巨大的冲击。宝武钢铁为落实高炉炼铁资源战略方针,拓宽矿石资源采购渠道,提高宝武矿石资源采购的话语权,宝钢股份宝山基地烧结工序逐步增加高硅型铁矿粉的使用量。但增加高硅型铁矿粉配比对于烧结矿固结机制以及复合铁酸钙形成机制影响尚不明确,因此以高比例高硅型铁矿烧结试验为基础进行研究。通过微型烧结试验、烧结杯试验和宝钢烧结机工业试验,探明高硅型铁矿对复合铁酸钙生成机理和固结机制以及烧结矿冶金性能的影响。结果表明,高硅型铁矿粉替换比例增加到12%时,同化性温度、液相流动性指数缓慢增加,但是连晶强度下降比较明显,连晶强度从1 080.72 N快速降低至745.79 N,主要与硅酸盐相的形成有关。随着反应时间、反应温度增加,SiO₂对黏结相生成的不利影响减弱;随着高硅铁矿粉替换图巴朗粉比例增加,铁酸钙含量增加,抑制了硅酸钙和铁橄榄石的生成,改善了液相黏结相的流动性,烧结产率和燃料单耗下降,但亚铁质量分数从8.7%增加到9.1%。综合考虑,最理想的高硅型铁矿粉替换...     

拜耳法赤泥中主要组分分离研究

采用铵盐焙烧、水浸、酸浸等工艺对拜耳法赤泥进行处理,分离出了赤泥中的主要组分铁、铝、钙、硅,得到其相应的化合物:氧化铁、硫酸铝、石膏和水玻璃.研究了焙烧、水浸和酸浸工艺对拜耳法赤泥成分的影响,探索了从拜耳法赤泥中分离铁、铝、钙、硅的工艺方法和技术条件,分析了制备样品的化学成分和物相组成.     

烧结法制备中间合金Al3Ti相

采用TiO2粉、CaO和Al粉为原料,经混匀、压制和烧结后,制备出中间合金Al3Ti相,利用XRD、SEM-EDS、XPS等手段,对反应后样品的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析表征。结果表明,在烧结温度1 400 ℃、烧结时间30 min、铝钛比1.3和钙铝比1.6的条件下,烧结产物主要物相为Al3Ti、Al和CaAl2O4,烧结产物形貌呈现相间分布,TiO2存在逐级还原的现象,烧结法制备中间合金Al3Ti相是可行的。     

Al2O3/SiO2对烧结矿铁酸钙生成能力的影响

针对烧结矿中含铝过高而导致烧结黏结相强度差的问题,本文采用烧结杯实验,通过分析不同Al2O3/SiO2比值条件下生产的烧结矿的矿物组成与矿相结构,研究混合料中该比值对烧结矿铁酸钙的形成规律.研究结果表明:Al2O3是形成复合铁酸钙的条件,其量少时有利于针状铁酸钙的形成,可以降低烧结矿混合料的初熔温度,改善烧结矿质量.在...     

基于相图分析铁酸钙流动性及烧结矿强度

 摘 要： 铁酸钙黏结相的流动性是维持烧结矿强度的重要因素。由于铁酸钙黏结相没有固定组成，首先根据相图获得不同成分铁酸钙黏结相的熔点和液相量，在不同SiO2质量分数条件下，通过试验分析了流动性与熔点和液相量的关系。结果表明，不同SiO2质量分数的矿石获得最佳流动性的铁酸钙成分和碱度不同；铁酸钙流动性与其熔点呈反比，与其液相量呈正比。在此基础上，通过烧结杯试验考察了不同SiO2质量分数矿石黏结相流动性对烧结强度的影响规律和作用机理。烧结杯试验结果表明，w（SiO2）等于4.30%的铁矿石在碱度为1.8～2.2时，烧结矿强度都比较高；而w（SiO2）等于12.42%的铁矿石在碱度为2.0时处于最高值，过高或过低都会使烧结矿强度明显下降。其根本原因是由热力学性质决定的，低SiO2矿石的液相区间较宽，高SiO2矿石的液相区间较窄，烧结生产中不建议使用高硅矿石。研究结果可为评价黏结相流动性和新矿种的应用提供理论指导。     

不同RH脱氧方式对含铝电工钢的影响

摘要：研究了RH脱氧方式（铝脱氧,先铝后硅;硅脱氧,先硅后铝）对含铝电工钢洁净度、渣成分、夹杂物演变及连铸过程的影响。2种脱氧方式下钢包顶渣的氧化性相似,热力学计算表明硅脱氧的顶渣对铝酸盐夹杂物的吸收能力强于铝脱氧渣。铝脱氧钢中夹杂主要为Al2O3 CaO CaS复合氧化物,硅脱氧钢中夹杂物主要是Al2O3。2种脱氧方式下,热轧钢卷中的典型夹杂物都是AlN、MnS和复合铝酸盐。由于脱氧方式和钢中N、S含量的差异,铝脱氧热轧卷中夹杂物的含量是硅脱氧的2～3倍,这与理论的预测结果完全吻合。由于钢液中Ca含量不同,硅脱氧的钢水在CSP连铸过程中会引起中包塞棒上涨,因此建议在传统的连铸工艺中采用硅脱氧,在CSP工艺中采用铝脱氧。     

巴西某高硅铁矿粉对烧结黏结相流动性及劣质矿物的影响

烧结矿生产原料中适量的二氧化硅有助于烧结黏结相的生成,但过高的二氧化硅含量会增加液相黏度,且对烧结黏结相的矿物组成产生不利影响。巴西某高硅铁矿粉对烧结黏结相的影响尚不明确,故采用微型烧结法,考察配加不同比例该高硅铁矿粉条件下混匀矿的液相流动性,再基于“K值法”的原理,对其矿物进行半定量分析,得出铁橄榄石、钙铁橄榄石和硅酸钙等矿物的含量。结果表明,随着该高硅铁矿粉在混匀矿中配比的增加,黏结相的液相流动性降低,铁橄榄石和硅酸钙等矿物含量也明显增加。基于此,采用提高混匀矿反应性的方法,改善了烧结黏结相的液相流动性,降低了铁橄榄石和硅酸钙的含量。     

热压法制备Si-Al电子封装材料及其性能

采用真空热压烧结方法 ,制备了性能优异的Si Al电子封装材料。其热导率高于 110W·m- 1 ·K- 1 ,热膨胀系数从 5～ 10 μm·K- 1 可调控 ,密度低于 2 .5g·cm- 3。真空热压方法通过外界压力来克服非润湿状态下的毛细阻力 ,达到硅颗粒均匀分布 ,铝相呈连续网络状包裹的理想复合形貌组织。在铝熔点以上温度点进行的液相烧结均满足封装性能要求 ,且热压时间短、压力低。实验结果表明 :热膨胀系数主要由硅含量确定 ,一定的临界压力值则是影响材料组织及性能的关键参数     

烧结矿适宜的SiO2质量分数和碱度

 研究了烧结矿适宜的SiO2质量分数和碱度,用来指导生产具有良好经济技术指标的烧结矿。首先对青钢烧结用铁矿粉进行了基础性能分析,并结合青钢烧结矿生产实际采用烧结杯进行试验,设计了4种SiO2质量分数和3种碱度,研究SiO2质量分数和碱度对烧结生产经济技术指标的影响。研究结果表明,烧结矿二元碱度为1.9,SiO2质量分数为5.4%时,烧结杯试验能取得良好的经济技术指标。借助扫描电镜（SEM）对烧结矿微观结构进行观察,发现随着SiO2质量分数的增加,烧结矿内液相量和溶蚀结构逐渐增多,烧结矿化学成分均匀化,但SiO2质量分数达到5.7%时,烧结矿内硅酸盐类物质过分发展,反而使得烧结矿质量劣化。碱度的提高有利于铁酸钙的发展和黏结相比例的增加,从而提高烧结矿还原性,改善烧结矿质量,但碱度为2.0时也存在玻璃质增多的现象。     

鞍钢烧结矿的矿物组成和矿相结构研究

对鞍钢二烧和四烧的烧结矿进行了冶金性能检测和分析,并采用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜对二烧和四烧的高碱度烧结矿进行了矿物组成、矿相结构的分析与研究。结果表明,二烧和四烧烧结矿矿物组成与结构特征的差异分别与其化学成分和冶金性能的差异相吻合,两者矿物都以赤铁矿、磁铁矿或磁赤铁矿、铁酸钙、硅酸二钙和玻璃相为主。建议四烧适当降低配碳量,使其矿相结构更趋合理。     

MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

为了探究MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,采用Factsage 7.1热力学软件模拟分析了MgO对烧结矿液相形成性能的影响,并且开展了不同MgO含量的烧结杯试验研究。研究表明,随着MgO含量增加,烧结矿理论液相生成量减少,液相黏度降低,液相中w(Fe₂O₃)/w(CaO)增加,使得混合料中CaO的活度提高,铁酸钙相形成的热力学条件改善;当MgO质量分数由1.60%提高至1.90%,一方面,烧结矿矿相组成中枝晶状铁酸钙相含量增加,针状及板柱状铁酸钙相发展受到抑制,铁酸钙黏结相总量降低,硅酸盐相含量增加,导致液相黏结包裹矿粉颗粒能力变差,固结强度性能受到不利影响;另一方面,由于MgO是高熔点物质,矿化反应过程中,MgO易固溶进入磁铁矿晶格,并在高温固相反应中形成难熔物相,使得烧结矿磁铁矿相含量增加,赤铁矿相含量减少,从而降低烧结矿低温还原反应过程中产生的晶格结构畸变应力,改善低温还原粉化性能。     

褐铁矿在烧结工艺中的优化配置

为了探究全进口矿条件下褐铁矿在烧结工艺中的合理配置,实现褐铁矿的高效利用以进一步提铁降本,针对S钢铁公司500 m2大型烧结机实际原燃料条件,基于试验用铁矿粉的常规理化性能和高温烧结基础特性开展了不同褐铁矿配比的烧结杯试验研究,结合Factsage 7.1热力学软件,模拟计算了不同褐铁矿配比条件下的黏附粉含量和理论液相生成量及性能,并采用矿相显微镜分析了烧结矿的显微结构,探明了褐铁矿与赤铁矿和磁铁矿的优化搭配规律。研究表明:澳大利亚褐铁矿具有粒度粗、矿化能力弱,同化温度低、黏结相强度差、吸液性强的特点,当褐铁矿质量分数由45%增加至55%时,提高磁铁精矿OD矿的质量分数至15%,同时降低OC矿质量分数至10%,烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能等指标达到最优,这是由于一方面提高磁铁精矿配比不仅具有增加黏附粉比例、改善液相生成数量和性能的作用,而且可以均匀液相分布,消除过熔现象;另一方面,增加磁铁精矿配比可以改善烧结料球的粒度组成,减少褐铁矿吸液量,提高烧结矿强度。因此,在高褐铁矿配比条件下,增加适宜的磁铁精矿配比有利于稳定烧结矿质量,全面改善烧结矿性能。      

[w(TiO2)]对高钛钒钛磁铁烧结矿性能的影响

 为了探索在现有原料条件下不同[w(TiO2)]对高钛型磁铁矿烧结性能的影响,采用粒度组成与攀精矿相近的钛精矿改变其[w(TiO2),]消除了烧结料粒度变化对试验结果的影响,真实反映[w(TiO2)]的影响规律。通过试验得出,在保持烧结矿高碱度与其他成分基本不变条件下,当烧结矿[w(TiO2)]为6%～10%时,随着[w(TiO2)]增加,混合料初熔和熔化温度均上升,烧结矿强度和成品率下降,低温还原粉化率上升,还原性降低,熔滴性能变差,储存性能变化不大;钛赤铁矿、铁酸钙质量分数减少,钛磁铁矿以及含钛矿物钙钛矿、钛辉石、钛榴石质量分数增加;烧结矿的孔洞增加,矿物形态和结构变差。     

K2O对烧结矿强度影响的试验研究

 炼铁原燃料碱金属含量较高时,既会影响铁矿石质量,还会导致高炉透气性差、焦比升高,这是钢铁企业需要重点关注的问题之一。从碱金属化合物K₂O入手,经过配料制样、强度测验、扫描电镜等,分析其对赤铁矿强度和铁酸钙强度的影响。结果表明,K₂O质量分数由0增加至4%时,赤铁矿烧结后的抗压强度由5 000降低至2 863 N;铁酸钙的抗压强度由3 066降低至680 N。在此基础上,以烧结配料中添加除尘灰的方式,通过烧结杯试验来探究碱金属对烧结矿强度的影响规律。烧结杯试验结果表明,随着除尘灰配比的增加,烧结矿转鼓强度下降。除尘灰配比由0增加到3.23%,烧结矿碱金属w(K₂O+Na₂O)由0.15%增加到0.25%,烧结矿转鼓强度由81.07%降低到75.47%。研究结果可为改善烧结矿强度和合理控制高炉碱负荷提供理论指导和参考依据。     

SiO2对烧结矿冶金性能及微观结构的影响

为给高铁低硅烧结矿的生产提供理论依据,设计烧结矿碱度R为1.8、1.9和2.0,每种碱度下以SiO₂含量为变量,产生12组配矿方案进行烧结杯实验,研究SiO₂对烧结矿冶金性能及微观结构的影响.结果表明:SiO₂质量分数从4.8%~5.7%增加时,其冷态强度逐渐增加,最大增幅为8%;烧结矿还原性逐渐降低,降幅区间为从86.80%到81.01%;还原粉化指数RDI_+3.15逐渐增大,增幅区间为从75.95%到87.21%;对于软熔性能,其软化开始温度T₁₀在4.8%~5.4%的SiO₂含量区间先升高,在5.4%~5.7%之间又降低,而软化区间有变宽的趋势.选定一个碱度水平R=2.0,烧结矿SiO₂质量分数在4.8%~5.7%范围变化时,其微观结构由熔蚀状向针柱状发展,结构均匀性逐渐提高,主要矿物组成由赤铁矿向铁酸钙发展,且低温还原粉化的骸晶状赤铁矿逐渐消失.      

ZnO对烧结矿矿相和结构的影响

 ZnO在烧结矿中的分布和存在形态,对烧结矿的矿相、结构和冶金性能有重要影响。在实验室条件下采用含ZnO的分析试剂,进行1 300 ℃、纯氮气条件下准平衡相烧结试验,研究不同ZnO含量对烧结矿矿相和结构的影响规律。结果表明,添加ZnO的烧结矿中主要矿相为磁铁矿、复合铁酸钙(SFCA)、硅酸盐相和铁酸锌相,ZnO与Fe₂O₃结合生成铁酸锌,铁酸锌在烧结矿中与磁铁矿固溶,且随着ZnO含量的增加,烧结矿中铁酸锌含量逐渐增加。烧结矿中ZnO质量分数由0到4%逐渐增加时,SFCA相的形貌由块状逐渐向条状、针状甚至更细密的网络状转变,且分布由分散到集中。烧结矿中添加ZnO对其液相生成有促进作用,从而对孔结构和孔隙率有较大的影响,ZnO含量增加使微孔减少,大孔数量逐渐增加,且大孔形状较规则;烧结矿的总孔隙率在ZnO质量分数从0到1.6%增加时变化不明显,而随着ZnO含量继续增加,其总孔隙率呈现逐渐增加的现象。     

不同SiO2质量分数精粉对烧结指标的影响

为了比较不同精粉配入混合料后对烧结指标及烧结矿质量的影响,进行了精粉高温性能测试及烧结杯试验。结果表明,不同精粉的表观形貌及高温性能有显著差别;在基本不改变熔剂结构的条件下,随精粉SiO2质量分数的升高,液相流动性显著降低,烧结过程中黏结相生成量减少,不利于混合料中各矿物之间黏结成矿。采用不同精粉烧结时,烧结矿微观矿物结构具有显著的差异;精粉中SiO2质量分数升高会导致烧结矿中铁酸钙生成量减少,SiO2酸盐逐渐增多,孔洞增加。与低SiO2精粉烧结相比,采用高SiO2精粉烧结后,固体燃耗增加,转鼓指数下降,粒度组成中小于10 mm的量增加。     

化学成分对铁酸盐烧结液相流动性的影响

铁酸盐液相是高碱度烧结矿固结的基础,适宜的流动性有利于烧结液相有效黏结和保证料层透气性。为了明晰化学成分对其液相流动性的影响,采用微型烧结法研究了Fe2O3与CaO的摩尔比为1.0、1.5和2.0时铁酸盐的液相流动特征,以及SiO2对这3类铁酸盐液相流动性的影响规律,在此基础上,探讨了促使高流动性铁酸盐生成条件下烧结原料中黏附粉化学成分的选取原则。结果表明,铁酸盐液相流动性随其中CaO量的增加而升高;随着SiO2含量的增加,摩尔比为1.0的铁酸盐液相流动性呈现先增加后降低的趋势,且在高硅低碱度下仍具有较高的流动性;摩尔比为1.5的铁酸盐液相流动性变化规律与高钙铁酸盐相似,但SiO2的质量分数大于5.5%、二元碱度低于3.26时,液相流动性则降低;摩尔比为2.0的铁酸盐液相流动性随SiO2含量的增加呈单调降低趋势。