Vol.27 No.2 吴胜利等：铁矿粉烧结粘结相自身强度特性 ·171 1400r 1400 (a) C (b) 1200 1200 B 800 800 D 400 400 1.7 1.8 1.9 2.0 2.12.2 2.3 1.7 1.8 1.9 2.0 71 2.2 2.3 碱度 碱度 1600 1600 (c) (d) 1200 1200- H 800 800 400 400 0 .71.81.92.02.12.22.3 1.71.81.92.02.1 2.22.3 碱度 碱度 图2(a)B矿和C矿，(b)D矿和E矿，(c)F矿和G矿，()A矿和H矿的粘结相自身强度随碱度的变化特征 Fig.2 Change in self-intensity of binding phase in (a)iron ores B C,(b)iron ores D E,(c)iron ores F&G,and (d)iron ores A &H at different basicities 积增大，有利于改善生成低熔点液相的反应热力 高的自身强度.铁矿粉类型对烧结粘结相矿物组 学、动力学条件，Ca0的介入还能够削弱硅氧复 成有重要影响.由于FeO,本身不能与CaO反应 合阴离子组成的网状结构，有助于降低液相的粘 生成铁酸钙，故磁铁矿烧结时铁酸钙的产生是建 度，改善粘结相的结构：另外，烧结矿二元碱度的 立在大量的磁铁矿被氧化的基础上的，因此相对 提高，有助于增加粘结相中复合铁酸钙矿物.这 于赤铁矿而言，磁铁矿烧结时产生铁酸钙物相要 些因素均对粘结相强度的提高有积极作用. 困难得多，从而影响粘结相的自身强度 但是，碱度升高后若出现过度熔化或者液相 3.2铁矿粉的液相生成能力 粘度过低，会使烧结体形成薄壁大孔的脆弱结 烧结过程的粘结相主要是粘附粉熔化后形 构，影响粘结相的自身强度.另外，CaO的加入量 成的.因此，在烧结配矿中选择能够获得低熔点 过多，容易生成高熔化温度，且粉化倾向严重的 液相，且液相粘度适宜的铁矿粉，可以为生成自 硅酸二钙(CS),导致粘结相的自身强度下降. 身强度高的粘结相奠定基础.低熔点液相的生成 由此可见，二元碱度对铁矿粉粘结相自身强 与铁矿粉的同化特性有关：液相粘度则受铁矿粉 度的影响很复杂，它与铁矿粉的自身特性发生综 液相流动特性的影响，一般而言，同化能力以及 合作用，故应该根据具体情况统筹考虑， 液相流动能力适宜的铁矿粉，其在烧结过程中易 分析认为：烧结粘结相的数量主要受铁矿粉 于生成高强度的粘结相， 的熔融特性影响，而铁矿粉的矿物学特性决定粘 33铁矿粉的复合铁酸钙相生成能力 结相的矿物组成、结构等粘结相质量.在本实验 烧结粘结相中的主要矿物组成有两大类型： 中，实验温度和气氛都已确定，从铁矿粉的自身 复合铁酸钙相(SFCA)和硅酸盐相.与后者相比， 特性出发，可对影响烧结粘结相自身强度的具体 由于前者有较好的抗断裂韧性，故粘结相矿物组 因素进行分析， 成中SFCA相较多、硅酸盐相较少时，有利于粘结 3.1铁矿粉自身的矿物组成 相自身强度的提高.因此，SFCA生成能力小的铁 低温烧结的优质粘结相矿物组成主要为复 矿粉，不利于获得高强度的粘结相，如本实验中 合铁酸钙，它不仅具有良好的还原性，而且有较 的E,F矿粉.V b l 一 2 7 N 0 . 2 吴胜 利等 : 铁矿 粉烧 结粘 结相 自身 强度特 性 ` 0。 1 2 00 瓜 卜 1 4 0 0 入八 八曰八曰 侧年票日冬 1 . 7 1 . 8 . 9 2 . 0 碱度 2 2 2 3 1 7 1 . 8 1 . 9 2 . 0 碱度 2 , 1 2 2 2 3 1 6 0 0 0 0 0 4 h `我ù了,n 4 冬侧燃国塌 0 ` es 一一司- - - - - - 曰 - - - - - - - 习 - 曰一一一 一曰一- 一一一曰 0 Le e - - - - - J - 一一 一占- - - - ` - - - ~ ` 一一 叫 - 一习 一 一」 1 . 7 1 . 8 1 . 9 2 刀 2 . 1 2 .2 2 3 1 . 7 1 . 8 1 . 9 2 0 2 . 1 2 2 2 3 碱度 碱度 图 2 ( a) B 矿 和 C 矿 , ( b) D 矿和 E 矿 , c( ) F 矿和 G 矿 , (d) A 矿 和 H 矿 的 粘结相 自身 强度随 碱度 的变 化特征 F ig . 2 C h a n g e i n s e l-f i n et n s iyt o f b i n d i n g P h a s e i n ( a ) i m n o er s B & C , 伪) i or n o er s D & E , ( e ) i or n o溉 F & G , a n d ( d ) i or n o er s A & H a t d ilfc 代n t b 自S I C iit e S 积 增 大 , 有利 于改 善生 成低熔 点液相 的反 应热 力 学 、 动力 学 条件 , C aO 的介入 还 能 够削 弱 硅氧 复 合 阴离子 组成 的 网状 结 构 , 有助 于 降低液 相 的粘 度 , 改善粘 结相 的 结构 ; 另外 , 烧 结矿 二元 碱度 的 提 高 , 有助 于 增加 粘 结相 中 复合 铁酸 钙 矿物 . 这 些 因素均 对粘 结 相 强度 的提 高 有积 极 作 用 . 但 是 , 碱度 升 高后 若 出现 过度 熔 化或 者液 相 粘 度 过 低 , 会 使 烧 结 体 形成 薄 壁 大 孔 的脆 弱 结 构 , 影 响粘 结相 的 自身 强度 . 另外 , C aO 的加入 量 过多 , 容 易生成 高 熔化 温 度 , 且 粉 化倾 向严重 的 硅 酸 二钙 ( C Z s) , 导 致粘 结 相 的 自身 强度 下 降 . 由此可 见 , 二 元碱 度对 铁 矿粉 粘 结相 自身强 度 的影 响很复 杂 , 它 与铁矿 粉 的 自身特性 发 生综 合作 用 , 故 应 该根 据 具体 情 况统 筹 考虑 . 分析认 为 : 烧 结粘 结 相 的数 量主 要受 铁矿 粉 的熔 融特 性影 响 , 而铁 矿粉 的矿 物 学特 性决 定粘 结相 的矿物 组成 、 结 构 等粘 结相 质 量 . 在 本 实验 中 , 实验 温 度和 气 氛 都 已 确 定 . 从 铁矿 粉 的 自身 特 性 出发 , 可对 影 响烧 结粘 结相 自身强度 的具 体 因素 进 行分 析 . .3 1 铁 矿粉 自身 的矿 物组 成 低 温 烧 结 的优 质 粘 结 相矿 物 组 成 主 要 为 复 合铁 酸 钙 , 它 不仅 具 有 良好 的还 原 性 , 而 且有 较 高的 自身 强度 . 铁矿 粉类 型对 烧 结粘 结相矿 物 组 成 有 重要 影 响 . 由于 F e 3 O 4 本 身不 能与 C a O 反 应 生 成铁 酸钙 , 故磁 铁矿烧 结 时铁 酸钙 的产 生是 建 立 在 大量 的磁铁 矿 被氧 化 的基础 上 的 . 因此 相对 于 赤铁 矿 而言 , 磁 铁矿烧 结 时产 生铁 酸钙物 相 要 困难 得 多 , 从而 影 响粘 结 相 的 自身 强度 . .3 2 铁矿 粉 的液 相 生 成能 力 烧 结 过 程 的 粘 结 相 主要 是粘 附粉 熔 化 后 形 成 的 . 因此 , 在 烧 结 配矿 中选择 能够 获 得低 熔 点 液 相 , 且液 相粘 度 适 宜 的铁矿 粉 , 可 以为生 成 自 身强度 高 的粘 结相 奠定基 础 . 低 熔 点液相 的生 成 与铁矿 粉 的 同化 特 性有 关 ; 液相 粘度 则受铁 矿 粉 液 相 流 动特 性 的影 响 . 一 般 而言 , 同化 能力 以 及 液 相 流动 能力适 宜 的铁矿 粉 , 其 在烧 结过 程 中易 于生 成 高强 度 的粘 结相 . .3 3 铁 矿粉 的 复合 铁 酸钙 相生 成 能 力 烧 结粘 结 相 中 的主要矿 物 组成 有两 大类 型 : 复 合 铁 酸钙相 (s F C A ) 和硅 酸 盐相 . 与 后 者相 比 , 由于前 者有 较好 的抗断裂 韧 性 , 故粘 结相矿 物 组 成 中 S F C A 相较 多 、 硅酸 盐相 较少 时 , 有利 于粘 结 相 自身强度 的提 高 . 因此 , S F C A 生成 能力 小 的铁 矿 粉 , 不利 于 获得 高 强度 的粘 结 相 , 如 本实 验 中 的 E , F 矿 粉