迁安磁选精矿粉烧结矿粉化机理的研究

D0I:10.13374/j.issm1001053x.1979.01.002 迁安磁选精矿粉烧结矿粉化机理的研究 言都钢铁公司、北京钢铁学院联合烧结试验组 任允芙周取定执笔 摘 要 本文对烧结矿粉化粉末中的矿物组成进行了试验研究，证明了迁安精矿粉烧结矿中 Y-2CaO·SiO2的形成是引起烧结矿粉化的根本原因。 通过降低情矿粉中SiO,含冠、CO配加量、配加白云石、配加少量含磷灰石铁矿粉和 配加少量的含硼、钡、铬、钒及锰等矿物以及在低温氧化气氛中烧结试验研究，均可得出减 少或防止烧结矿中y-C,S形成的效果。 配加少量含磷灰石矿粉，防止烧结矿粉化曾作为主要措施应用于生产。 降低精矿粉中SO2的含量，以控制YC:S的形成从而减轻或防止烧结矿粉化的试验结 果，近来在首钢烧结厂生产中已实现。 首钢烧结厂生产实践证明，在烧结自熔性(CO/SiO2=1.15)烧结矿的配比中，当迁 安精矿粉(TFe40~62%,Si0210~12%)增加到70%以上.时，绕结矿在冷却时产生严重 的粉化现象（即在冷却时自动粉碎成粉末)。由于烧结矿的粉化，严重地影响烧结矿的产量 和质量，严重影响高炉冶炼顺行〔1)。为此，我们对绕结矿份化原因以及防止措施进行了试 验研究，取得了良好的效果。 一、烧結矿粉化原因的分析 1.烧结矿粉化粉末的矿物组成 正安精矿粉烧结碱度(CO/SiO2)为1.26的烧结矿，烧结矿块（>25毫米)在自然冷 却时，产生严重的粉化<5毫米的粒级占28.9%（此称粉化率），其中<0.1毫米的粉化粉 末占3.24%，此粉化末的化学成分为： 表1 TFe FeO CaO SiO2 MgO S P Cao/SiO, 52.00 29.60 13.70 9.42 2.52 0.033 1.45 从上述末化末的化学成分中可明显看出，粉化末的碱度及FO的含量均较未粉化的烧结 矿块显著提高。 11

迁安磁选精矿粉烧结矿粉化机理 的研究 首 都 钢铁公 司 、 北 京钢铁学 院联合 烧 结试 验组 任 允芙 周取 定 执笔 要 本文对烧结矿 粉 化粉末 中的矿 物组成 进行 了 试 验研 究 ， 证 明 了 迁 安 精矿 粉烧结 矿 中 丫一 · 的形成 是 引起烧结矿 粉化的根 本原 因 。 通过 降低 精矿粉 中 含量 、 ‘ 配加 量 、 配加 白云石 、 配加 少量 含磷灰 石铁矿粉 和 配加 少量 的 含硼 、 钡 、 铬 、 钒 及锰 等矿 物以 及 在低温氧 化气氛 中烧结 试 验研 究 ， 均可得 出减 少 或防止 烧结矿 中 一 形成 的效 果 。 配加 少 量 含磷 灰 石矿粉 ， 防止 烧结矿粉 化曾作为主 要措施应用 于生产 。 降低精矿 粉 中 的 含量 ， 以 控 制 丫一 的形 成从而咸轻或 防止烧结矿粉 化的试验结 果 ， 近来 在首钢 烧结 厂 生产 中已实现 。 首钢 烧结厂 生产 实践 证 明 ， 在 烧结 自熔 性 〕 二 烧 结矿 的配 比 中 ， 当迁 安精矿粉 、 ， 、 增加 到 以 上 时 ， 烧结矿 在 冷却 时产 生 严 重 的粉 化现象 即 在冷却时 自动粉 碎成粉 末 。 由于 烧结矿 的粉 化 ， 严 重地 影 响烧结矿 的产 量 和质量 ， 严 重 影响高炉冶炼顺行 〔 〕 。 为此 ， 我 们 对 烧结矿 粉 化原 因 以及 防止措施 进行 了试 验 研究 ， 取 得 了良好 的 效果 。 烧 桔 矿粉 化 原 因 的分 析 烧 结矿粉 化粉 末的矿物 组 成 迁 安精矿 粉 烧结碱 度 为 的烧 结矿 ， 烧结矿 块 毫米 在 自然冷 却 时 ， 产 生严 重 的 粉化 毫米的粒 级 占 此称 粉 化 率 ， 其 中 毫米的粉化粉 末 占 ， 此粉 化末 的 化学成 分为 表 · · … · ‘ ” 、言 一’ ’ 一 ” ” ，’ ‘ ’ 下 ” 益 ’ 一 万叹价万万 乎瓦 亨刃口 一 …立 从 述 末 化末 的 化学成 分 中可 明显看 出 ， 粉 化末 的碱 度及 的 含量 均较 未粉 化的烧结 犷 块 显著提 高 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1979．01．002

从岩相及矿相鉴定分析结果表明：粉化粉末中主要铁矿物为磁铁矿，富氏体(Wustite) 以及极少量的赤铁矿和铁酸钙，透明矿物主要为Y型硅酸二钙（简写为YC,S),少量的钙 铁橄榄石(CaO·FeO·SiOz),硅灰石(B-CaO·SiO2)和极少量的方解石(CaCOx)、 石英(SiO2)、游离的石灰(CO)和残余的燃料等。其中Y-C2S、富氏体及方解石的含 量较未粉化的烧结矿块中的含量有显著的增多。 为了进一步鉴定烧结矿粉化末的矿物组成，又对<0.1毫米的粉化未进行单矿物分离， 並将分离出的Y-C:S进行岩相鉴定、x-射线分析及差热分析。 (1)单矿物分离： 应用重液分离法，在重液二碘甲烷中的轻矿物中获得纯度较高的Y-C2S(其中混有极少 量的石英、富氏体及方解石)。 (2)岩相鉴定： 在偏光显微镜下观察粉化粉末中重液分离出的Y-C2S为无色的斜方晶系柱状或纤维状 集合体，沿柱面具有完善的解理，平行消光或微斜消光，有明显的聚片双晶。矿物特征如图 1所示。双折射率较弱(Ng-Np=0.012),干涉色一般多为一级灰白，折光率较B-CzS 低，Ng=1.654,Np=1.642。用油浸法实测Ng'≥1.6534，Np≥1.642。 (3)x-射线分析： 为了进一步验证粉化末中Y-C2S,又将从粉化末中分离出的Y-C2S,进行x-射线衍射 分析，x一射线衍射图形如图2所示。 图2烧结矿粉末中分离出的Y-C2Sx射线衍射图(CuKa40千伏20毫安 通过x一射线衍射分析证明，粉化末在重液二碘甲烷中分离出来的轻矿物主要为Y~C:S (根据镜下观察和x一射线分析，说明其中除Y-C2S外，还混杂有极少量的石英、方解石及 富氏体)。 (4)差热分析： 图3是从粉化末中分离出来的Y-C:S的差热分析曲线，从图3中可以看到在870C有一 个明显的吸热谷，这是与Y-C2S的相转变特性完全吻合的，但由于样品纯度不够，所以在 1200°C时，样品全部融化而产生了一个吸热谷。 700 1o02003w04050 200 图3烧结矿中分离出的Y-C2S的差热曲线 12

从岩相及矿 相鉴 定分析 结果表 明 粉 化粉末 中主 要 铁矿物为磁 铁矿 ， 富 氏体 以及极 少量 的赤铁矿 和 铁 酸钙 透 明矿 物主 要为 丫型硅 酸二 钙 简写为 一 ， 少量 的钙 铁橄榄石 · · ， 硅 灰 石 日一 · 和极少 量 的 方解石 。 、 石英 、 游离的石灰 和残余的燃料 等 · 其 中 丫一 、 富 氏体及方解石 的 含 量较未粉 化的烧结矿块中的 含量有显著的 增 多 。 为 了 进一步鉴 定 烧结矿 粉 化末 的矿 物组成 ， 又对 毫 米的粉 化末 进行单矿 物 分离 ， 业 将分离出的 丫一 进行岩 相鉴 定 、 一射线 分析及差 热 分析 。 单 矿 物分 离 应用 重液分离法 ， 在重液二碘 甲烷 中的轻矿 物中获得纯 度较高 的 丫一 其 中混有极 少 量 的石英 、 富 氏体及方解石 。 岩 相鉴 定 在偏光显 微镜下 观察粉 化粉 末 中重液 分离 出的 丫一 为 无 色的斜 方 晶系柱状或纤 维 状 集合体 ， 沿 柱面 具有完善的解理 ， 平 行消光 或 微斜 消光 ， 有 明显的聚片双 晶 。 矿 物特征如 图 所示 。 双折射 率较弱 ’ 一 二 ， 干 涉色一般 多为一 级灰 白 ， 折 光 率较 日一 低 ， ’ ， 。 用油 浸 法 实测 产 之 ， 七 。 一 射线 分析 为 了进一 步验证粉 化末 中丫一 ， 又将 从 粉 化末 中分离出的 丫一 ， 进 行 一射 线 衍射 分析 ， 一 射 线 衍射 图形如 图 所示 。 图 烧 结矿粉 末 中分离 出的 一 射 线衍 射 图 。 千 伏 毫安 通 过 一射线 衍射 分析 证 明 ， 粉 化末 在重液二碘 甲烷 中分 高出来 的轻矿物主 要为 丫一 根据镜下 观察 和 一射 线 分析 ， 说 明其 中除 一 外 ， 还 混 杂有极 少量 的石英 、 方解 石 及 富 氏体 。 差 热分析 图 是从 粉 化末 中分 离出来 的 丫一 的差 热分 析 曲线 ， 从 图 中可 以 看 到在 有一 个 明显 的吸热谷 ， 这 是 与 一 的相 转 变特 性完 全吻 合 的 ， 但 由于样品 纯 度不够 ， 所 以 在 时 ， 样品 全 部融 化而产 生 了一 个吸热谷 。 图 烧 结矿 中分 离 出的丫一 。 的差 热 曲线

通过以上多种研究方法的检验，证明粉化末中存在有一定数量的Y-C2S。 2,烧结矿粉化与其碱度的关系 从烧结矿的生产实践看到，当使用迁安精矿粉(TFe=60.20%,SiO212%)配比为70% 时，生产碱度为0.95或1.0的烧结矿，则烧结矿一般无粉化现象。但在同样条件下，若生产碱 度为1.15或稍高时，则烧结矿在冷却时产生严重的粉化现象。为了系统地了解不同碱度烧结 矿与其粉化率的关系，在烧结杯中进行了不同 40 碱度的烧结试验，试验结果见图4。试验采用 当时生产的配料比，即迁安精矿粉65%，矿山 村16%，烧结矿末6%（高炉矿槽筛下物）， 30 从图4可明显看出：当烧结矿碱度≤1.0时， 基本上无粉化现象，随着碱度的升高，粉化率 陡然升高，碱度增到4.0以上时，烧结矿又盐本 鄱 不粉化。这就充分说明烧结矿的粉化是与其碱 度有着极为密切的关系。因此，我们抓住随着 烧结矿碱度的变化而引起粉化率变化的现象， 探索其内部矿物组成变化规律的实质，希望从 中找出引起烧结矿粉化的原因。 根据岩相与矿相分析，不同碱度烧结矿的 矿物组成特征列表2和图5。图5中不同矿物 减度C050a 含量系用目估比较法测出，供相互参比。 图4不同碱度烧结矿与其粉化率的关系 表2 不同碱度烧结矿矿物组成特征 碱 度 (Cao/SiO2) 0.951.00 1.151.25 1.52.42 ≥3.0 主要为磁铁 与左栏基木相同 磁铁矿、赤铁 磁铁矿明显减 矿，少量富氏体， 和矿逐渐减少，而 少，赤铁矿极少， 矿 並有少量赤铁矿 铁酸钙则逐渐增 而铁酸钙则明显 矿 物 和铁酸钙 加 增多 物 主要是钙铁橄 钙铁橄榄石和 主要是铁酸 组 以钙铁橄榄石 为主，有少量铁 榄石，其次有少 玻璃质明显地减 钙、β-C2S和硅 成 结相 橄榄石、硅灰石、 量的硅灰石、Y一 少，铁酸钙、硅 酸三钙，而Y- C2S、B-C2S以 灰石和B-C2S、 CzS极少，钙铁 物 钙铁辉石、硅酸 盐玻璃质等 及硅酸盐玻璃质 Y-C2S明显增 橄榄石和玻璃质 等 多 极少或无 典型矿相照片图 6 7 8,9 10,11 注：高碱度烧结显微结构特点是磁铁矿以熔蚀残余它形晶为主，晶粒細小，与铁酸钙形 成熔蚀结构，局部也有铁酸钙、磁铁矿及硅酸鈣形成柱状交织结构。 13

通 过 以上 多种 研究方法 的检验 ， 证 明粉 化末 中存在有一定数量 的 一 。 ， 烧 结矿粉 化 与其碱 度的关系 从 烧结矿 的生产实践看 到 ， 当使用 迁安精矿 粉 二 ， 配 比为 时 ， 生产 碱 度为 或 的烧 结矿 ， 则烧结矿 一般无 粉 化现象 。 但 在 同样条件下 ， 若 生产碱 度为 或稍高时 ， 则烧结矿在冷 却时产 生严 重 的粉化现象 。 为 了系统地 了解不 同碱 度烧 结 瓣奋仪孕 矿 与其 粉 化率的关 系 ， 在 烧结杯 中进 行 了不 同 碱 度的烧结试验 ， 试验 结果见 图 。 试验 采用 当时 生产的配料 比 ， 即迁 安精矿 粉 ， 矿 山 村 ， 烧 结矿末 高炉矿 槽筛下 物 ， 从图 可 明显看 出 当烧结矿碱 度 三 时 ， 基 本上无 粉 化现象 ， 随 着碱 度的升高 ， 粉 化 率 陡 然升高 ， 碱 度增 到 以 上时 ， 烧结矿又基 本 不 粉 化 。 这 就充分说 明烧结矿 的 粉化是 与其碱 度有着极为密 切的关系 。 因此 ， 我们 抓住 随 着 烧 结矿碱 度的变化而引起粉 化率变化的现 象 ， 探索 其 内部矿 物组成 变化规律 的实质 ， 希望 从 中找 出引起烧结矿 粉 化的原 因 。 根 据岩 相 与矿相分析 ， 不 同碱 度烧结矿 的 矿 物组成特征列 表 和 图 。 图 中不 同矿 物 含量 系用 目估 比较法测出 ， 供 相 互参 比 。 一 厂汽 丫 又… 卜 币咸 度 。 氏 图 不 同碱度烧 结矿 与其粉化 率的关 系 表 不同碱 度烧结矿 矿物 组成特征 碱 度 、 、 、 之 主 要 为 矿 ， 少量富 福阵 一 氏体 ， 下砚于瓜相 同 业 有少量赤 铁矿 不口铁 酸钙 磁 铁矿 、 赤 铁 矿 逐渐 减少 ， 而 铁酸钙 则逐渐 增 加 钙 铁橄榄石 和 玻 璃质 明显地 减 少 ， 铁 酸钙 、 硅 灰石和 日 一 、 丫一 明 显 增 磁 铁矿 明显减 少 ， 赤 铁矿 极 少 ， 而 铁酸钙 则明显 增 多 ‘注 铁矿物 … 以 钙铁橄榄石 为主 ， 有少量 铁 橄榄石 、 硅 灰石 、 钙铁辉石 、 硅 酸 盐玻 璃质 等 主 要是钙 铁橄 榄石 ， 其次有少 量 的硅 灰石 、 丫 、 一 以 及硅 酸盐玻 璃质 主 要 是 铁 酸 钙 、 日一 和硅 酸三 钙 ， 而 丫 极 少 ， 钙 铁 橄榄石和玻璃质 极少或无 胶结相矿物 矿组物成 典型矿 相 照片 图 芋 …多 】 ， 一 、一下一又了 一 ‘ 。 ， ‘ 一 注 高碱度烧结显微 结构 特点是磁 铁矿 以熔蚀 残 余 它形 晶为主 ， 晶 粒细 小 ， 与铁酸钙形 成熔蚀 结构 ， 局部也有 铁酸钙 、 磁 铁矿 及硅 酸钙形成柱 状交织 结构

00 0 20 1.0 2.0 3.0 4.0 50 6.0 碱度CaO/SiO2 图5不同碱度烧结矿中矿物组成的变化 1-磁铁矿（包括少量的富氏体）：2-赤铁矿，3-铁酸钙（包括CaO.Fe2O3: 2CaO·Fe2Os),4-鈣铁橄榄石（碱度为1.0的烧结矿中含有少量铁檄榄石）； 5-硅酸盐玻璃质，6-硅灰石，7-硅酸二钙（主要是B-C2S);8-硅酸三艇， 9-游离石灰、石英及其它硅酸盐矿物 从以上实验结果明显看出：当烧结矿碱度≤1.0时，烧结矿基本不粉化，烧结矿中的C2S 极少。随着碱度的升高，粉化率升高，烧结矿中矿物组成发生变化，出现一定数量的YC:S 及B-C2S,而且随着Y-C2S和B-C2S的增多，粉化率升高。在碱度到4.0以上时，烧结矿 又基本上不粉化，在此条件下岩相分析烧结矿中的C2S几乎全部成为B-C:S和一定数量的 硅酸三钙(C,S)。参照C2S多晶转变的知识，可以认为：烧结矿粉化的原因决定于Y-C2S 的存在和含量的多少。至于碱度在4.0以上时，烧结矿基本不粉化，这是由于超过量的CO 的加入有稳定B-CzS相变及生成C3S的作用〔2)，从而防止了超高碱度烧结矿的粉化。 3。烧结矿的粉化与配炭量的关系 生产实践中发现烧结矿中配炭量增加，烧结矿的粉化渐趋于严重。在同-一台车的烧结 取样也发现中下层烧结矿粉化比上层的严重。为此，在烧结杯中进行100%迁安精矿粉(TF: 62.6%,Si029.94%烧结碱度为1.25)在配炭量分别为3.2,3.8,5.0,11%时，烧结后的 粉化率试验，得出不同配炭量烧结矿的粉化率和矿物组成变化规律分别示于图12及图13。 40 30 8 20 10 0 E 6 81012 配碳量% 图12配炭量与烧结矿粉化率的关系 14

次礴和啊耸季份 碱度 一 图 不 同碱度 烧 结矿 中矿 物 组 成 的变化 ， 一磁 铁矿 包 括少 量 的 富 氏体 一 赤铁矿 一 铁酸 钙 包 括 · 。 一 钙铁橄 榄石 碱度 为 的烧结矿 中含有 少量 铁橄 榄石 一 硅 酸盐 玻璃 质 一硅灰石， 一 硅 酸二 钙 主 要是 日一 一 硅 酸三 葬 一 游离石 灰 、 石 英及 其 它硅 酸 盐矿 物 从 以上实验结 果 明显看 出 当烧 结矿碱 度三 时 ， 烧 结矿 基 本不 粉 化 ， 烧结矿 中的 极 少 。 随 着碱 度的 升高 ， 粉 化率 升高 ， 烧结矿 中矿 物组成 发生 变化 ， 出现一 定 数 量 的 一 ， 及 日一 ， 而且随 着丫一 和 日一 的增 多 ， 粉 化 率升高 。 在碱度 到 以上 时 ， 烧结矿 又基 本上不粉化 ， 在此 条件下岩 相 分析 烧结 矿 中的 ， 几 乎 全 部成为 日一 ， 和一 定数量 的 硅 酸三钙 。 参照 多 晶转变 的知 识 ， 可 以 认为 烧 结 矿粉 化 的原 因决定 于 丫一 的存在和 含量的 多少 。 至 于碱度在 以上 时 ， 烧结矿 基 本不 粉 化 ， 这是 由于超过 量 的 的加入 有稳定 日一 相 变及 生成 的作 用 〔 〕 ， 从而 防止 了超高碱 度烧 结矿 的 粉化 。 烧结矿 的粉 化与配 炭且的关系 生产实践 中发现 烧结矿 中配炭量增 加 ， 烧 结矿 的粉 化渐 趋 于严 重 。 在 同一 台车 的 烧结 犷 取 样也 发现 中下层 烧结矿 粉化比上层 的严 重 。 为此 ， 在 烧结杯 中进行 迁 安精矿 粉 少 ， 烧结碱 度为 在 配炭 量分 另为 ， ， ， 时 ， 烧 结 后 的 粉 化率试 验 ， 得 出不 同配炭 量 烧 结矿的 粉 化率和 矿 物组 成 变化规律 分别示 于图 及 图 。 了 尸一 。 一 、 乡 并牟窦 ‘ 配碳 量 图 配 炭 量 与烧结矿 粉化 率的关 系

以上试验结果可以看出： 在配碳量低(3.2%)的烧 结矿中，C2S很少，富氏体极少 100 (0.07%)或几乎没有，其它硅 酸盐矿物也较少，但赤铁矿和铁 酸钙则较多，烧结矿基本不粉化， 80 其矿物组成和显微结构见图14。 5 随着配炭量的增加，烧结矿 70 中富氏体有明显的增加，赤铁矿 3 60 和铁酸钙则明显减少，硅酸盐矿旷 物有所增加。而Y-C2S则随着 50 配炭量上升而上升，此点通过对 如 各配炭条件下烧结矿的粉化末进 40 行单矿物分离，並对其中Y-C2S 进行定量得到证明，见表3。 50 从表3可以看到，随着配炭 20 量的升高，烧结矿中Y-C2S含 量逐渐增加。因此，导致高炭烧 10 结矿粉化严重。从矿相鉴定表明， C2S在配炭5%以下的烧结矿中， 随着配炭量的升高而有所增加， 3.2 4.0 5.0 11.0 但在配炭11%的烧结矿中，C2S 配碳最% 的含量有所下降（由于高温条件 图13不同酏炭量烧结矿中矿物组成的变化 下有较多量的钙铁橄榄石和富氏 1-磁铁矿；2~富氏体；3-赤铁矿， 体吸收一部分钙，电子探针分析 4-B-C2S;5-铁酸鈣；6-硅酸盐矿物 证明，富氏体中吸收钙的量随着配炭的升高而增多)，但Y-C2S的总量则又明显升高，这 是由于在较高温烧结条件下有利于B-C2S转变为Y-C2S〔5)，所以烧结矿粉化严重。配炭 11%的烧结矿矿物组成和显微结构见图15。 表3 不同配炭量的烧结矿中Y-C2S的相对含量 烧结矿中<0.1 <0.1毫米粉末中分 折合100克烧结矿 配炭% 离出来的Y-C:S量 分离出来的Y-C2S 毫米粉末含量 % 克 3.8 1.19 2.12 0.0329 5.0 1.95 2.91 0.0565 11.0 5.67 1.81 0.101 4.烧结矿的粉化与配加菱鎂矿的关系 为了进一步查明Y~C2S及富氏休对烧结矿粉化的作用，曾用菱镁矿代替石灰石进行迁 安磁选精矿粉的高炭烧结试验（配炭6%），有意识地在烧结矿中排除Y-C,S及提高烧结矿中 15

以 上试验 结果可 以 看出 在 配碳 量 低 的 烧 结矿 ‘ 中 ， 很 少 ， 富 氏体极 少 或 几乎 没有 ， 其 它硅 酸盐矿 物也较 少 ， 但赤 铁矿和 铁 酸钙 则较 多 ， 烧结矿基 本不粉 化 ， 其矿 物组成和 显微 结 构见 图 。 随 着配炭量 的增 加 ， 烧结矿 中富氏体有明显 的增加 ， 赤 铁矿 和 铁酸钙 则 明显减少 ， 硅 酸盐矿 物有所增加 。 而 一 则随 着 配炭量 上 升而上 升 ， 此 点通 过 对 各配炭条件下 烧结 矿 的粉化末进 行 单矿 物分离 ， 业 对其 中丫一 进行定 量 得 到证 明 ， 见 表 。 从表 可 以看 到 ， 随 着配炭 量 的升高 ， 烧 结矿 中 丫一 含 量 逐渐增加 。 因此 ， 导致高炭 烧 结矿粉 化严 重 。 从矿相鉴定 表明 ， 在配炭 以下 的烧 结矿 中 ， 随 着配炭量 的升高 而有所增加 ， 但 在配炭 的 烧结矿 中 ， 的 含量 有所下 降 、由于高温 条件 下有较 多量 的钙 铁橄榄石和富 氏 体吸 收一 部分钙 ， 电子探针 分析 如县炼喇 分 歹 式口 配碳 量 图 不 同 配 炭 量 烧结矿 中矿 物组 成 的 变化 一 磁 铁矿 一 日 一 证 明 ， 富氏体 中吸 收钙 的量 随着配炭 的 升高而增 多 一 富 氏体 一 赤铁矿 一 铁 酸钙 一 硅 酸盐矿物 但 丫一 的总 量 则 又 明显升高 ， 这 是 由于在较高温 烧结 条件 下 有利 于 日一 转 变为 一 〔 〕 ， 所 以 烧 结矿 粉 化严 重 。 配 炭 的烧结矿矿 物组成 和显微结构 见图 。 表 不 同配 炭最的烧 结矿 中丫一 的相对 含 最 烧结矿 中 毫 米粉末 中分 …折 合 。 克 烧 结矿 配炭 离出来 的 一 量 分 离 出来 的 丫一 毫 米粉末 含量 克 ， 。 。 · · · · 烧 结矿的粉 化 与配 加 菱镁矿 的关 系 为 了进一步 查 明 丫一 及富 氏体对烧 结矿粉 化的作用 ， 曾用 菱镁矿 代替石灰石 进 行迁 安磁选精矿 粉的高 炭 烧 结试验 配炭 ， 有意识 地 在烧结矿 中排 除 一 及提 高烧结矿 中

表5 配炭% TFe FeO CaO SiO2 MgO s Mgo/SiO CaO+MgO/SiO 52 19.60 2.8 9.52 10.080.026 1.05 1.35 的富氏体，试验结果，烧结矿完全不粉化，其化学成分如表5。从岩相及矿相鉴定此烧结矿 中主要矿物组成为磁铁矿、富氏体，胶结相矿物主要为钙镁橄榄石、镁蔷薇辉石及镁橄榄石 等，没有发现C2S,如图16所示。这就进一步从反面证明烧结矿中Y-C2S的形成是引起烧结 矿粉化的根本原因。富氏体的大量出现只是高温还原的标志。 综合以上四个方面的研究结果，充分证实烧结矿中Y-C2S的形成是引起烧结矿粉化的 根本原因。 关于C,S多晶转变的特性，Nurse等有详细的论述。图17为Nurse关于纯CzS多晶转 变规律的意示图〔3)。 (1425) 1447 (670y705 B30° 525◆ 公散开士右 图17C2S多晶型转变示意图 1-稳定平衡；2-介稳定平衡；3-温度上升的反应路线， 4-温度下降的反应路线（括号内为过冷的极限温度） 当C2S不纯或冷却速度变化时，B-C2S开始转变为Y-C2S的温度可由525°C到20°C之 间进行〔4)。由上图可知，在C2S的多晶转变过程中，B-C2S是介稳定状态的，它与Y-C2S 是单变的，而在加热过程中沒有出现B-C2S,其转变顺序为：Y→a'→B→Y。 应该指出，在烧结过程中，通常主要存在有α'、B、Y三种变体〔3)，其比重不同，依 次为3.31、3.28和2.97，因而当a'-C2S转变为Y-C2S,其体积膨胀约12%，当B-C2S转 变为Y-C:S,其体积膨胀约为10%，由于体积膨胀产生极大的应力，因而Y-CzS多碎裂成 粉未。 迁安精矿粉的特点，主要脉石为石英，它与熔剂中的CO在一般烧结温度的条件下，生成 各种硅酸酸盐矿物及C,S,当烧结矿冷却到300C以下时，产生由B-C,S到Y-C2S的转变，体 积膨胀，这就是造成烧结矿在冷却过程中自动碎裂甚至造成严重粉化的原因。 二、防止烧结矿粉化的研究 从以上试验研究指出，造成迁安精矿粉烧结矿粉化的主要原因是由于在烧结过程中形成 数量较多的相变矿物一C2S,因而减少烧结矿中C,S的生成以及防止C2S的相变都能够 16

表 配炭 ， 、 … … 。 。 。 · “ … ‘ · “ 的富氏体 ， 试验 结果 ， 烧结矿完 全不 粉化 ， 其 化学 成 分如 表 。 从岩 相 及矿 相鉴 定此 烧 结矿 中主 要矿 物组成为磁 铁矿 、 富氏体 ， 胶结相矿 物主 要为钙镁橄榄石 、 镁蔷 薇辉石及镁橄榄石 等 ， 没有发现 ， 如 图 所示 。 这就 进 一步 从 反面 证明 烧结矿 中丫一 的 形成是 引起 烧 结 矿 粉 化的根 本原 因 。 富 氏体 的大 量 出现只 是高 温还原 的标 志 。 综 合 以 上四 个方面 的研 究 结果 ， 充 分 证实烧 结矿 中 丫一 的 形成是 引起烧 结矿 粉化 的 根 本原 因 。 关 于 多晶转 变的特 性 ， 盯 等有详 细 的 论述 。 图 为 关 于纯 多晶转 变 规律 的意 示 图 〔 〕 。 图 。 多晶型 转 变示 意图 一 稳定 平衡 一 介稳定 平衡 一 温 度 上 升 的反应 路 线 一 温度 下 降 的反 应 路 线 括 号 内为过冷 的极 限 温 度 当 不 纯 或 冷却速 度 变化时 ， 日一 开 始 转 变为 丫一 的温 度可 由 到 “ 之 间进 行 〔 〕 。 由上 图可 知 ， 在 的 多 晶转 变过 程 中 ， 日一 是介稳 定状 态 的 ， 它 与 一 是单 变的 ， 而 在加 热过 程 中没有 出现 日一 ， 其 转 变顺序为 ， 产 ‘ 日， 丫 。 应该 指出 ， 在 烧 结过 程 中 ， 通 常主 要存在有 、 日 、 三 种 变 体 〕 ， 其 比 重不 同 ， 依 次为 、 和 ， 因而 当 了一 转变为 一 ， 其 体积 膨胀 约 ， 当 日一 转 变为 一 ， 其 体积膨胀 约为 ， 由于体积膨 胀产 生极 大 的应 力 ， 因而 一 多碎 裂 成 粉末 。 迁 安精矿 粉的特点 ，主 要脉石为石英 ， 它 与熔 剂 中的 在一 般烧 结温 度的 条件下 ， 生成 各种 硅 酸 酸盐 矿 物及 ， 当烧 结矿 冷却 到 “ 以 下 时 ， 产 生 由日一 到 一 的 转 变 ， 体 积膨 胀 ， 这 就是 造成 烧 结矿 在冷却过 程 中 自动碎 裂 甚至 造 成严 重 粉 化的原 因 。 二 、 防 止烧 结矿 粉 化 的研 究 从 以 上 试验 研 究 指出 ， 造成 迁安精矿粉烧 结矿 粉化 的主 要原 因是 由于在 烧结过 程 中形 成 数量 较 多的 相 变矿物－ ， 因 而减 少 烧结矿 中 的 生 成 以 及 防止 的 相变都 能 够

减轻或防止烧结矿的粉化。 1.控制烧结矿中C2S的生成 (1)降低迁安精矿粉中SiOz含量及CO的配加量以控制CzS的生成。试验表明： 迁安精矿粉的含铁品位由58.2%提高到64.0%，含Si02跫由15.46%下降到3.36%时，烧结 矿的粉化就有所减轻。当迁安精矿粉含铁品位提高到66.4%，SiO2含量下降到5.88%，烧 结矿（R=1.13)已完全不粉化。精矿粉中SiO,含量与烧结矿粉化率的关系如图18所示。 C2S的形成既然是烧结矿粉化的原 40 因，降低精矿中SiO2含量就会减少C:S 的生成，无疑是降低烧结矿粉化的有效 精矿Th-60.20% 措施。 30 精矿匠=65.60% 9 20 好 58 出 闷 10 b ● 5 20 0 2 4 精矿粉含SiO2量识 碱度CaO/SiO2 图18铁精矿粉中SiO2含量与 图19高低品位精矿烧结矿的碱度与 烧结矿粉化率的关系 粉化率的关系 改变迁安精矿烧结料CaO的配加量来控制烧结矿C2S的生成已在上.节讨论过。最近首钢 烧结厂及首钢钢研所又对高品位精矿粉(TF65.6%)烧结矿的碱度及粉化率的关系进行试 验〔7)，试验结果与以前低品位烧结矿的试验数据同列于图19。从图19可知，不论高品位与 低品位精矿烧结矿，其碱度对粉化率的影响完全相似，所不同的是：高品位精矿烧结矿的粉 化率最高值已下降，同时粉化的碱度范围也在缩小。因而允许适当提高烧结矿的碱度仍能保 持烧结的强度，这已为生产实践所证实。 (2)配加白云石以控制Y-C2S的生成：为了研究不同氧化镁含量对于烧结矿粉化的 影响，曾作了配加不同量白云石的烧结试验。图20是烧结矿中不同氧化镁含量与转鼓及粉化 率的关系。可以看出，随着烧结矿中氧化镁含量的增加，粉化率明显下降。当氧化镁含量增 加到6~8%时，烧结矿基本不粉化。 根据岩相及矿相鉴定，认为随着烧结矿中氧化镁含量的增加，其胶结相矿物组成出现新 的矿物，如钙镁橄榄石、镁橄榄石、镁蔷薇辉石（3CO·MgO·2SiO.)及黄长石等，而 C2S则很少出现。 又根据试验证明氧化镁还能部分固溶于CzS中，对于BC,S相变有稳定作用，从而减少 或防止Y-CzS的形成，抑制烧结矿的粉化。 但是由于烧结矿中含氧化镁过高，对高炉冶炼不利，因此，烧结矿中氧化镁今量应加以 拉制。 17

减轻或 防止烧结矿 的粉 化 。 控 制烧 结矿 中 的 生成 里 降低迁 安精矿 粉 中 含量及 的配加最 以控 制 的生 成 。 试验表明 冬与 迁安精矿粉的 含铁品 位 由 ， 提高 到 ， 含 量 由 下 降到 时 ， 烧结 矿 的粉 化就有所减轻 。 当迁安精矿粉 含铁品位提高 到 ， 含量下 降到 ， 烧 结矿 已 完 全不 粉 化 。 精矿粉 中 含量 与烧结矿 粉 化率的关 系如 图 所示 。 的形 成既 然是 烧 结矿粉 化的原 因 ， 降低精矿 中 含量就 会减少 的生成 ， 无 疑 是 降低烧结矿 粉化的有效 措施 。 」火石 一 刁 一 州 二山 次 ，。 伙坪 ’ “ “ “ 八 ， 枷广飞 二 。 。 月 【 占 翼 一 、 卜 。 、 火 乙 、 为 锌次坦套 次妈。翅妈婴份 尸一 ︸一 并一﹄ 一八曰 熬邝﹄ ，叮 褂妞套 图 铁精矿粉 中 含量 与 烧 结矿粉化 率的关系 碱 度 图 高低 品 位精矿 烧 结矿 的碱 度与 粉 化 率 的关 系 改 变迁 安精矿 烧结料 的 配加量 来控 制 烧结矿 的 生 成 已在上节讨 论过 。 最 近 首钢 烧结厂及首钢钢 研所 又对高 品位精矿粉 烧 结矿 的碱 度及粉 化 率的关 系进行试 验 〔 〕 ， 试 验 结果 与以 前低品位烧结矿 的试验数据 同列 于图 。 从图 可 知 ， 不论高品 位 与 低品 位精矿 烧结矿 ， 其碱 度对粉 化 率的影响完 全相 似 ， 所不 同 的是 高命位 情矿 烧结矿 的 粉 化 率最高 值已下 降 ， 同时粉 化的碱 度范 围也 在缩小 。 因而允许适 当提高烧 结矿 的碱 度仍能保 持烧结的强 度 ， 这 已为生产 实践所证 实 。 配加 白云石 以控 制 一 的生成 为 了研 究不 同氧 化镁 含量 对 于烧 结矿 粉 化的 影 响 ， 曾作 了配加不 同量 白云石 的烧结试验 。 图 是烧结矿 中不 同氧 化镁 含量 与转鼓及粉 化 率的关 系 。 可 以看 出 ， 随着烧 结矿 中氧化镁 含量的 增加 ， 粉 化率 明显下 降 。 当氧 化镁 含量增 加 到 时 ， 烧结矿基 本不 粉 化 。 根 据岩相 及矿 相 鉴定 ， 认为随着烧结矿 中氧 化镁 含量的 增加 ， 其 胶结 相 矿 物组成 出现新 的矿物 ， 如钙镁橄 榄石 、 镁橄榄石 、 镁 蔷薇辉 石 · · 及黄 长石等 ， 而 则很 少 出现 。 又根 据试 验 一 证 明氧 化镁 还能 部分 固溶 于 中 ， 对 于 日一 相 变有稳 定作 用 ， 从而减少 或 防止 丫一 的形 成 ， 抑 制烧 结矿 的粉 化 。 但是 由于烧结矿 中 含氧 化镁过 高 ， 对高炉 冶炼不 利 ， 因此 ， 烧 结矿 中氧化镁 含量 应加 以 控 制

鼓步数 400 触 1300 明 200 氧化镁含量% 3.0 4.05.0 1l.0 配炭量% 图20烧结矿中不同MgO含量与粉 变率及转鼓指数的关系 图21不同配炭时烧结带温度的变化 (3)改变烧结温度与气氛以控制Y-CS的生成：不同配炭条件下烧结，必将产生烧结 过程中不同的烧结温度和气氛。图21,22是在烧结杯上实测的结果。 从图中看到，随着配炭的升高， 烧结温度上升，废气成分中CO2/CO 下降。当配炭低时，烧结过程在低温 20 氧化气氛中进行，当配炭高时，烧结 是在高温还原气氛下进行。表6列出 15 、 了在上述不同配炭条件下计算出来的 10 烧结料及烧结矿的氧化度(0%)。 从表6中可以看到，当配炭>3.8 U %,0矿/σ料1.0,烧结过程处于氧化过程。低 西吧炭号% 配烧结，即在低温氧化气氛条件下烧 结时，有利于赤铁矿和铁酸钙的生成。 图22不同配炭时废气成分的变化 铁酸钙生成时吸收一部分CaO,烧结 温度又较低，不利于C2S的生成，有利于减轻烧结矿的粉化，高炭烧结，即在高温还原气氛 条件下烧结时，残余物被熔融，烧结矿的液相量增加，不利于赤铁矿及铁酸钙的形成，而有 利于富氏体及C2S的形成，因而使烧结矿的粉化加剧。 为了分别研究温度与气氛对于C,S生成量的影响，曾在烧结杯中对100%迁安精矿粉，配 炭量为3.8%，碱度为1.26的条件下，进行富氧2%与不富氧的对比试验，结果看到在氧化 气氛下烧结，烧结矿的粉化率有明显地减轻，烧结矿的矿物组成中赤铁矿及铁酸钙增长较 多，B-C2S及富氏体都有减少。 为了观察改变温度对C:S生成量的影响，曾在管式炉坩埚中对于100%迁安精矿粉配炭 3.0%,碱度1.26的条件下，分别在1259°C,1350°C,1450°C温度下烧结，观察粉化的程 度及矿物组成的变化，试验结果见表7。从表7可看出粉化末随着温度上升而加多，<0.1 毫米的粉化率自1250°C的18.4%，增加到1450°C的54.6%，从粉化状态看，特别是1450°C 18

。恻蟾织缪 长 。 。 ‘ ， 记 、 ‘ 」气，习 ，‘ 刁七 一 味 劫化华 ’ 氧 化镁 含量 图 烧结矿 中不 同 含 量 与粉 变 率及 转 鼓 指数 的关系 十 脚，一一心 亨一 尹尸 厅尸司 次祷妞窦 配 炭 量 图 不 同配 炭 时烧 结 带温 度 的 变化 改 变烧 结 温 度 与气氛 以控 制 丫一 的生成 不 同配炭 条件下烧 结 ， 必将 产生烧结 过 程 中不 同的烧结温 度和气氛 。 图 ， 是在 烧结杯 上实测 的结 果 。 从 图 中看 到 ， 随 着 配炭 的升高 ， 烧 结 温度上 升 ， 废 气 成分 中 下 降 。 当配炭 低 时 ， 烧结过 程在低温 氧 化气氛 中进 行 ， 当配炭 高 时 ， 烧结 是在高温 还原 气氛下 进 行 。 表 列 出 了 在上述不 同配炭 条件下计 算出来 的 烧 结料 及烧 结 矿 的氧 化 度 。 从表 中可 以看 到 ， 当配炭 ， 矿 口 料 ， 烧结过 程 处 于较 还原 过 程 。 配炭 在 时 ， 。 矿 料 ， 烧 结过 程处于氧 化 过 程 。 低 配 烧结 ， 即 在低温氧 化气氛 条件下 烧 结 时 ， 有利 于赤铁矿 和 铁酸钙 的生 成 。 铁 酸钙 生 成时吸 收一 部 分 ， 烧结 、 、 人 勺 、 、 ，场 ，叫 曰 灾劝加 冻 占 ， 口 汤乙 直 妥 叭 图 不 同配 炭 时废 气成 分 的 变化 温 度又较低 ， 不利 于 的生成 ， 有利 于减 轻 烧结矿 的粉 化 高炭 烧 结 ， 即 在高温 还原 气氛 条件 下 烧 结时 ， 残余物被 熔融 ， 烧结矿 的液相 量 增加 ， 不 利 于赤铁矿 及 铁 酸钙 的 形 成 ， 而有 利 于 富 氏体及 的形 成 ， 因而使 烧结矿 的粉 化加剧 。 为 了分别研究温 度与气氛 对于 生成量 的影响 ， 曾 在烧结 杯 中对 迁安精 矿 粉 ， 配 炭 量为 ， 碱 度为 的条件下 ， 进 行富氧 与不富氧 的对 比 试验 ， 结 果看 到 在氧 化 气氛下 烧结 ， 烧 结矿 的粉 化率有 明显 地 减轻 ， 烧 结 矿 的矿 物组 成 中赤铁 犷及 铁 酸钙 增长 较 多 ， 日一 及 富 氏体都 有减少 。 为 了观 察 改变温 度对 生成 量 的影响 ， 曾在管 式 沪堵祸 中对于 迁 安精 矿粉 配炭 ， 碱 度 的 条件下 ， 分另 在 。 。 ， ” ， 温 度下 烧 结 ， 观察 粉 化的程 度及矿物组 成 的变 化 ， 试 验 结 果见 表 。 从 表 可 看 出粉 化末 随 着温 度上 升而加 多 ， 毫 米的粉 化率 自 的 ， 增加 到 的 ， 从 粉 化状 态看 ， 特另 是

表6 不同配炭条件下烧结料及烧结矿的氟化度（σ） 配炭量% g料% 0矿% 口矿/0料 2 92 3.2 92 94.5 1.03 3.8 92 91.2 0.99 5.0 92 90.2 0.98 11.0 92 82.2 0.89 o=(1-Fe/3TFe)×100% 表7 样品粉化后的筛分组成% 加热温度C >3毫米 30.1毫米 <0.1毫米 1250 53 28.6 18.4 1350 22.7 41.3 36.0 1450 13.6 31.8 54.6 下，粉化非常剧烈。从显微镜下观察，Y-C2S总量增加。 以上试验结果说明：低温氧化气氛是有利于控制C,S的生成，减轻烧结矿的粉化。目前 首钢烧结厂使用高料层高品位低炭精矿烧结，烧结矿(TFe58.6%,Fe016~17%,R1,15) 没有粉化，转鼓指数为20~21%。岩相观察烧结矿主要胶结相与铁酸钙，铁黄长石(2CO· FeO3·SiO2)及少量的钙铁撖榄石与玻璃体，CzS极少或无。因此发展低温氧化气氛烧 结对于防止C:S的生成，发展铁酸钙胶结相，从而提高烧结矿强度是一种有效切实可行的措 施。 2.稳定烧结矿中CzS的相变 16 100 (1)加入含磷矿物的作用：微 量磷可与B-C:S形成固溶体，阻止 阝-C2S相变，在正安精矿粉烧结料 80 中配加6%马鞍山凹重精矿粉（含磷 姆 量为1.05%)或配加0.5%的磷灰石 60 (含磷量为12.76%)或配加1.5%承德 大庙铁矿粉（含磷量为2.56%），或 40 3.0%转炉炼钢渣（含磷量0.71.0 %)，烧结矿粉化完全得到抑制。烧 0.020.04a60.060.0 结矿中不同含磷量对其粉化率的影响 烧结矿含磷量% 如图23所示。由图23中可以看到当烧 图23烧结矿中含磷量与粉化率的关系 结矿含磷达到0.04%时，烧结矿已不 粉化。为了进一步研究磷在烧结矿中的作用，曾对烧结矿进行了单矿物分离，将分离出的 B-C,S进行单矿物化学分析和岩矿相鉴定及电子探针分析。 19

表 配 炭 量 不 同配 炭条件下烧 结料 及烧 结矿的叙化度 。 料 仃 矿 矿 料 己︹ 八︸ … 乙叹︼叹山 八 … ︷︼任，，土甘 口 口口 曰口曰自，，今 一 又 表 了 加 热温 度 样品粉 化后 的筛 分组 成 。 一多公鹰菜一 一 丫万一获石 一 毫菊一 丁 一 俞 毫 米 勺今自︸ 自，月 下 ， 粉 化非 常剧 烈 。 从 显微镜下 观察 ， 丫一 总 量 增加 。 以上试验 结果说 明 低温氧 化气氛是有利于控 制 的生成 ， 减 轻 烧 结矿 的粉 化 。 目前 首钢 烧结厂使用高料层高品 位低炭精矿 烧结 ， 烧结矿 ， ， 没有粉 化 ， 转 鼓 指数为 、 。 岩 相 观察 烧结矿主要 胶 结相 与铁 酸 钙 ， 铁黄长 石 · 。 · 及少 量 的钙 铁橄榄石与玻璃 体 ， 极少或无 。 因此发 展低温氧 化气氛 烧 结 对于 防止 的生 成 ， 发 展铁 酸钙胶 结相 ， 从而提高 烧结矿 强 度是一种 有效 切 实可 行 的措 施 。 一 一 厂 州日卜 口 厂一气 一 目 并妞窦次 稳 定烧 结矿 中 的 相变 加入 含磷矿 物 的作 用 微 量磷可 与 日一 形成 固 溶体 ， 阻止 日 一 相 变 ， 在 迁安精矿 粉 烧 结料 中配加 马鞍 山 凹 重 精矿 粉 含磷 量为 肠 或 配加 的磷灰 石 含磷量为 或 配 加 承德 大庙 铁矿 粉 含磷 量为 ， 或 转炉炼钢 渣 含磷 量 ， 烧结 矿粉化完 全得 到抑 制 。 烧 结矿 中不 同 含磷量 对其粉 化率 的影响 如 图 所 示 。 由图 中可 以看 到 当烧 结 矿 含磷达 到 时 ， 烧结 矿 已不 图 · 众口卒 众佰 烧结 矿 含磷 量 烧 结矿 中含磷 量 与粉化 率 的关系 粉化 。 为 了进一步研究磷 在烧结 矿 中的 作用 ， 曾对 烧 结矿进 行 了单矿 物 分离 ， 将 分离出 的 日一 进 行单矿 物 化学 分析和岩 矿相 鉴定 及 电子探 针 分析

a.岩相及矿相鉴定：在透光镜下为无色，其形状常随冷却条件而变化。一般快冷者多 为圆形或浑圆形，慢冷时为不规则形，常有两个方向的解理，呈交叉形（浸蚀后明显）。双 拆射率较Y-C2S高，Ng-Np=0.018,干涉色一般为一级黄，最高达二级兰。具有明显双 晶（如图25所示）。Ng=1.735,Nm=1.726,Np=1.717,由油浸法测得Ng'≤1.735， Np'≥1.717。在反光镜下用1%NHC1水溶液在室温下浸蚀10秒左右，呈棕黄色。如图版 图24。 b,电子探针检验：配加大庙含磷贫铁矿粉于迁安铁精矿粉中，烧结矿的电子探针分析 结果看出B-C2S颗粒含有(%)：Si14.6,Ca45.3,P1.1,Fe3.8,B-CzS颗粒周围含磷 0.5%。B-C,S颗粒中出现铁可能由于固溶，也可能是颗粒周围的铁产生基体效应。若将铁 量减去，换算后：钙47%，(Si+P)16.3%,氧36.7%与C:S中钙、硅、氧的重量比一致。 B-C2S中固溶有比周围较多的磷，磷的离子半径小于硅，取代硅离子进入B-C2S中，从而 稳定B-C2S,防止相变，抑制烧结矿粉化。 在首钢公司烧结厂三台4、2、5平方米烧结机和炼铁厂三座大中型高炉工业试验表明：在 烧结混合料中加1.5%大庙含磷铁矿粉（含磷量2.56%）完全抑制了烧结矿的粉化（不加时 粉化率为9.36%)，並改善烧结矿的强度（转鼓指数下降1.4%），促进高炉顺行（产量提 高10%，焦比下降5%)，生铁质量符合国家标准一级品，含磷量小于0.15%，这一防止烧结 矿粉化的措施已在生产中得到应用。 (2)加入其它元素的作用： 根据硅酸盐物理化学理论研究表明，外加某种离子，凡能使A,(XO,)中的正离子(A) 和负离子团(XO。)大小的比值增大时，就可以达到晶体稳定的目的，磷的离子半径小于硅 (Si+=0.39A,Ps+=0.34A),能够以取代硅离子的方式进入C2S的晶格中，从而稳定 了C,S的相变。根据这一理论，又进行了配加工业上易获得的其它元素来稳定C:S相变的试 验。先将化学纯的CO及SiO2按C2S的重量比配料，研磨至200网目，然后配一定量的其它 配加物，混匀后在马弗炉中升温至1350°C,恒温2小时，降温至800°C时取出，等冷却至室 温观察其稳定效果，其结果见表8。 表8 配加物 配加量 % 宏 观 观 察 x一光衍射分析 H3BO; 2 样品完整，坚硬 B-C2S P2Os 2 同 上 Cr203 2 同 上 BaSO 2 同 上 SrSO % 同 上 V2Os 2 样品完整，坚硬稍有裂纹 MnCO3 2 样品完整，较硬，裂纹较多 一 MnCO3 4 样品完整，坚硬 B-C2S MgO 2 样品完整，质松，裂纹较多 MgO 4 样品完整，质松，有裂纹 B-C2S+C3MS2 TiO2 2 样品完整，有宽裂纹 20

岩相 及矿 相 鉴定 在透光镜下为无 色 ， 其 形状常随冷却条件而变化 。 一 般快 冷者 多 为 圆形或浑 圆 形 ， ‘ 漫冷时 为不 规则形 ， 常有两个 方 向的解理 ， 呈 交 叉形 浸蚀 后 明显 。 双 拆射 率 较 丫一 高 ， 一 二 ， 干涉色一 般为一 级黄 ， 最高 达 二 级 兰 。 具有明显双 晶 如 图 所 示 。 二 ， ， ， 由油浸 法测得 ‘ 三 ， ‘ 七 。 在反光 镜 下用 水 溶液在室温 下浸 蚀 秒左右 ， 呈 棕黄 色 。 如 图 版 图 。 电子 探 针检验 配加大庙 含磷贫铁矿粉于 迁 安铁精矿 粉 中 ， 烧结矿 的 电子探 针 分析 结 果看 出 日一 颗粒 含有 ， ， ， ， 日一 颗 粒周 围 含磷 。 日一 颗粒 中出现 铁可 能 由于 固 溶 ， 也可 能 是颗 粒周 围的铁产 生基 体效应 。 若将 铁 量减去 ， 换 算后 钙 ， ， 氧 与 中钙 、 硅 、 氧 的重 量 比一 致 。 日一 中固 溶有 比周 围较多的磷 ， 磷 的离子半径 小 于硅 ， 取 代硅 离子进 入 日一 中 ， 扒而 稳 定 卜 ， 防止相 变 ， 抑 制烧结矿粉 化 。 在首钢 公 司 烧 结厂三 台 、 、 平方 米烧结机和炼 铁厂三 座大 中型高炉工业 试 验 表明 在 烧 结 混合 料 中加 大庙 含磷 铁矿粉 含磷 量 完全抑制 了烧结矿 的粉 化 不 加 时 粉 化率为 ， 业 改善浇洁 护灼 强度 转 鼓指数下 降 ， 促 进 高炉顺 行 产 量提 高 功 ， 焦 比下 降 ， 生铁 质量符合 国家标 准一级 品 ， 含磷量 小 于 ， 这一 防止 烧 结 矿粉 化的措施 已在生产 中得 到应用 。 加入 其 它元 素的作用 根 据硅 酸盐物理 化学理 论 研究 表 明 ， 外加 某种 离子 ， 凡能 使 ‘ 中的正离 子 和 负离子团 ‘ 大小 的 比值增大 时 ， 就可 以达 到 晶体稳 定 的 目的 ， 磷 的离子 半径 小于硅 毛 十 人 ， ” 十 人 ， 能 够 以取 代 硅 离子 的方式进 入 的 晶 格 中 ， 从 而稳 定 了 的相 变 。 根 据 这一理 论 ， 又进 行 了配加工业 上 易 获得 的其 它元 素来稳定 相 变的试 验 。 先将 化学 纯 的 及 按 的重 量 比 配料 ， 研磨至 网 目 ， 然后 配一定量 的其它 配加物 ， 混 匀后 在马 弗炉 中升温 至 ， 恒 温 小 时 ， 降温至 时取 出 ， 等冷却至 室 温 观察 其稳 定效 果 ， 其 结果见 表 。 表 配 加 物 ‘ 配加 量 宏 观 观 察 一光 衍射 分析 样品 完整 ， 坚 硬 同 上 同 上 同 上 同 上 样 品完整 ， 坚 硬稍 有裂纹 样品 完整 ， 较 硬 ， 裂 纹较 多 样品 完整 ， 坚 硬 样品完整 ， 质 松 ， 裂 纹较 多 样品 完整 ， 质 松 ， 有裂 纹 样品完整 ， 有宽裂 纹 日一 日一 目一 曰