郑安阳等：MgO对含钛烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响 ·189· 中硅酸盐几乎不含镁.因此，对于高碱度含钛烧结 图6为不同Mg0质量分数条件下含钛烧结矿 矿中的镁主要以分布于烧结矿中复合铁酸钙相中： 软熔过程中软化开始温度t1o和软化终了温度t的 进一步提高烧结矿中镁的质量分数，烧结矿的磁铁 变化曲线.从图6中可以看出，各组烧结矿的软化 矿相比例将增加，有一部分镁固溶于磁铁矿中：在高 开始温度t0均在1120℃以上，与普通烧结矿相比， 镁烧结矿中，也会形成一定量的橄榄石，其中固溶有 其软化开始温度较高，这与烧结矿中MgO质量分数 少量镁、钛等元素 增加及烧结矿含有一定的TO,有直接关系.随着烧 2.3Mg0对含钛烧结矿软化熔滴性能的影响 结矿中MgO质量分数的增加，烧结矿中出现了含镁 炉料的软熔性能影响对于高炉顺行，特别是高 磁铁矿、钙镁橄榄石等高熔点矿物，这些高熔点物质 炉的透气性和软熔带结构及整个炉况的影响非常 的存在，使初渣流动困难.当Mg0质量分数为 大，是评价铁矿石的重要参考指标之一，烧结矿软 2.04%时，烧结矿的软化开始温度最低，t。为1127℃， 化熔滴性能试验，是荷重条件下模拟烧结矿在高炉 其软化温度相对较低的原因是其配料过程为自然 还原气氛下的软化、熔融、滴落的过程.试验主要测 Mg0,含量较低，烧结矿还原性能较好，在进入高温 试指标有软化开始温度、熔融开始温度、滴落温度 区时大部分Fe,O,被还原成FeO,且部分Fe0被还 等，这几个指标与高炉生产有直接关系.表5是试 原成金属铁，F0会与脉石矿物生成低熔点化合物， 验所涉及部分符号及其意义) 如正硅酸铁或钙铁橄榄石（熔点为1100~1200℃）， 表5熔滴实验标准参数及其意义 形成液相，从而使烧结矿软化开始温度t。降低；当 Table 5 Standard parameters of the softening-melting test under load Mg0质量分数为3.96%时，烧结矿软化开始温度 参数 意义 最高(t。=1169℃)，通过对比可以发现烧结矿的 t1o/℃ 软化开始温度，试样软化收缩10%的温度 软化开始温度t。与烧结矿的还原度指数（表3）之 to/℃ 软化终了温度，试样软化收缩40%的温度 间存在明显的负相关关系，高Mg0烧结矿含有相 △EA/℃ 软化区间(t0-o) 对较多的难还原钙镁橄榄石等矿物，且容易与磁 6,/℃ 压差陡升温度 铁矿、铁酸钙形成熔蚀交织结构，使烧结矿更致 ta/℃ 滴落温度 密，造成烧结矿还原性变差，不利于低熔点钙铁橄 △B/℃ 熔融区间(ta-t,) 榄石的形成. 1180 1390r (a) (b) 1169 1380 1379 1170 1165 1372 1370 1160 1158 1360 1360 0 1150 意 1340 1140 1135 斋 1330 1329 1130 1127 13201316 1120 1310 2.0 2.5 3.03.5 4.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 烧结矿中MgO质量分数/% 烧结矿中Mg0质量分数% 图6不同Mg0质量分数的各组烧结矿的软化开始温度o(a)和软化终了温度o(b)比较 Fig.6 Comparison of initial softening temperatures tio(a)and the finished softening temperatures t(b)of sinter with different MgO contents 不同Mg0质量分数时烧结矿的软化温度区间 的还原，有利于保持炉况的稳定，降低焦比4].实 △t,变化如图7所示.随着烧结矿中Mg0质量分数 验过程中，各组烧结矿在1550℃内均未发生滴落. 的增加，烧结矿的软化区间从189℃增加到220℃. 这主要是因为，一方面烧结矿中Mg0含量增加，烧 当Mg0质量分数为3.96%时，烧结矿的软化区间达 结矿中温还原性变差，造成含Mg0的高熔点物质增 到最大，△1为220℃.对高炉冶炼钒钛磁铁矿而 多，如镁黄长石、钙镁橄榄石和镁硅钙石等，恶化了 言，在一定的范围内，软化区间适当变宽有利于改善 初渣流动性，因此软化开始温度、软化终了温度、软 气-固相还原反应的动力学条件，可以促进钒钛矿 化区间均有所增高.郑安阳等: MgO 对含钛烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响 中硅酸盐几乎不含镁. 因此,对于高碱度含钛烧结 矿中的镁主要以分布于烧结矿中复合铁酸钙相中; 进一步提高烧结矿中镁的质量分数,烧结矿的磁铁 矿相比例将增加,有一部分镁固溶于磁铁矿中;在高 镁烧结矿中,也会形成一定量的橄榄石,其中固溶有 少量镁、钛等元素. 2郾 3 MgO 对含钛烧结矿软化熔滴性能的影响 炉料的软熔性能影响对于高炉顺行,特别是高 炉的透气性和软熔带结构及整个炉况的影响非常 大,是评价铁矿石的重要参考指标之一. 烧结矿软 化熔滴性能试验,是荷重条件下模拟烧结矿在高炉 还原气氛下的软化、熔融、滴落的过程. 试验主要测 试指标有软化开始温度、熔融开始温度、滴落温度 等,这几个指标与高炉生产有直接关系. 表 5 是试 验所涉及部分符号及其意义[17] . 表 5 熔滴实验标准参数及其意义 Table 5 Standard parameters of the softening鄄melting test under load 参数 意义 t10 / 益 软化开始温度,试样软化收缩 10% 的温度 t40 / 益 软化终了温度,试样软化收缩 40% 的温度 驻tA / 益 软化区间(t40 - t10 ) t s / 益 压差陡升温度 td / 益 滴落温度 驻tB / 益 熔融区间(td - t s) 图 6 为不同 MgO 质量分数条件下含钛烧结矿 软熔过程中软化开始温度 t 10和软化终了温度 t 40的 变化曲线. 从图 6 中可以看出,各组烧结矿的软化 开始温度 t 10均在 1120 益 以上,与普通烧结矿相比, 其软化开始温度较高,这与烧结矿中 MgO 质量分数 增加及烧结矿含有一定的 TiO2有直接关系. 随着烧 结矿中 MgO 质量分数的增加,烧结矿中出现了含镁 磁铁矿、钙镁橄榄石等高熔点矿物,这些高熔点物质 的存在, 使初渣流动困 难. 当 MgO 质 量 分 数 为 2郾 04%时,烧结矿的软化开始温度最低,t 10为 1127 益, 其软化温度相对较低的原因是其配料过程为自然 MgO,含量较低,烧结矿还原性能较好,在进入高温 区时大部分 Fe2 O3 被还原成 FeO,且部分 FeO 被还 原成金属铁,FeO 会与脉石矿物生成低熔点化合物, 如正硅酸铁或钙铁橄榄石(熔点为 1100 ~ 1200 益 ), 形成液相,从而使烧结矿软化开始温度 t 10降低;当 MgO 质量分数为 3郾 96% 时,烧结矿软化开始温度 最高( t 10 = 1169 益 ) ,通过对比可以发现烧结矿的 软化开始温度 t 10与烧结矿的还原度指数(表 3)之 间存在明显的负相关关系,高 MgO 烧结矿含有相 对较多的难还原钙镁橄榄石等矿物,且容易与磁 铁矿、铁酸钙形成熔蚀交织结构,使烧结矿更致 密,造成烧结矿还原性变差,不利于低熔点钙铁橄 榄石的形成. 图 6 不同 MgO 质量分数的各组烧结矿的软化开始温度 t10 (a)和软化终了温度 t40 (b)比较 Fig. 6 Comparison of initial softening temperatures t10 (a) and the finished softening temperatures t40 (b) of sinter with different MgO contents 不同 MgO 质量分数时烧结矿的软化温度区间 驻tA变化如图 7 所示. 随着烧结矿中 MgO 质量分数 的增加,烧结矿的软化区间从 189 益 增加到 220 益 . 当 MgO 质量分数为 3郾 96% 时,烧结矿的软化区间达 到最大,驻tA 为 220 益 . 对高炉冶炼钒钛磁铁矿而 言,在一定的范围内,软化区间适当变宽有利于改善 气鄄鄄固相还原反应的动力学条件,可以促进钒钛矿 的还原,有利于保持炉况的稳定,降低焦比[14] . 实 验过程中,各组烧结矿在 1550 益 内均未发生滴落. 这主要是因为,一方面烧结矿中 MgO 含量增加,烧 结矿中温还原性变差,造成含 MgO 的高熔点物质增 多,如镁黄长石、钙镁橄榄石和镁硅钙石等,恶化了 初渣流动性,因此软化开始温度、软化终了温度、软 化区间均有所增高. ·189·