·696· 北京科技大学学报 第33卷 过上位机程序存储于计算机数据库内.测温的四个 高于1280℃后易于分解，而铁酸钙是高碱度烧结矿 料层由上至下分别用L1、L2、L3和L表示，四个料层 的主要黏结相，铁酸钙的数量和强度均随T的升高 的温度分别用T1、T2、T3和T4来表示，由此可以得到 而变差，并且钙钛矿和硅酸钙等高熔点化合物随T。 不同深度处烧结料成矿的温度变化曲线，计算不同 的增大而快速增加，破坏了烧结矿的强度和低温粉 料段(L,L2、L,LLL,)的火焰前锋速度和成矿前锋 化性能，因此烧结温度不宜过高.高温保持时间tk 速度，分析产生偏析烧结的原因. 是指烧结料温度高于1280℃的时间段，t越大意 (2)矿相分析.当烧结台车运行至烧结机尾 味着高熔点化合物的生成量越多，铁酸钙的黏结能 时，停止烧结机系统的运转，将该烧结台车吊出，在 力越差，烧结矿的性能变差 四个测温料层取烧结矿样品，由上至下分别命名为 2.2测温结果 S、S2、S和S4·将四组烧结矿样进行破碎、热镶和 图1为实验测得的不同料层的烧结温度曲线， 抛光，在偏光显微镜下观察矿样S,、S2、S,和S的结 曲线T、T2、T,和T4分别描述了料层LL2L3和L4 构特点，运用数点法对不同烧结矿样的矿物组成进 处烧结料在成矿过程中的温度变化.由曲线T,可 行定量分析：结合成和矿过程中的温度变化曲线，研究 见，据烧结料床表面500mm深处的烧结料初始温度 不同温度制度下钒钛磁铁矿的矿相特点和成矿 为64℃，高于水汽的冷凝温度，说明经蒸汽预热的 机理. 烧结料在烧结过程中几乎不经历水汽冷凝阶段，烧 2测温结果与分析 结料床的过湿带很薄，即过湿带的阻力损失较小. 图1显示火焰前锋到达料层L、L2L,和L的时刻 2.1参数定义 分别为烧结点火后的10.11、17.48、25.32和 为了描述烧结机上钒钛磁铁矿烧结过程的特 33.78min,烧结料段L,L2、L2L和LL.的局部火焰 点，分析竖直方向上烧结过程的不均匀程度，笔者定 前锋速度分别为13.57、12.75和11.82 mm*min-1, 义了几个定量参数进行分析 燃烧带迁移速度在逐渐降低，即可推知钒钛烧结 燃烧带迁移速度是用来表征烧结机生产效率的 料床的透气性在逐渐恶化.成矿前锋到达料层 重要参数之一，研究者通常运用火焰前锋速度 LL2、L和L4的时刻分别为烧结点火后的 (flame front speed,FFS)来描述烧结带的迁移速 16.85、26.06、37.72和49.73min,烧结料段LL2、 度2-，本文定义了局部火焰前锋速度((local1ame L2L3和L3L,的成矿前锋速度分别为10.86、8.58 front speed,LFFS),它更适合研究台车竖直方向上 和8.33 mm.min',相对于料层L1向料层L2的成 烧结过程的不均匀性；火焰前锋的温度为800℃，即 刊矿前锋迁移速度，料层L2向料层L的迁移速度明 烧结料温度达到800℃时说明此料层进入燃烧阶 显下降，这说明台车上部300mm的烧结料成矿结束 段，火焰迁移时间表示火焰前锋由某一料层迁移至 后，台车下部混合料的烧结速度急剧降低 下一料层所需的时间，用某一料段的火焰迁移距离 (本文中为100mm)除以该料段内的火焰迁移时间， 1400 即可得到该料段的局部火焰前锋速度.另外，烧结 1200 料床的透气性决定了火焰前锋速度，某阶段的火焰 前锋速度大小反映了此阶段烧结料床透气性的 800 火焰 好坏. 前锋 另一项重要参数是烧结料的熔融时间tmh,研 究者认为烧结料温度高于1100℃时处于熔融状态， 低于1100℃时表示烧结过程结束，即成矿前锋到达 2230 38 此料层，烧结矿的矿物组成和矿相结构基本不再变 点火后时间mn 化.研究者对烧结矿强度和成矿熔融时间t之间 图1不同料层的烧结温度曲线 的关系进行了分析，发现熔融相的数量随t的 Fig.1 Temperature curves of sintering feed at different layers 延长而增多，烧结矿强度也随之增强. 烧结温度T。也是描述烧结过程的一项重要参 表2列出了料层L,、L2L和L,处烧结料的熔 数，是指烧结过程经历的最高温度.T,对烧结矿的 融时间、高温时间和烧结温度.大量的烧结研究表 矿相结构有较大的影响1，例如烧结矿内铁酸钙在 明，普通磁铁矿烧结过程的熔融时间普遍在3~北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 过上位机程序存储于计算机数据库内． 测温的四个 料层由上至下分别用 L1、L2、L3 和 L4表示，四个料层 的温度分别用 T1、T2、T3 和 T4来表示，由此可以得到 不同深度处烧结料成矿的温度变化曲线，计算不同 料段( L1L2、L2L3、L3L4 ) 的火焰前锋速度和成矿前锋 速度，分析产生偏析烧结的原因． ( 2) 矿相分析． 当烧结台车运行至烧结机尾 时，停止烧结机系统的运转，将该烧结台车吊出，在 四个测温料层取烧结矿样品，由上至下分别命名为 S1、S2、S3 和 S4 ． 将四组烧结矿样进行破碎、热镶和 抛光，在偏光显微镜下观察矿样 S1、S2、S3 和 S4的结 构特点，运用数点法对不同烧结矿样的矿物组成进 行定量分析; 结合成矿过程中的温度变化曲线，研究 不同温度制度下钒钛磁铁矿的矿相特点和成矿 机理． 2 测温结果与分析 2. 1 参数定义 为了描述烧结机上钒钛磁铁矿烧结过程的特 点，分析竖直方向上烧结过程的不均匀程度，笔者定 义了几个定量参数进行分析． 燃烧带迁移速度是用来表征烧结机生产效率的 重要 参 数 之 一，研究者通常运用火焰前锋速度 ( flame front speed，FFS) 来描述烧结带的迁移速 度［12--13］，本文定义了局部火焰前锋速度( local flame front speed，LFFS) ，它更适合研究台车竖直方向上 烧结过程的不均匀性; 火焰前锋的温度为 800 ℃，即 烧结料温度达到 800 ℃ 时说明此料层进入燃烧阶 段，火焰迁移时间表示火焰前锋由某一料层迁移至 下一料层所需的时间，用某一料段的火焰迁移距离 ( 本文中为 100 mm) 除以该料段内的火焰迁移时间， 即可得到该料段的局部火焰前锋速度． 另外，烧结 料床的透气性决定了火焰前锋速度，某阶段的火焰 前锋速度大小反映了此阶段烧结料床透气性的 好坏． 另一项重要参数是烧结料的熔融时间 tmelt，研 究者认为烧结料温度高于 1 100 ℃时处于熔融状态， 低于 1 100 ℃时表示烧结过程结束，即成矿前锋到达 此料层，烧结矿的矿物组成和矿相结构基本不再变 化． 研究者对烧结矿强度和成矿熔融时间 tmelt之间 的关系进行了分析［14］，发现熔融相的数量随 tmelt的 延长而增多，烧结矿强度也随之增强． 烧结温度 Tp也是描述烧结过程的一项重要参 数，是指烧结过程经历的最高温度． Tp对烧结矿的 矿相结构有较大的影响［15］，例如烧结矿内铁酸钙在 高于 1 280 ℃后易于分解，而铁酸钙是高碱度烧结矿 的主要黏结相，铁酸钙的数量和强度均随 Tp的升高 而变差，并且钙钛矿和硅酸钙等高熔点化合物随 Tp 的增大而快速增加，破坏了烧结矿的强度和低温粉 化性能，因此烧结温度不宜过高． 高温保持时间 tpeak 是指烧结料温度高于 1 280 ℃ 的时间段，tpeak越大意 味着高熔点化合物的生成量越多，铁酸钙的黏结能 力越差，烧结矿的性能变差． 2. 2 测温结果 图 1 为实验测得的不同料层的烧结温度曲线， 曲线 T1、T2、T3 和 T4分别描述了料层 L1、L2、L3 和 L4 处烧结料在成矿过程中的温度变化． 由曲线 T4 可 见，据烧结料床表面 500 mm 深处的烧结料初始温度 为 64 ℃，高于水汽的冷凝温度，说明经蒸汽预热的 烧结料在烧结过程中几乎不经历水汽冷凝阶段，烧 结料床的过湿带很薄，即过湿带的阻力损失较小． 图 1 显示火焰前锋到达料层 L1、L2、L3 和 L4的时刻 分别为烧结点火后的 10. 11、17. 48、25. 32 和 33. 78 min，烧结料段 L1L2、L2L3 和 L3L4的局部火焰 前锋速度分别为 13. 57、12. 75 和 11. 82 mm·min － 1 ， 燃烧带迁移速度在逐渐降低，即可推知钒钛烧结 料床的 透 气 性 在 逐 渐 恶 化． 成矿前锋到达料层 L1、L2、L3 和 L4 的时刻分别为烧结点火后的 16. 85、26. 06、37. 72 和 49. 73 min，烧结料段 L1L2、 L2L3 和 L3L4 的成矿前锋速度分别为 10. 86、8. 58 和8. 33 mm·min － 1 ，相对于料层 L1 向料层 L2 的成 矿前锋迁移速度，料层 L2 向料层 L3 的迁移速度明 显下降，这说明台车上部 300 mm 的烧结料成矿结束 后，台车下部混合料的烧结速度急剧降低． 图 1 不同料层的烧结温度曲线 Fig． 1 Temperature curves of sintering feed at different layers 表 2 列出了料层 L1、L2、L3 和 L4处烧结料的熔 融时间、高温时间和烧结温度． 大量的烧结研究表 明，普通磁铁矿烧结过程的熔融时间普遍在3 ～ ·696·