固态下SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响

 铁酸钙作为高碱度烧结矿黏结相的主要组成,其形成受SiO2的影响,但到目前为止,其影响机理尚不是十分明确。通过XRD和矿相显微镜观察,并结合Rietveld法定量分析,研究了SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响。结果表明：Fe2O3与CaO反应,700 ℃时形成Ca2Fe2O5,在800 ℃时出现CaFe2O4,随着温度升高,Ca2Fe2O5逐渐向CaFe2O4转变。SiO2存在时,在铁酸钙形成过程中有Ca2SiO4生成,温度低于900 ℃时,受动力学条件的影响,反应速率较低,Ca2SiO4的量相对较少,另外,SiO2的阻碍作用随其质量分数的增加而增强,进而导致已形成的Ca2Fe2O5与Fe2O3未能继续反应形成CaFe2O4而使其质量分数逐渐增多;高于900 ℃时,随着温度的升高,动力学条件改善,离子扩散能力增强,其中,Fe3+通过CaFe2O4层比Ca2+通过Ca2Fe2O5层更容易,进而促进了CaFe2O4形成反应的进行,Ca2Fe2O5向CaFe2O4转变,但随着SiO2质量分数增加,Ca2SiO4的生成量增多,CaO与Fe2O3的接触面积减小,抑制了CaFe2O4的生成。     

SiO_2对CaO-Fe_2O_3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响

由于近年来低品位铁矿石的使用量增加,导致烧结过程中SiO_2含量升高。SiO_2是烧结矿中主要的脉石成分,其含量的变化与烧结矿最终质量密切相关。运用X射线衍射、光学显微镜和SEM-EDS方法研究了SiO_2对CaO-Fe_2O_3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响。研究结果表明,随着SiO_2含量的增加,CaO-Fe_2O_3-SiO_2熔体结晶产物中CaFe_2O_4(CF)含量减少而富铁铁酸钙(SFC)含量增加,CaFe_2O_4和SFC分别以块状和板条状析出,SFC的晶体结构随着SiO_2含量的增加从Ca_(3.6)Fe_(14.4)O_(25.2)向SFCA-I转变;当SiO_2的质量分数超过3.0%时,椭圆状的Ca_2SiO_4(C_2S)从熔体中结晶,其含量随SiO_2含量的增加而增加,另有大量圆点状玻璃相分布于铁酸钙基体表面。     

Al2O3对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响

通过在CaO-Fe_2O_3熔体中添加Al_2O_3,研究了不同Al_2O_3含量对CaO-Fe_2O_3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响。研究结果表明,随着Al_2O_3含量的增加,CaO-Fe_2O_3-Al_2O_3熔体结晶产物中铁酸一钙含量减少。当Al_2O_3含量达到3%时,铁酸二钙与富铁铁酸钙从熔体中结晶,二者含量随Al_2O_3含量的增加而增加。随着Al_2O_3含量的增加富铁铁酸钙的显微结构向细条状转变。同时,熔体黏度随着Al_2O_3含量增加而增加,当Al_2O_3含量超过5%时,熔体内铁酸钙结晶受到显著抑制。     

准化学平衡条件下MgO对多元铁酸钙生成的影响

 研究了不同碱度、不同SiO2与Al2O3含量条件下MgO对铁酸钙生成的影响以及Fe2O3 SiO2 CaO Al2O3 MgO系内烧结矿的成矿过程,通过模拟高碱度烧结矿配料在空气气氛、1220 ℃准化学平衡条件下进行烧结实验,利用XRD QAMS法进行矿物定量、显微镜下观察矿相结构等方法进行分析。实验结果表明：R=2.0、不含Al2O3时增加MgO含量铁酸钙生成量明显增多,加入质量分数为25%的Al2O3后,MgO促进铁酸钙生成的作用减弱,Al2O3改变了MgO对铁酸钙生成的影响规律;随着碱度从1.8增加到2.3,铁酸钙生成量呈上升趋势,但是MgO对铁酸钙生成的促进作用减弱;实验还发现,随着MgO含量增加,不含Al2O3时铁酸钙晶形有“柱状”向“针状”变化趋势;加入质量分数为2.5%的Al2O3后,MgO含量增加对铁酸钙晶形影响减小。     

高炉使用高碱度烧结矿冶炼试验总结

1前言高碱度烧结矿具有良好的冶金性能，包括还原粉化率，中、高温还原性能，软烙滴落性能等。随着烧结矿碱度的提高，烧结矿的矿物结构发生了变化：强度好和还原性高的铁酸钙增加；强度差的玻璃质和还原性差的铁橄榄石减少。使其在质量上得以改善。高碱度烧结矿主要有Fe3O4、CaO．Fe2O3、2CaO·SiO2等矿物组成，其中2CaO·SiO2熔点很高（2131℃），在碱度大于1．8的烧结矿中，2CaO·SiO2增加，且因其均匀分布在CaO·Fe2O3的粘结相中使β－2CaO·SiO2比较稳定，不易转变成为γ－2CaO·SiO2。因而高碱度烧结矿具有软熔温度高、强…     

中钛型钒钛烧结矿液相量的研究

通过烧结杯试验结合热力学计算,分析烧结矿显微结构,研究承德中钛型钒钛烧结矿液相生成量的影响因素。结果表明,碱度提高促进Fe2O3与Ca O发生反应形成铁酸钙,液相量增多,改善烧结矿的质量;随着配碳量的增加,烧结过程中产生的热量增加,有利于硅酸盐类高温液相的生成;Ti O2含量增加,Ti O2会优先与Ca O反应生成钙钛矿,抑制性能较好的铁酸钙的生成,生成的钙钛矿分散在渣相与铁矿物之间,削弱了硅酸盐的黏结作用以及钛赤铁矿与钛磁铁矿的连晶作用,导致烧结矿的液相量随之减少。     

铁酸盐粘结相熔化速率及对烧结强度的影响

 考察了添加SiO2和Al2O3对铁酸钙（铁酸一钙CaO·Fe2O3和二铁酸钙CaO·2Fe2O3）熔化速率的影响。同时考察了铁酸盐添加SiO2和Al2O3对以其为粘结相的烧结试样强度的影响。试验结果表明：铁酸一钙中添加SiO2和Al2O3促进了熔体的形成;而二铁酸钙添加SiO2和Al2O3则抑制了其熔体的形成。在CF中添加SiO2和Al2O3对烧结试样强度的影响中,当添加w(SiO2)=2%和w(Al2O3)=4%时获得相对较大的烧结强度;而在CF2中添加SiO2和Al2O3则对烧结试样强度有不利影响。     

CaO和SiO_2对烧结矿产质量的影响

研究了CaO和SiO2对烧结矿产质量的影响。在SiO2含量为4.80%的条件下,随着碱度提高,烧结矿产质量指标先升后降,烧结矿中板状铁酸钙先向针柱状铁酸钙转变,再向相互连接的片状结构转变,碱度为2.0~2.4时烧结指标最优。维持CaO含量为9.60%,当SiO2含量在4.0%~6.8%范围内变化时,烧结速度、成品率和利用系数均呈先升后降的趋势,转鼓强度先变化不大,后有所降低;SiO2含量为4.8%~5.6%时烧结指标较好,此范围内有助于铁酸钙向针柱状结构发展。在碱度为2.00的条件下,随着SiO2和CaO含量同步增加,有利于铁酸钙和硅酸盐粘结相生成,烧结各项指标逐渐改善,但SiO2过高时易导致液相量过多,使烧结速度和利用系数逐渐降低。     

CaO-SiO2-Al2O3-Na2O-CaF2固态渣系的再结晶性能

 含铝钢连铸时,钢水中的铝与保护渣中SiO2反应导致保护渣中Al2O3含量增加而SiO2含量减少,导致保护渣的热物理性能发生变化,从而影响了铸坯的质量。在以前的研究基础上使用X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DTA)以及扫描电镜(SEM)研究了高铝保护渣固态渣膜的结晶行为与晶体显微结构的变化规律。结果表明,高铝保护渣中CaF2的析出主要是因为SiO2含量的减少和Al2O3含量的增加导致大量的Ca2+的功能由电荷补偿变为网络修饰体,温度降低时CaF2首先析出;随着保护渣中Al2O3含量的增加,在同一加热速率下析晶温度升高;当保护渣中Al2O3含量较少时,析出晶体为枪晶石(Ca4Si2O7F2)和少量的CaF2,当Al2O3含量大于5%(质量分数,下同)时,霞石(NaAlSiO4)进一步析出,且随着Al2O3含量的增加,析出晶体的尺寸减小。     

改善低硅烧结矿低温还原粉化性能的研究

针对低硅烧结矿强度低、低温还原粉化性能差的特点,对某钢铁厂烧结矿矿相进行了分析,发现其磁铁矿和铁酸钙含量较少,而强度极差的硅酸盐玻璃质和还原性较好的赤铁矿含量较高。为改善低硅烧结矿低温还原粉化性能,研究了烧结工艺(燃料配比、碱度)和烧结矿成分(Al2O3/SiO2、MgO含量)等因素对烧结矿矿相和低温还原粉化性能的影响,在该厂的原料条件下,得出最佳的燃料配比和碱度分别为5.0%和2.3;Al2O3/SiO2为0.31,MgO的质量分数为2.02%。     

Effect of Nickel on Formation Mechanisms of Silico-ferrite of Calcium and Aluminum (SFCA)

Under the pressures of both the decrease of high-grade high-quality iron ore resources and the increase of raw material costs,the iron and steel enterprises in China turn to adopt iron ores which contain special elements such as nickel,manganese,etc.in the sintering blend.Analytical reagents were used for sintering experiments,and the sinters were analyzed with X-ray diffraction,scanning electron microscopy and mineralogical microscopy to study the effect of nickel on the silico-ferrite of calcium and aluminum(SFCA)bonding phase formation during sintering.The results indicated that SFCA was divided into nickel-containing and nickel-free areas due to the presence of nickel.The increasing content of nickel would greatly reduce the content of SFCA and promote the formation of calcium aluminum silicate.A great deal of Fe2O3 participated in the crystal transition to Fe3O4,reducing the amount of Fe2O3 involved in the formation of calcium ferrite.When the blending ratio of NiO,which is used to provide the nickel in the sintering process,is less than 3%,the calcium ferrite is in substantially interleaving corrosion with hematite and magnetite.Both the porosity and silicate glass phase content are low,which contributes to the sintering production.     

MgO对烧结矿CaO-Fe2O3系初期液相生成的影响

为了研究MgO对烧结过程中CaO Fe2O3系初期液相生成的影响及作用机理，通过DSC研究了不同MgO含量试样在升温过程中液相生成的变化，并通过XRD确定液相生成前MgO对矿物组成的影响。结果表明，试样中MgO含量的增加使得升温过程中初期液相生成量减少，但是初期液相的生成温度没有明显变化。MgO对初期液相的抑制分为两种方式，一种为MgO与Fe2O3反应生成含镁磁铁矿，另一种为MgO添加导致CaFe2O4分解。这两种方式都使CaO含量升高，促进了高熔点矿物Ca2Fe2O5和含镁磁铁矿的生成，导致液相量降低。通过研究MgO对初期液相生成的影响，为烧结矿中合理添加含镁熔剂提供理论基础。     

Effects of Temperature and Atmosphere on Sintering Process of Iron Ores

 The relationship of time to minerals composition in sinters is investigated by mineragraphy are claritied observation and component analysis, and the effects of temperature and atmosphere on mineralization process. Results are obtained as follows. The initial melt forms below the eutectic temperature of CaO·Fe2O3 and CaO·2Fe2O3, which is complex substance containing Ca, Fe, Si and Al, rather than the binary calcium ferrite melt. Minerals composition of binding phase is related to local content of silica in melt, which is influenced by temperature. Appearance of the melt promotes the transition from hematite to magnetite, which then alters the mechanism of calcium ferrite formation. Before the formation of magnetite, the contents of Fe and Ca within the multiple calcium ferrite decrease with temperature, but in the case of magnetite presence, the content of Fe increases solely with increase of temperature and decrease of oxygen potential. Temperature and atmosphere determine minerals composition together, and bring influence on sintering process in different ways. It can be deduced that temperature affects kinetics of the mineralization process, but atmosphere just plays a role in thermodynamics.     

2种氧分压下铁矿粉烧结高温熔体的流动行为

铁矿粉烧结高温熔体的流动行为,对烧结矿强度的改善有重要影响,而其受到烧结料层内氧分压的深刻影响.以7种铁矿粉为研究对象,在实验测定2种氧分压下高温熔体流动行为的基础上,通过FactSage热力学计算、XRD矿相分析法及矿相数点法探究其影响机制.结果 表明,当高温保持段的氧分压从0.1 kPa升高至21.0 kPa,高温...     

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。     

铁矿石溶解与烧结熔体流动行为机理

 在铁矿石烧结过程中,铁矿石部分溶解于烧结熔体,直接影响熔体的性质,进而影响烧结矿的黏结。为了明晰铁矿石与烧结熔体的相互作用,采用化学纯试剂煅烧法制备以Ca_3.6Fe_14.4O_25.2和CaFe₂O₄矿物为主的铁酸钙系黏附粉。以7种核心铁矿石-铁酸钙系(w(CaO)=15%)黏附粉构成烧结偶为主要研究对象,采用实验室烧结方法,研究了核矿石溶解与烧结熔体流动行为。在此基础上,使用化学纯试剂模拟核矿石的化学组成,考察了核矿石SiO₂、Al₂O₃含量对熔体横向流动面积和核矿石溶解指数的影响规律及机理。结果表明,在核矿石溶解于CaO-Fe₂O₃液相后,形成了交互层区域。核矿石中矿物,尤其是石英,溶解进入熔体,在靠近熔体一侧促使生成复杂CaO-Fe₂O₃系液相,而在靠近核矿石一侧促使简单CaO-Fe₂O₃系液相转变为CaO-Fe₂O₃-SiO₂系液相。靠近熔体一侧析出以铁酸钙系和赤铁矿为主的矿物,而靠近核矿石一侧析出以硅酸盐和赤铁矿为主的矿物。随着核矿石SiO₂含量的增加,一方面,使得溶解进入熔体中的SiO₂数量增加,溶解指数得到提升;另一方面,提升了简单CaO-Fe₂O₃系液相的黏度,从而使得熔体横向流动面积减小。随着核矿石Al₂O₃含量的增加,溶解进入熔体中的Al₂O₃数量增加,进而熔体横向流动面积降低,而核矿石溶解指数升高。Al₂O₃相较于SiO₂对核矿石溶解与熔体流动行为的影响更大。     

Effects of Compound Silicate Gangue on Formation of Complex Calcium Ferrite During Sintering Process

 In order to improve the quality of sinter produced by Baiyunebo iron ore concentrate, the effects of compound silicate gangue containing kalium and natrium on formation of complex calcium ferrite were studied using mini-sintering test device, optical microscope (OM) analysis and scanning electron microscope (SEM)/energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis. The results show that with the increasing of K2O and Na2O content in sintering samples, K2O and Na2O highly enriched in the glassy phases, the contents of complex calcium ferrite and hematite in sinter decreased and the porosity increased; the mineral microstructure exhibited large cavities and thin framework and became inhomogeneous. The compound silicate gangue containing kalium and natrium significantly inhibited the generation of complex calcium ferrite (SFCA). When the content of K2O and Na2O was higher in samples, a part of K2O and Na2O entered into complex calcium ferrite, which caused the fine grains of SFCA with acicular and columnar to agglomerate into coarse grains, and its bonding effect to iron oxides reduced. The content of K2O and Na2O in sinter had effects on quantity, composition and morphology of complex calcium ferrite.     

熔剂对阳春粉熔化性及烧结质量的影响

采用拉伸试验机测定烧结试样的强度,应用半球点法测定试样的熔化性温度,研究了SiO2、Al2O3和MgO含量对阳春铁矿粉熔化性及其烧结质量的影响。结果表明:随着SiO2含量的增加,熔化性温度相应降低,当SiO2的质量分数为5.6%时抗压强度较大;随Al2O3含量增加熔化性温度略有升高,烧结矿强度略有降低;MgO含量增加,阳春粉的熔化性温度相应升高,烧结试样的抗压强度相应升高。     

Microstructure Evolution During Controlled Solidification of “Fe2O3”-CaO-SiO2 Liquids in Air

Metallurgical and Materials Transactions B - The principal chemical components in iron ore sintering are Fe2O3, CaO, and SiO2. This sintering process consists of three key steps: heating, holding...