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。     

碱度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热力学软件模拟计算了碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,并开展了不同碱度的烧结杯试验研究。研究表明:随着碱度增加,烧结矿理论液相生成量增加,液相黏度降低,液相中Fe_2O_3/CaO增加,铁酸钙形成条件改善。当碱度为1.95时,铁酸钙含量最高,CaO与Fe_2O_3结合形成稳定的铁酸钙粘结相,有利于减少Fe_2O_3发生还原粉化现象;而继续提高碱度至2.05时,颗粒较粗的褐铁矿和赤铁矿与CaO进一步接触、矿化,使烧结矿赤铁矿含量升高,铁酸钙和磁铁矿含量减少,液相黏度降低,孔隙率增大,烧结矿结构均匀性变差,导致烧结矿基体组织结构抵抗还原过程中产生的晶格畸变能力变差,粉化严重。综合考虑碱度对烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能的影响,在试验所用烧结原料条件下,烧结矿适宜碱度应控制为1.95。     

超高碱度对烧结矿性能与工艺参数的影响

 进行了超高碱度烧结, 适宜工艺参数,不同SiO2含量,烧结强化措施的实验室试验研究。试验结果表明,在碱度2.0～3.2范围内,随着碱度的上升,ISO转鼓指数上升,利用系数提高,烧结速度加快,成品率下降。在碱度2.0～2.8范围内,指标几乎成直线上升,碱度2.8以后部分指标开始出现下降趋势,碱度2.8是攀钢现有烧结矿的最适宜碱度。随着碱度的提高,烧结矿中钛赤铁矿与钛磁铁矿减少,铁酸盐含量增加,钙钛矿约有增加,硅酸盐变化不大。还原性与低温还原粉化率均得到改善,软化与熔融开始温度上升,软化区间与滴落区间减薄,有利于改善高炉透气性。在超高碱度2.8条件下,应用正交试验对工艺参数寻优,并进行了强化措施试验。在目前生产条件下有必要将碱度从2.4提高至2.8,SiO2质量分数为5.0%合适,根本途径在于钒钛精矿提铁降硅降钛。     

碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

摘要：采用Factsage 7.1热力学软件模拟计算了碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,并开展了不同碱度的烧结杯试验研究。研究表明：随着碱度增加,烧结矿理论液相生成量增加,液相黏度降低,液相中Fe2O3/CaO增加,铁酸钙形成条件改善。当碱度为1.95时,铁酸钙含量最高,CaO与Fe2O3结合形成稳定的铁酸钙粘结相,有利于减少Fe2O3发生还原粉化现象;而继续提高碱度至2.05时,颗粒较粗的褐铁矿和赤铁矿与CaO进一步接触、矿化,使烧结矿赤铁矿含量升高,铁酸钙和磁铁矿含量减少,液相黏度降低,孔隙率增大,烧结矿结构均匀性变差,导致烧结矿基体组织结构抵抗还原过程中产生的晶格畸变能力变差,粉化严重。综合考虑碱度对烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能的影响,在试验所用烧结原料条件下,烧结矿适宜碱度应控制为1.95。     

超高碱度对烧结矿性能影响的试验研究

进行了超高碱度烧结,适宜工艺参数,不同SiO2含量,烧结强化措施的实验室试验研究.试验结果表明,在2.0～3.2范围内,随着碱度的上升,ISO转鼓指数上升,利用系数提高,烧结速度加快,成品率下降.在碱度2.0～2.8范围内,指标几乎成直线上升,碱度2.8以后部分指标开始出现下降趋势,碱度2.8是攀钢现有烧结矿的最适宜碱度.随着碱度的提高,烧结矿中钛赤铁矿与钛磁铁矿减少,铁酸盐含量增加,钙钛矿约有增加,硅酸盐变化不大.还原性与低温还原粉化率均得到改善,软化与熔融开始温度上升,软化区间与滴落区间减薄,有利于改善高炉透气性.在超高碱度2.8条件下,应用正交试验对工艺参数寻优,并进行了强化措施试验.在目前生产条件下有必要将碱度从2.4提高至2.8,SiO2为5.0%合适,根本途径在于钒钛精矿提铁降硅降钛.     

MgO和Al_2O_3含量对铁酸钙生成的影响

铁酸钙作为高碱度烧结矿的黏结相,对烧结矿冶金性能的影响极其重要。研究了其生成过程受MgO、Al_2O_3的影响。根据铁酸钙研究基础在CaO、Fe_2O_3固定配比原料中加入不同量的MgO和Al_2O_3,烧结后进行X射线衍射分析,并结合金相显微镜的观察,分析MgO、Al_2O_3的对铁酸钙生成的影响。研究表明:在0.5%～2.5%范围内,随MgO含量的增多,铁酸钙先增多后减少,在1.5%～2.0%取得最大值,且MgO含量为2.0%时,矿相结构较为理想;Al_2O_3可以促进铁酸钙中Fe_2O_3的固溶和二元铁酸钙中的液相生成,从而促进铁酸钙向复合铁酸钙转化。     

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…     

MgO/Al_2O_3对复合铁酸钙显微形貌和显微硬度的影响

高碱度烧结矿的主要粘结相为复合铁酸钙,铁酸钙的化学组成、微观结构与显微硬度对烧结矿质量具有重要影响,铁含量高的针状铁酸钙有利于改善烧结矿质量。本文通过冷场发射扫描电镜分析和显微硬度实验研究了不同MgO/Al_2O_3比值对复合铁酸钙化学组成、微观结构和显微硬度的影响。结果表明:当MgO/Al_2O_3为0.46～0.83范围内,随MgO/Al_2O_3比值的增大:复合铁酸钙显微硬度呈现先增大后减少的趋势,在0.6附近取得最大值;复合铁酸钙显微结构先是由块状向柱状、针状转变,再由针状向块状转变的过程,且分布更加均匀;铁元素的含量先增大后减小,其它元素的含量无明显变化规律,且当铁的含量较高时,复合铁酸钙呈现针状结构;当铁的含量较低时,复合铁酸钙为片状、块状或板块状结构。     

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。     

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。     

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.      

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。     

包钢低硅烧结矿强度解析

通过烧结杯烧结过程的解剖分析及运用微型烧结法模拟解剖分析,包钢低硅烧结矿w(SiO2)＜5%维持足够机械强度的关键因素是:铁酸钙含量的提高和玻璃质含量的减少.而促成这一成因有3个因素:降低w(SiO2)、提高烧结矿碱度和提高烧结料层.     

分流制粒烧结工艺参数对钒钛烧结矿微观结构的影响

研究了分流制粒烧结中酸性物料的粒度、配碳量和碱度等工艺参数对烧结矿微观结构的影响。结果表明,酸性物料的粒度范围扩大时,料层透气性变好,铁酸钙增多,矿相结构更均匀。当碱度较低时,烧结矿黏结相以硅酸二钙和玻璃质为主;随着碱度升高,钙钛矿含量先增加后减少,当碱度达到2.02时,铁酸钙含量大量增加,黏结相以铁酸钙和玻璃质为主。随着配碳量的增加,铁酸钙含量降低,钙钛矿含量增加,赤铁矿含量减少,亚铁含量增多,将使得烧结矿的转鼓强度和还原粉化指数提高,还原性下降。综合考虑分流制粒钒钛矿烧结配碳量选择4.2%比较适宜。     

高碱度烧结矿的矿物组成与矿相结构特征

采用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜对莱钢、宝钢、鞍钢和酒钢烧结矿进行了研究,提出了高碱度烧结矿(w(CaO)/w(SiO2)=1.84～2.11)的矿物组成与矿相结构共性特征和差异.研究发现,其矿物组成主要有赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙和硅酸钙,其中赤铁矿主要以自形晶和少量的他形晶存在,与铁酸钙之间具有明显的界面,而磁铁矿主要以粒状他形晶存在,与铁酸钙呈熔蚀结构.铁酸钙多以柱状和针状形态存在,中间交织着柱状或粒状的β-硅酸二钙.另外,烧结矿粘结液相内适当地增加Al2O3含量,有助于针状铁酸钙生成.     

烧结成矿过程中铁酸钙特征与冶金性能定量关系

烧结成矿过程中铁酸钙质量分数、晶体形态及其结晶粒度等特征对烧结矿质量好坏有重要影响。本文以现场烧结配料结构为基准，使用分析纯进行不同温度梯度微型烧结试验，利用偏光显微镜重点分析了烧结矿成矿过程中铁酸钙生成特征，并分析了其对烧结矿冶金性能的影响规律。结果表明：在1 280～1 400℃升温过程中，烧结矿以斑状结构为主，其中不同形态的铁酸钙质量分数共减少了26.40%,烧结矿RDI_{+3.15 mm}及RI指数分别由74%、72%降低为69.20%、67.57%;在1 250～1 280℃升温过程中和1 400～1 200℃降温过程中，烧结矿以交织熔蚀结构为主，有针柱状铁酸钙大量生成，且针柱状铁酸钙中Al₂O₃/SiO₂较小为0.25,烧结矿RDI_{+3.15 mm}及RI指数呈变好趋势；在1 200℃降温至室温的过程中，烧结矿主要以熔蚀结构为主，是板柱状和他形铁酸钙的形成阶段，尤其在1 200～1 100℃降温段，针状、柱状铁酸钙均占比较高为32.70%,烧结矿RDI_+3.15...     

高铁低硅烧结矿实验研究

在马钢一铁总厂原料条件下,进行了提铁降硅优化配矿实验室试验,当烧结矿w(SiO2)降低至4.50%时,进行了不同烧结料层、碱度及配煤比的实验室试验及冶金性能试验.实验结果表明:优化烧结原料结构可有效地克服低硅烧结矿强度差的缺点;提高烧结矿碱度是改善烧结矿强度最有效的措施;烧结料层提高,可弥补由于烧结矿w(SiO2)降低对强度产生的不利影响,且烧结固体燃耗降低;烧结配煤比提高在0.3%以下,有利于提高烧结矿强度和烧结利用系数.     

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。     

自熔性烧结试验研究

烧结实验室对自熔剂性烧结矿进行试验研究,结果表明:当烧结矿碱度为1.00时,烧结产质量指标明显优于烧结矿碱度为0.8时的指标;碱度为1.85的高碱度烧结与碱度为1.00的自熔性烧结固体能耗相当,但其产质量指标明显更低,垂直烧结速度降低4.33 mm/min,成品率降低1.09％,转鼓强度和利用系数分别降低9.39％和0.22 t/(m2·h),低温还原粉化指数RDI+3.15明显更差,从83.84％下降到到55.91％,还原度指数RI也下降3.65％,仅为74.35％.     

新疆菱铁矿烧结试验研究

通过对新疆菱铁矿的烧结试验研究得出：新疆菱铁矿铁品位较低,CaO质量分数超高,达到7.87%,SiO2质量分数很低,只有0.79%。因此以新疆菱铁矿为主要原料进行烧结,为达到高炉生产所需要的碱度,就需配加适量的硅石或含SiO2较高的矿粉。烧结矿燃料配比为5.2%~5.6%,转鼓指数可达到56%～57%,可用于中、小高炉冶炼。