·918 工程科学学报，第38卷，第7期 酸钙发展，针状铁酸钙比例逐渐增加，赤铁矿结构由片状 矿物在低温657℃以下的晶形膨胀粉化也会导致烧结 向熔蚀状变化，铁酸钙结构由熔蚀状向针柱状改善 矿的粉化存在. 图6为在Si02质量分数为4.83%和5.02%的烧 结合烧结矿微观结构与治金性能的关系，根据上 结矿中观察到的分布在孔洞周围的骸晶状菱形赤铁 述分析可以给出SO2对烧结矿治金性能影响的原因. 矿.可以看到二者相比，SO,含量更高的烧结矿中骸 S0,质量分数在4.83%~5.77%逐渐增加时，微观结 晶状赤铁矿已经开始熔散向熔蚀状赤铁矿发展.另 构均匀性的改善以及熔蚀状结构的发展使得烧结矿的 外，在电镜下，Si02质量分数为5.51%和5.77%的烧 强度逐渐提高，还原性最好的赤铁矿比例的下降导致 结矿中几乎没有观察到骸晶状赤铁矿的存在，但考虑 烧结矿还原性的降低，骸晶状菱形赤铁矿的消失使得 到较高Si0,含量的烧结矿中硅酸盐也较多，所以这种 烧结矿的低温还原粉化得到遏制. a b 50 um 30 um 1一赤铁矿：2一铁酸钙：3一硅酸盐类渣相：4一孔洞：5一骸晶状菱形赤铁矿 图6Si02含量较低的烧结矿中骸品状赤铁矿结构.(a)w(Si02)=4.83%烧结矿：(b)w(Si02）=5.02%烧结矿 Fig.6 Skeletal crystalline hematite in sinter with low Si0,content:(a)sinter with 4.83%Si0,(b)sinter with 5.02%Si0, 的消失使得烧结矿的低温还原粉化得到遏制. 3结论 (1)碱度R取1.8、1.9和2.0三个水平，Si0,质 参考文献 量分数在4.8%~5.7%逐渐增加时，烧结矿强度逐渐 Chu M S.Metallurgical Raw Materials and Fuels and Auxiliary Materials.Beijing:Metallurgical Industry Press,2010 提高，还原性有下降的趋势，低温还原粉化性能逐渐被 (储满生.钢铁治金原燃料及辅助材料.北京：治金工业出版 改善，Si02质量分数为4.8%的烧结矿的低温还原粉 社，2010) 化性能仍为一级，说明含有4.8%S0,的烧结矿满足 2] Wang Z J,Gan M.Effects of CaO and Si02 on the quality and 生产要求，生产中Si02的含量需要根据实际需要 yield of sinter.Sintering Pelletizing,2014,39(6):12 确定. (汪正杰，甘敏.C0和SiO2对烧结矿产质量的影响.烧结球 (2)软熔性能中，Si02质量分数在4.8%~5.4% 团，2014,39(6)：12) B] Barnaba P,Errigo V,Montomoli G.Recent improvements in sin- 的范围内增加时，T。逐渐升高，升高幅度较高：当Si02 tering operation a Nuova Italsider.Ironmaking Proc,1983,42:59 质量分数在5.4%~5.7%范围内增加时，T。呈现降低 4]Teaching and Research Section of Pelletizing,Central South Uni- 趋势，碱度越高，降低趋势越平缓.Si0,质量分数在 versity of Mining and Metallurgy.Iron Ore Fines Agglomeration. 4.8%~5.7%变化时软化区间有变宽的趋势，趋势较 Beijing:Metallurgical Industry Press,1978 平缓 (中南矿治学院团矿教研室.铁矿粉造块.北京：治金工业出 版社，1978) (3)碱度R=2.0,Si02质量分数在4.8%~5.7% [5]Zhou Q D,Kong L T.Iron Ore Agglomeration Theory and Tech- 增加时，烧结矿微观结构的均匀性逐渐改善，主要黏结 nology.Beijing:Metallurgical Industry Press,1989 相由赤铁矿向铁酸钙发展，铁酸钙比例逐渐增加，赤铁 (周取定，孔令坛.铁矿石造块理论及工艺.北京：治金工业 矿结构由片状向熔蚀状变化，铁酸钙结构由熔蚀状向 出版社，1989) 针柱状改善，骸晶状菱形赤铁矿逐渐消失 [6]Liu Q C,Zhang Y B,Lan Y P,et al.Effect of lightly fired dolo- (4)在微观结构层面对治金性能的变化进行分 mite on metallurgical properties of sinter.fron Steel,2013,48 (3):15 析.微观结构均匀性的改善以及熔蚀状结构的发展使 (刘清才，张洋宾，兰苑培，等.轻烧白云石对烧结矿性能的 得烧结矿的强度逐渐提高，还原性最好的赤铁矿比例 影响.钢铁，2013,48(3)：15) 的下降导致烧结矿还原性的降低，骸晶状菱形赤铁矿 [7]Yu W T,Zuo H B,Zhang J L,et al.Study on metallurgical prop-工程科学学报，第 38 卷，第 7 期 酸钙发展，针状铁酸钙比例逐渐增加，赤铁矿结构由片状 向熔蚀状变化，铁酸钙结构由熔蚀状向针柱状改善． 图 6 为在 SiO2 质量分数为 4. 83% 和 5. 02% 的烧 结矿中观察到的分布在孔洞周围的骸晶状菱形赤铁 矿． 可以看到二者相比，SiO2 含量更高的烧结矿中骸 晶状赤铁矿已经开始熔散向熔蚀状赤铁矿发展． 另 外，在电镜下，SiO2 质量分数为 5. 51% 和 5. 77% 的烧 结矿中几乎没有观察到骸晶状赤铁矿的存在，但考虑 到较高 SiO2 含量的烧结矿中硅酸盐也较多，所以这种 矿物在低温 657 ℃以下的晶形膨胀粉化也会导致烧结 矿的粉化存在． 结合烧结矿微观结构与冶金性能的关系，根据上 述分析可以给出 SiO2 对烧结矿冶金性能影响的原因． SiO2 质量分数在 4. 83% ～ 5. 77% 逐渐增加时，微观结 构均匀性的改善以及熔蚀状结构的发展使得烧结矿的 强度逐渐提高，还原性最好的赤铁矿比例的下降导致 烧结矿还原性的降低，骸晶状菱形赤铁矿的消失使得 烧结矿的低温还原粉化得到遏制． 1—赤铁矿; 2—铁酸钙; 3—硅酸盐类渣相; 4—孔洞; 5—骸晶状菱形赤铁矿 图 6 SiO2 含量较低的烧结矿中骸晶状赤铁矿结构． ( a) w( SiO2 ) = 4. 83% 烧结矿; ( b) w( SiO2 ) = 5. 02% 烧结矿 Fig． 6 Skeletal crystalline hematite in sinter with low SiO2 content: ( a) sinter with 4. 83% SiO2 ( b) sinter with 5. 02% SiO2 3 结论 ( 1) 碱度 Ｒ 取 1. 8、1. 9 和 2. 0 三个水平，SiO2 质 量分数在 4. 8% ～ 5. 7% 逐渐增加时，烧结矿强度逐渐 提高，还原性有下降的趋势，低温还原粉化性能逐渐被 改善，SiO2 质量分数为 4. 8% 的烧结矿的低温还原粉 化性能仍为一级，说明含有 4. 8% SiO2 的烧结矿满足 生产要 求，生 产 中 SiO2 的 含 量 需 要 根 据 实 际 需 要 确定． ( 2) 软熔性能中，SiO2 质量分数在 4. 8% ～ 5. 4% 的范围内增加时，T10逐渐升高，升高幅度较高; 当 SiO2 质量分数在 5. 4% ～ 5. 7% 范围内增加时，T10呈现降低 趋势，碱度越高，降低趋势越平缓． SiO2 质量分数在 4. 8% ～ 5. 7% 变化时软化区间有变宽的趋势，趋势较 平缓． ( 3) 碱度 Ｒ = 2. 0，SiO2 质量分数在 4. 8% ～ 5. 7% 增加时，烧结矿微观结构的均匀性逐渐改善，主要黏结 相由赤铁矿向铁酸钙发展，铁酸钙比例逐渐增加，赤铁 矿结构由片状向熔蚀状变化，铁酸钙结构由熔蚀状向 针柱状改善，骸晶状菱形赤铁矿逐渐消失． ( 4) 在微观结构层面对冶金性能的变化进行分 析． 微观结构均匀性的改善以及熔蚀状结构的发展使 得烧结矿的强度逐渐提高，还原性最好的赤铁矿比例 的下降导致烧结矿还原性的降低，骸晶状菱形赤铁矿 的消失使得烧结矿的低温还原粉化得到遏制． 参 考 文 献 ［1］ Chu M S． Metallurgical Ｒaw Materials and Fuels and Auxiliary Materials． Beijing: Metallurgical Industry Press，2010 ( 储满生． 钢铁冶金原燃料及辅助材料． 北京: 冶金工业出版 社，2010) ［2］ Wang Z J，Gan M． Effects of CaO and SiO2 on the quality and yield of sinter． Sintering Pelletizing，2014，39( 6) : 12 ( 汪正杰，甘敏． CaO 和 SiO2 对烧结矿产质量的影响． 烧结球 团，2014，39( 6) : 12) ［3］ Barnaba P，Errigo V，Montomoli G． Ｒecent improvements in sin￾tering operation at Nuova Italsider． Ironmaking Proc，1983，42: 59 ［4］ Teaching and Ｒesearch Section of Pelletizing，Central South Uni￾versity of Mining and Metallurgy． Iron Ore Fines Agglomeration． Beijing: Metallurgical Industry Press，1978 ( 中南矿冶学院团矿教研室． 铁矿粉造块． 北京: 冶金工业出 版社，1978) ［5］ Zhou Q D，Kong L T． Iron Ore Agglomeration Theory and Tech￾nology． Beijing: Metallurgical Industry Press，1989 ( 周取定，孔令坛． 铁矿石造块理论及工艺． 北京: 冶金工业 出版社，1989) ［6］ Liu Q C，Zhang Y B，Lan Y P，et al． Effect of lightly fired dolo￾mite on metallurgical properties of sinter． Iron Steel，2013，48 ( 3) : 15 ( 刘清才，张洋宾，兰苑培，等． 轻烧白云石对烧结矿性能的 影响． 钢铁，2013，48( 3) : 15) ［7］ Yu W T，Zuo H B，Zhang J L，et al． Study on metallurgical prop- · 819 ·