。1530 北京科技大学学报 第32卷 考察各种铁矿粉在液相生成过程中的安全液相量， 达到互补或改善的效果， 即缓慢收缩段的试样收缩程度，依据本文给出的 根据以上研究结果可知，不同类型铁矿粉的熔 指标予以分析. 融性指标存在差异，且不能用单一的指标来评价一 由于巴西南部精粉和巴西北部赤铁矿在低于 种铁矿粉熔融性的优劣，应运用各项熔融性指标综 1380℃之前未产生液相，随后则呈现“急熔”态势， 合评价铁矿粉的熔融特性. 故它们不在S指标的评价范围.由图8表示的S 现代烧结工艺要求兼顾烧结矿强度、成品率以 可知，不同类型铁矿粉在液相生成过程中安全液相 及产量，且烧结过程稳定可控.因此，要求铁矿粉的 的数量存在差异.相比较而言，巴西南部赤铁矿的 熔融性具有如下特征：①较低的有效液相的开始形 S最大，其在1215~1323℃的108℃区间内收缩率 成温度：②低于正常烧结温度的有效液相形成的 增大约26%：南非赤铁矿、澳大利亚赤铁矿的S较 终止温度：③较宽的有效液相形成的温度区间 之巴西南部赤铁矿分别降低了约5.4%和6.3%，但 ④较高的安全液相程度S 最高温度下降，温度区间有所缩小，表明这两种铁矿 由上述分析可知：在烧结过程中，澳大利亚褐铁 粉的安全液相数量也较多，而南非赤铁矿与澳大利 矿易于生成有效液相。但其温度区间小，且安全液相 亚赤铁矿相比不仅S稍大且温度区间宽40℃，故前 程度低表明其在烧结过程中易“急熔”，烧结温度 者的安全液相性质略好于后者；与巴西南部赤铁矿 的可控性差.澳大利亚赤铁矿、南非赤铁矿以及巴 相比.澳大利亚褐铁矿在1200~1225℃的25C区 西南部赤铁矿等三者的有效液相量、安全液相量以 间内的S减小了约58%，这表明其液相的安全性很 及对烧结温度的敏感性均相对适宜，综合比较各项 差：澳大利亚半褐铁矿的虽然仅次于巴西南部赤 熔融性指标时，南非赤铁矿优于巴西南部赤铁矿、澳 铁矿，然而其对应的温度区间为1220~1350℃，故 大利亚赤铁矿：当有效液相数量为主要需求时澳大 在低温烧结条件下安全液相的数量会受到影响.由 利亚赤铁矿优于巴西南部赤铁矿：而当追求烧结过 此可见，上述五种铁矿粉的液相安全程度由大到小 的排序为D心A 程稳定性时则巴西南部赤铁矿优于澳大利亚赤铁 矿.澳大利亚半褐铁矿液相生成过程中安全液相的 数量仅次于巴西南部赤铁矿，但需要达到烧结温度 偏高，而且其生成有效液相的容易程度以及温控性 均较之澳大利亚赤铁矿、南非赤铁矿和巴西南部赤 铁矿要差，故其熔融性劣于上述三种铁矿粉，而其与 澳大利亚褐铁矿相比具有低温烧结条件下难以形成 铁矿粉种类 足够液相的特征，故其熔融性也不及澳大利亚褐铁 图8不同铁矿粉值比较 矿.巴西南部精粉和巴西北部赤铁矿的熔化温度很 F8 Comparison ofS,values of different irn ore fines 高，液相生成困难故其熔融性劣于其他五种铁 在烧结过程中，过小的铁矿粉，液相产生过程 矿粉. 中存在“急熔”的程度大，致使液相的有效黏结作用 把握和应用铁矿粉的熔融特性，通过优化配矿 降低.因此，在烧结配矿时，不仅要求铁矿粉有较低 将具有不同熔融性的铁矿粉互相搭配使用，尽可能 的以确保有效液相量，而且同时应具有较大的 形成熔融性各项指标均适宜的烧结氛围.例如：将 S以获得安全性高的液相量.对于S过小的铁矿 澳大利亚褐铁矿与巴西南部赤铁矿搭配使用，可以 粉，应与大的铁矿粉按一定比例搭配使用，以此 降低烧结液相的急熔性以及改善烧结过程的稳定 获得安全液相量多的烧结混匀矿 性：将巴西北部赤铁矿与澳大利亚褐铁矿搭配使用， 能够提高烧结液相生成量和扩大液相生成范围：将 3基于铁矿粉熔融性的配矿原则 澳大利亚半褐铁矿与南非赤铁矿搭配使用，在确保 低温烧结技术使得烧结温度不能过高，因此期 充足液相量的同时可以提高烧结温度的可控性等. 望在低温烧结范围内能产生足够的液相，且液相形 由此可见，通过基于铁矿粉熔融特性的优化配矿，可 成过程较稳定，有效液相的生成范围较宽，有利于获 以实现对铁矿粉的高效利用，且有助于低温烧结技 得产质量指标优良的烧结矿.因此，要求在烧结生 术、厚料层烧结技术等“节能减排”型的铁矿粉烧结 产配矿时，应重视熔融性不同的铁矿粉搭配使用，以 工艺得以有效实施北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 考察各种铁矿粉在液相生成过程中的安全液相量 , 即缓慢收缩段的试样收缩程度 ,依据本文给出的 SR 指标予以分析. 由于巴西南部精粉和巴西北部赤铁矿在低于 1 380℃之前未产生液相 ,随后则呈现 “急熔”态势 , 故它们不在 SR指标的评价范围.由图 8 表示的 SR 可知, 不同类型铁矿粉在液相生成过程中安全液相 的数量存在差异.相比较而言 , 巴西南部赤铁矿的 SR最大 ,其在 1 215 ～ 1 323 ℃的 108℃区间内收缩率 增大约 26%;南非赤铁矿 、澳大利亚赤铁矿的 SR较 之巴西南部赤铁矿分别降低了约 5.4%和 6.3%,但 最高温度下降,温度区间有所缩小,表明这两种铁矿 粉的安全液相数量也较多 , 而南非赤铁矿与澳大利 亚赤铁矿相比不仅 SR稍大且温度区间宽 40℃,故前 者的安全液相性质略好于后者 ;与巴西南部赤铁矿 相比, 澳大利亚褐铁矿在 1 200 ～ 1 225 ℃的 25 ℃区 间内的 SR减小了约 58%,这表明其液相的安全性很 差 ;澳大利亚半褐铁矿的 SR虽然仅次于巴西南部赤 铁矿, 然而其对应的温度区间为 1 220 ～ 1 350 ℃,故 在低温烧结条件下安全液相的数量会受到影响.由 此可见 ,上述五种铁矿粉的液相安全程度由大到小 的排序为 E>B>D>C>A. 图 8 不同铁矿粉 SR值比较 Fig.8 ComparisonofSR valuesofdifferentironorefines 在烧结过程中, SR过小的铁矿粉 ,液相产生过程 中存在 “急熔 ”的程度大, 致使液相的有效黏结作用 降低.因此 ,在烧结配矿时,不仅要求铁矿粉有较低 的 T55以确保有效液相量 , 而且同时应具有较大的 SR以获得安全性高的液相量 .对于 SR过小的铁矿 粉 ,应与 SR大的铁矿粉按一定比例搭配使用, 以此 获得安全液相量多的烧结混匀矿. 3 基于铁矿粉熔融性的配矿原则 低温烧结技术使得烧结温度不能过高, 因此期 望在低温烧结范围内能产生足够的液相, 且液相形 成过程较稳定,有效液相的生成范围较宽 ,有利于获 得产质量指标优良的烧结矿 .因此 , 要求在烧结生 产配矿时,应重视熔融性不同的铁矿粉搭配使用,以 达到互补或改善的效果 . 根据以上研究结果可知, 不同类型铁矿粉的熔 融性指标存在差异 ,且不能用单一的指标来评价一 种铁矿粉熔融性的优劣, 应运用各项熔融性指标综 合评价铁矿粉的熔融特性. 现代烧结工艺要求兼顾烧结矿强度 、成品率以 及产量,且烧结过程稳定可控 .因此, 要求铁矿粉的 熔融性具有如下特征 :①较低的有效液相的开始形 成温度 T30 ;②低于正常烧结温度的有效液相形成的 终止温度 T55;③较宽的有效液相形成的温度区间 TR;④较高的安全液相程度 SR. 由上述分析可知:在烧结过程中,澳大利亚褐铁 矿易于生成有效液相,但其温度区间小 ,且安全液相 程度低,表明其在烧结过程中易 “急熔 ”, 烧结温度 的可控性差.澳大利亚赤铁矿、南非赤铁矿以及巴 西南部赤铁矿等三者的有效液相量 、安全液相量以 及对烧结温度的敏感性均相对适宜 , 综合比较各项 熔融性指标时 ,南非赤铁矿优于巴西南部赤铁矿 、澳 大利亚赤铁矿 ;当有效液相数量为主要需求时澳大 利亚赤铁矿优于巴西南部赤铁矿 ;而当追求烧结过 程稳定性时则巴西南部赤铁矿优于澳大利亚赤铁 矿.澳大利亚半褐铁矿液相生成过程中安全液相的 数量仅次于巴西南部赤铁矿, 但需要达到烧结温度 偏高 ,而且其生成有效液相的容易程度以及温控性 均较之澳大利亚赤铁矿、南非赤铁矿和巴西南部赤 铁矿要差 ,故其熔融性劣于上述三种铁矿粉 ,而其与 澳大利亚褐铁矿相比具有低温烧结条件下难以形成 足够液相的特征, 故其熔融性也不及澳大利亚褐铁 矿.巴西南部精粉和巴西北部赤铁矿的熔化温度很 高, 液相生成困难, 故其熔融性劣于其他五种铁 矿粉 . 把握和应用铁矿粉的熔融特性, 通过优化配矿 将具有不同熔融性的铁矿粉互相搭配使用, 尽可能 形成熔融性各项指标均适宜的烧结氛围.例如:将 澳大利亚褐铁矿与巴西南部赤铁矿搭配使用, 可以 降低烧结液相的急熔性以及改善烧结过程的稳定 性;将巴西北部赤铁矿与澳大利亚褐铁矿搭配使用, 能够提高烧结液相生成量和扩大液相生成范围;将 澳大利亚半褐铁矿与南非赤铁矿搭配使用, 在确保 充足液相量的同时可以提高烧结温度的可控性等. 由此可见 ,通过基于铁矿粉熔融特性的优化配矿 ,可 以实现对铁矿粉的高效利用, 且有助于低温烧结技 术、厚料层烧结技术等“节能减排 ”型的铁矿粉烧结 工艺得以有效实施 . · 1530·