D0I:10.13374/i.issn1001053x.2005.02.042 第27卷第2期 北京科技大学学报 Vol.27 No.2 2005年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2005 铁矿粉烧结粘结相自身强度特性 吴胜利杜建新马洪斌张作程陈辉 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083 摘要在铁矿粉烧结过程中，熔化的矿粉在冷却过程中起着粘结周围未熔矿粉的作用，因 此这一粘结相的自身强度是衡量烧结矿固结状况的重要指标之一.运用这一新概念，以八种 常用的铁矿粉为对象，在固定温度、改变碱度的条件下进行了粘结相自身强度特性的实验研 究，并对影响铁矿粉粘结相自身强度的因素进行了理论分析，结果表明：不同种类的铁矿粉 由于其自身特性的不同，所生成的烧结粘结相的强度以及随二元碱度的变化规律有明显差 异.以此可以作为烧结优化配矿的重要技术依据， 关键词铁矿粉；烧结；粘结相自身强度特性；配矿 分类号TF046.4 “铁矿粉烧结基础特性”新概念中的同化性 粉，按照不同的烧结二元碱度，与CaO混合后压 描述了铁矿粉在烧结过程中生成低熔点液相的 制成小饼试样：然后根据微型烧结法设定的升温 能力；液相流动特性描述了铁矿粉在烧结过程 曲线和烧结气氛，将小饼试样放入微型烧结实验 中生成的液相的有效粘结范围).这两项指标的 装置中焙烧：实验结束后取出烧结小饼，使用抗 结合，可以全面、真切地反映出铁矿粉在烧结过 压强度测定仪检测其抗压强度，本研究中试样的 程中对粘结相数量的贡献程度.足够的粘结相数 抗压强度定义为单个烧成后试样小饼压溃时所 量是烧结矿固结的基础，但是，粘结相自身质量 承受的压力， 亦是非常重要因素.如何评价铁矿粉在烧结过 主要的实验设备是微型烧结装置，它由红外 程中对粘结相质量的影响，是本文深入研究的问 线快速高温炉以及温控仪等设备组成，实验装置 题.本文研究的铁矿粉粘结相自身强度特性，表 与文献[2]相同，用于测量试样小饼抗压强度的 征了铁矿粉在烧结过程中形成的液相在冷却过 测定仪如图1所示.实验所使用的铁矿粉的化学 程中生成的粘结相对其周围的核矿石进行有效 成分列于表l.实验所用的CaO为分析纯试剂，根 固结的能力，它对烧结矿固结强度有着非常重要 -1 抗压强度测试仪 的影响.不同种类的铁矿粉由于自身特性的不 同，在烧结过程中生成的粘结相的自身强度特性 8.8.g 也会有很大差异.可以通过配矿设计来把握烧结 单位：N 粘结相的自身强度.因此，掌握各种铁矿粉的粘 结相自身强度特性，对实施烧结优化配刊矿旷以及提 高烧结生产各项技术经济指标具有重要的意义. 1实验方法 本实验采用微型烧结法，测定粘附粉试样小 加压 卸压 6 饼烧结后的抗压强度，以此评价铁矿粉粘结相自 身强度，实验方法要点是：针对需要考察的铁矿 1一数字显示面板；2一锁定/释放按钮：3一压力传感器； 收稿日期：20040426修回日期：200408-31 4试样台；5一加压按钮；6一卸压按细 基金项目：国家自然科学基金资助课题No.50074005) 图1抗压强度检测装置图 作者简介：吴胜利(1955一，男，教授，博士 Fig.1 Compressive strength measure instrument第 7卷 第2 期 2 年2 0 0 5月 4 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i ty o f s e i e n c e a n d Te o e h n o l g y B e ji g in 心 V 1 . 7 o 2 N 一 2 A P r. 20 0 5 铁矿粉烧结粘结相 自身强度特性 吴 胜 利 杜 建新 马 洪 斌 张作程 陈 辉 北 京科 技大 学冶金 与生 态工 程 学 院 , 北 京 10 0 0 83 摘 要 在 铁矿 粉烧 结过 程 中 , 熔 化 的矿粉 在冷 却过 程 中起着粘 结 周围 未熔矿 粉 的作用 , 因 此 这一 粘结 相 的 自身 强度 是衡量 烧结 矿 固结状 况 的重要 指标 之一 运 用 这一新 概念 , 以 八种 常 用 的铁矿粉 为对 象 , 在 固定温度 、 改变 碱度 的 条件 下进行 了粘 结相 自身 强度特 性 的实验 研 究 , 并 对影 响铁矿 粉粘 结 相 自身强度 的 因 素进 行 了理论 分析 . 结 果表 明 : 不 同种 类 的铁矿 粉 由于其 自身特 性 的不 同 , 所生 成 的烧 结 粘结相 的强度 以及 随二元 碱度 的变 化 规律有 明显 差 异 . 以此 可 以作 为烧 结优 化 配矿 的重 要技 术依 据 . 关 键词 铁矿 粉 ; 烧 结 ; 粘 结相 自身 强度 特性 ; 配 矿 分 类号 T F 0 4 6 、 4 “ 铁矿 粉烧 结基 础特 性 ” 新 概念 ,日中 的 同化 性 描 述 了铁矿 粉 在 烧 结 过程 中生 成 低熔 点液 相 的 能力 `2 , ; 液相 流动 特 性描 述 了铁 矿 粉在 烧 结过 程 中生 成 的液相 的有 效粘 结 范 围 `3 , . 这两 项 指标 的 结合 , 可 以全 面 、 真切 地 反 映 出铁 矿粉 在烧 结过 程 中对 粘结 相数 量 的贡献 程 度 . 足够 的粘 结相 数 量是烧 结矿 固 结 的基础 . 但 是 , 粘 结相 自身质 量 亦是 非常 重 要 因素 `4] . 如 何评 价 铁 矿粉 在烧 结 过 程 中对 粘 结相质 量 的影 响 , 是本 文深 入研 究 的 问 题 . 本 文研 究 的铁 矿 粉粘 结 相 自身 强度 特 性 , 表 征 了铁 矿 粉在 烧 结 过 程 中形 成 的液 相 在冷 却 过 程 中 生成 的粘 结相 对 其 周 围 的核 矿 石 进 行有 效 固结 的能 力 , 它对 烧结 矿 固结 强度有 着 非常 重要 的 影 响 . 不 同种 类 的铁 矿粉 由于 自身 特 性 的不 同 , 在烧 结过 程 中生成 的粘 结相 的 自身 强度特 性 也会 有很 大差 异 . 可 以通过 配矿 设 计来 把握烧 结 粘 结相 的 自身强度 . 因 此 , 掌握 各 种铁 矿 粉 的粘 结相 自身 强度 特性 , 对 实施 烧 结优 化配 矿 以及提 高烧 结 生产各 项技 术经 济 指标 具有重 要 的意 义 . 粉 , 按照 不 同的 烧 结二 元碱 度 , 与 C a O 混合 后压 制 成小 饼试 样 ; 然后 根据 微 型烧 结法 设定 的升温 曲线和 烧 结气氛 , 将 小饼 试 样放 入微 型烧 结实验 装 置 中焙 烧 ; 实 验 结束 后 取 出烧 结小 饼 , 使 用抗 压 强度 测 定仪检 测其 抗压 强度 . 本研 究 中试 样 的 抗 压 强 度 定义 为单 个烧 成后 试 样 小饼 压 溃 时所 承 受 的压 力 . 主 要 的实验 设 备是 微 型烧 结装 置 , 它 由红外 线 快速 高温 炉 以及温 控仪 等 设备 组成 , 实验 装置 与文 献 2[ 1 相 同 , 用 于测 量 试样 小饼 抗 压强 度 的 测 定 仪如 图 1 所 示 . 实验 所 使用 的铁 矿 粉 的化 学 成分 列于 表 1 . 实验 所用 的 C a O 为 分析 纯试 剂 . 根 1 实验 方 法 本实 验采 用微 型 烧结 法 , 测 定粘 附 粉试 样 小 饼烧 结后 的抗 压 强度 , 以此评 价铁 矿粉 粘 结相 自 身 强度 . 实验 方 法要 点是 : 针 对 需要 考 察 的铁矿 收稿 日期 : 2 0 4 -0 4 一 2 6 修 回 日期 : 2 0 4刊 )8刁 1 基 金项 目 : 国家 自然 科学 基金 资助课 题困 。 . 5 0 74 0 5) 作者 简介 : 吴 胜利 ( 19 5 5一) , 男 , 教授 , 博士 ~ ~ 逾断 ~ 日 . 日 . 日 . 日 . 单位 : N 甘 、 / 产 - 画 画回一一 1一数字显 示面 板; 2一锁 定 /释放 按钮 ; 3一压 力传感 器; 礴一试 样 台; 5一加 压按钮 ; 6 一 - 卸压 按钮 图 1 抗压 强度检测装 i 图 F ig . 1 C o m P re s , 钾 e s t比 n gt b m e a s u 比 i n s tr u ln e n t DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 02. 042