44 工程科学学报，第44卷，第1期 表7单位质量的黏附粉熔融区液相生成性能计算(1250℃) Table7 Calculation results of liqud phase formation properties in the molten liquid region of per unit mass of adhesive powder (1250C) Mass fraction of liquid phase Experimental Mass fraction of liquid phase composition/% Mass fraction of Liquid phase w(Fe2O3): scheme No. produced by per unit mass of Al2O SiO2 Cao Feo Fe2O;Mgo liquid phase/% adhesive powder/% viscosity/(Pa's)w(CaO) H-1# 2.63 1.15 23.83 7.97 63.40 1.02 61.64 22.06 0.0256 2.66 H-2# 2.73 1.07 24.46 6.11 64.51 1.13 66.09 22.97 0.0268 2.64 H3# 2.79 1.05 24.636.4963.87 1.17 62.65 21.41 0.0266 2.59 H-4# 2.59 1.1423.978.11 63.13 1.05 62.01 22.11 0.0252 2.63 H-5# 2.571.1024.358.58 62.25 1.15 62.52 21.94 0.0247 2.56 H-6# 2.88 1.0424.75 7.53 62.56 1.23 51.82 17.17 0.0260 2.53 液相生成量差别较大，但随着烧结温度的升高，这 76 图Drum strength/% 种差别逐渐减小，烧结温度对不同配矿结构所产 RDLa.5mm/% 74 生液相量的影响趋势一致 72 72 烧结工艺中，黏附粉表征混合矿形成液相的 0 70 载体，其含量多少决定形成液相的原始黏结范围， 68 而理论液相生成量反映混合矿可以形成的有效液 66 66 相数量，其含量多少影响液相黏结周围物料的有 64 效范围，据此，提出单位质量黏附粉产生的液相量 为黏附粉含量与理论液相生成量的乘积，主要表 60 60 H-1# H-2#H.3#H-4#H.5# H-6# 征混合矿中由黏附粉熔融区所产生的液相绝对含 Experimental scheme No. 量.而液相中Fe2O3和CaO的质量比，决定形成的 图3烧结矿试样质量指标 黏结相类型，即是以复合铁酸钙为主的液相还是 Fig.3 Sinter sample quality indexes 以硅酸盐为主的渣相，一般认为，FezO3与CaO的 由图3可知.H-1#、H-4#和H-5#烧结矿试样的 质量比越高越有利于形成铁酸盐黏结相，从而提 转鼓强度和低温还原粉化性能均较好，其共同特点 高烧结矿黏结相质量，改善烧结矿转鼓强度 是澳大利亚磁铁精矿OD矿的质量分数为15%， 由此分析，H-1#、H-2#和H-4#试验方案的单位 OC矿的质量分数为10%.可见，在褐铁矿质量分数 质量黏附粉所产生的液相数量较多，且液相中 较高（≥45%）而赤铁矿质量分数较低（≤40%）的情况 FezO3和CaO的质量比较高，从理论液相生成角度 下，适当控制OC矿配比，增加磁精矿配比对于全面 分析其对烧结矿质量的影响规律，预测其烧结矿 改善烧结矿性能具有重要意义，这是由于，一方面， 质量指标较优.而H-5#试验方案虽然单位质量黏 在澳大利亚褐铁矿中OC矿具有粒度相对较细，铁 附粉的液相生成量高，但液相黏度低，流动性能过 酸钙生成能力强，液相生成温度低、生成量大的特 好，易产生局部过熔现象，导致烧结矿生成薄壁大 点，在赤铁矿配比较高的情况下，增加OC矿可以改 孔结构，影响烧结矿转鼓强度；H-6#试验方案虽然 善烧结制粒性能，促进铁酸钙生成，提高烧结矿强度 液相黏度高，但单位质量黏附粉的液相生成量最 和冶金性能0-2习，但在褐铁矿配比较高的情况下， 低，液相有效固结范围小，液相黏结周围核矿物能 OC矿烧结容易产生细碎针状铁酸钙和细碎磁铁矿 力较差，不利于烧结矿转鼓强度改善 的熔蚀交织结构，对改善烧结制粒和烧结矿性能的 3.2烧结矿质量指标 作用有限，需要通过配加粒度更细、矿化温度较高 (1)烧结矿质量 的OD磁精矿来改善烧结制粒性能：另一方面，高褐 烧结矿的质量一般指转鼓强度、筛分指数和 铁矿配比混合料粒度粗，熔剂和燃料主要集中在细 平均粒径等指标，根据实际生产需求，本研究中主 粒度的黏附粉中，使黏附粉相对碱度升高，加之燃料 要关注烧结矿的转鼓强度和低温还原粉化指数 的偏聚，液相生成温度降低，生成量增多，产生过熔 (RDL43.15mm).烧结矿低温还原粉化试验采用 现象，使褐铁矿吸液量增加.影响烧结矿强度，而提 GBT13242一1991标准.不同褐铁矿配比烧结矿 高OD矿配比具有增加黏附粉占比、降低黏附粉相 试样的质量指标见图3. 对碱度的作用，使液相生成温度提高，消除过熔现液相生成量差别较大，但随着烧结温度的升高，这 种差别逐渐减小，烧结温度对不同配矿结构所产 生液相量的影响趋势一致. 烧结工艺中，黏附粉表征混合矿形成液相的 载体，其含量多少决定形成液相的原始黏结范围， 而理论液相生成量反映混合矿可以形成的有效液 相数量，其含量多少影响液相黏结周围物料的有 效范围，据此，提出单位质量黏附粉产生的液相量 为黏附粉含量与理论液相生成量的乘积，主要表 征混合矿中由黏附粉熔融区所产生的液相绝对含 量. 而液相中 Fe2O3 和 CaO 的质量比，决定形成的 黏结相类型，即是以复合铁酸钙为主的液相还是 以硅酸盐为主的渣相，一般认为，Fe2O3 与 CaO 的 质量比越高越有利于形成铁酸盐黏结相，从而提 高烧结矿黏结相质量，改善烧结矿转鼓强度. 由此分析，H-1#、H-2#和 H-4#试验方案的单位 质量黏附粉所产生的液相数量较多 ，且液相中 Fe2O3 和 CaO 的质量比较高，从理论液相生成角度 分析其对烧结矿质量的影响规律，预测其烧结矿 质量指标较优. 而 H-5#试验方案虽然单位质量黏 附粉的液相生成量高，但液相黏度低，流动性能过 好，易产生局部过熔现象，导致烧结矿生成薄壁大 孔结构，影响烧结矿转鼓强度；H-6#试验方案虽然 液相黏度高，但单位质量黏附粉的液相生成量最 低，液相有效固结范围小，液相黏结周围核矿物能 力较差，不利于烧结矿转鼓强度改善. 3.2    烧结矿质量指标 （1）烧结矿质量. 烧结矿的质量一般指转鼓强度、筛分指数和 平均粒径等指标，根据实际生产需求，本研究中主 要关注烧结矿的转鼓强度和低温还原粉化指数 （ RDI+3.15  mm） . 烧结矿低温还原粉化试验采 用 GB/T 13242—1991 标准. 不同褐铁矿配比烧结矿 试样的质量指标见图 3. H-1# H-2# H-3# H-4# H-5# H-6# 60 62 64 66 68 70 72 74 76 Experimental scheme No. Drum strength/% RDI+3.15 mm/% 60 62 64 66 68 70 72 74 76 RDI+3.15 mm/% Drum strength/ % 图 3    烧结矿试样质量指标 Fig.3    Sinter sample quality indexes 由图 3 可知，H-1#、H-4#和 H-5#烧结矿试样的 转鼓强度和低温还原粉化性能均较好，其共同特点 是澳大利亚磁铁精矿 OD 矿的质量分数为 15%， OC 矿的质量分数为 10%. 可见，在褐铁矿质量分数 较高（≥45%）而赤铁矿质量分数较低（≤40%）的情况 下，适当控制 OC 矿配比，增加磁精矿配比对于全面 改善烧结矿性能具有重要意义. 这是由于，一方面， 在澳大利亚褐铁矿中 OC 矿具有粒度相对较细，铁 酸钙生成能力强，液相生成温度低、生成量大的特 点，在赤铁矿配比较高的情况下，增加 OC 矿可以改 善烧结制粒性能，促进铁酸钙生成，提高烧结矿强度 和冶金性能[20−22] ，但在褐铁矿配比较高的情况下， OC 矿烧结容易产生细碎针状铁酸钙和细碎磁铁矿 的熔蚀交织结构，对改善烧结制粒和烧结矿性能的 作用有限，需要通过配加粒度更细、矿化温度较高 的 OD 磁精矿来改善烧结制粒性能；另一方面，高褐 铁矿配比混合料粒度粗，熔剂和燃料主要集中在细 粒度的黏附粉中，使黏附粉相对碱度升高，加之燃料 的偏聚，液相生成温度降低，生成量增多，产生过熔 现象，使褐铁矿吸液量增加，影响烧结矿强度，而提 高 OD 矿配比具有增加黏附粉占比、降低黏附粉相 对碱度的作用，使液相生成温度提高，消除过熔现 表 7 单位质量的黏附粉熔融区液相生成性能计算（1250 ℃） Table 7 Calculation results of liquid phase formation properties in the molten liquid region of per unit mass of adhesive powder （1250 ℃） Experimental scheme No. Mass fraction of liquid phase composition/ % Mass fraction of liquid phase/ % Mass fraction of liquid phase produced by per unit mass of adhesive powder/ % Liquid phase viscosity/ (Pa·s) w(Fe2O3 )： w(CaO) Al2O3 SiO2 CaO FeO Fe2O3 MgO H-1# 2.63 1.15 23.83 7.97 63.40 1.02 61.64 22.06 0.0256 2.66 H-2# 2.73 1.07 24.46 6.11 64.51 1.13 66.09 22.97 0.0268 2.64 H-3# 2.79 1.05 24.63 6.49 63.87 1.17 62.65 21.41 0.0266 2.59 H-4# 2.59 1.14 23.97 8.11 63.13 1.05 62.01 22.11 0.0252 2.63 H-5# 2.57 1.10 24.35 8.58 62.25 1.15 62.52 21.94 0.0247 2.56 H-6# 2.88 1.04 24.75 7.53 62.56 1.23 51.82 17.17 0.0260 2.53 · 44 · 工程科学学报，第 44 卷，第 1 期