·188· 工程科学学报，第41卷，第2期 表5烧结矿冶金性能指标 Table 5 Metallurgical properties of sinters 类型 分布模式 低温粉化指数(RDL,a.5mm)/% 转鼓指数/%还原指数/% 碱度，R 第1类 均一状分布+其他结构 85.3 79.97 64.20 2.10 第2类 均一状分布+同心环状分布+其他结构 79.7 78.30 69.95 2.07 第3类 均一状分布+互嵌状分布+其他结构 54.8 79.01 84.60 1.81 充足的黏结相，导致其矿相结构成为了赤铁矿粒状 模式.均一状的矿相结构形成于温度较高、还原性 结构较多的互嵌状，而第一类、第二类烧结矿碱度相 较强和混料均匀的稳定条件之中，主要为交织熔蚀- 近且指数较高，其矿相结构分布模式分别为交织熔 熔蚀结构. 蚀结构发育的均一状和同心环状.A山，O,可以促进 (2)同心环状分布的矿相结构从外部带到内部 赤铁矿的发育，使赤铁矿单颗粒结合为片状的结晶 带依次为交织熔蚀结构、熔蚀结构和赤铁矿粒状结 态，集中了相变应力的爆发并增加了赤铁矿的含 构，多以独立单元的形式出现，其所在区域工艺条件 量[4)，也就导致了从第一类到第三类烧结矿低温粉 的恶化并不会对烧结矿总体的结构和冶金性能造成 化指数逐渐恶化、还原性却逐渐升高的现象 太大影响.交织熔蚀结构、赤铁矿粒状结构和铁酸 三类烧结矿矿相结构虽然分布模式不同，但主 钙聚集区交叉形成的互嵌状矿相结构易成片出现， 要是由交织熔蚀结构和赤铁粒状结构构成，交织熔 其所在区域工艺条件的恶化会对烧结矿总体的结构 蚀结构中的铁酸钙像编织的网一样“焊接”着粒状 和冶金性能造成较大影响，这种恶化可能由温度较 磁铁矿，粒状结构中的赤铁矿相较磁铁矿、铁酸钙而 低、气流不稳定和混料不均匀等因素造成 言显微硬度最大，各矿物的交织穿插和单矿物的高 (3)冶金性能分析显示，第1、2类烧结矿冶金 硬度决定了良好的转鼓指数[1s-]:赤铁矿向磁铁矿 性能指标良好，具有互嵌状分布模式的第3类烧结 还原的过程中品格膨胀25%，引起低温还原粉化的 矿由于矿相结构的不均匀，冶金性能相对较差.建 发生[].同心环状分布模式中的粒状赤铁矿被熔蚀 议在烧结生产时，注意控制布料的均匀性和气氛的 结构和交织熔蚀结构呈环状包裹，品格膨胀所产生 稳定性，以避免第3类烧结矿的出现，保证烧结矿具 的应力被均匀释放.互嵌状分布模式中的赤铁矿粒 有良好的冶金性能. 状结构与交织熔蚀结构呈交叉状，晶格膨胀所产生 的应力集中于交叉点，且其赤铁矿含量高于同心环 参考文献 状矿相结构，造成第2类烧结矿比第3类烧结矿低 [1]Wang H F,Pei Y D,Zhang C X,et al.Green development of 温还原粉化指数要好：较高的赤铁矿含量造成第3 sintering/pellet procedure in China iron and steel industry.fron 类烧结矿还原性最好，第1类烧结矿赤铁矿含量较 Steel,2016,51(1):1 少，且以微气孔为主，还原性最差.同时，三类烧结 (王海风，裴元东，张春霞，等.中国钢铁工业烧结/球团工序 矿中“其他结构”的含量依次为第1类<第2类< 绿色发展工程科技战略及对策.钢铁，2016,51(1)：1) 第3类，说明矿相结构的不均匀度依次增大.“其他 [2]Zhang J L,Liu D H,Wang X L,et al.Research status develop- ment trend of chemical composition control of sinter.Sintering Pel- 结构”主要由赤铁矿骸晶结构、磁铁矿粒状和斑状 letizing,2017,42(4):1 结构所组成，骸品赤铁矿由于其内部充填有硅酸盐 (张建良，刘东辉，王筱留，等.烧结矿化学成分控制现状及 物质，还原时会导致相变应力不一，造成更大的还原 发展方向.烧结球团，2017,42(4)：1) 粉化；斑状和粒状结构的胶结相不发育，微气孔分布 [3]Ren Y F.Lithofucies and Metallography of Iron and Steel.Bei- 很少，不利于还原性的改善.综上所述，第1、2类烧 jing:Metallurgical Industry Press,1982 (任允芙.钢铁治金岩相矿相学.北京：冶金工业出版社， 结矿冶金性能指标良好，第3类烧结矿冶金性能相 1982) 对较差 [4]Ren P S,Yan L J.Influence of mineral composition and micro- structure on sinter quality.Baosteel Technol,1997(2):39 5结论 (任佩珊，闫丽娟.矿物组成及显微结构对烧结矿质量的彩 (1)基于烧结矿矿相结构的非均性，发现第1 响.宝钢技术，1997(2)：39) [5]Wang W,Deng M,Xu R S,et al.Three dimensional structure 类、第2类、第3类这三类烧结矿的矿相结构在空间 and micro-mechanical properties of iron ore sinter.ron Steel Res 上依次具有“均一状、同心环状、互嵌状”三种分布 t,2017,24(10):998工程科学学报,第 41 卷,第 2 期 表 5 烧结矿冶金性能指标 Table 5 Metallurgical properties of sinters 类型 分布模式 低温粉化指数(RDI + 3郾 15 mm ) / % 转鼓指数/ % 还原指数/ % 碱度,R 第 1 类 均一状分布 + 其他结构 85郾 3 79郾 97 64郾 20 2郾 10 第 2 类 均一状分布 + 同心环状分布 + 其他结构 79郾 7 78郾 30 69郾 95 2郾 07 第 3 类 均一状分布 + 互嵌状分布 + 其他结构 54郾 8 79郾 01 84郾 60 1郾 81 充足的黏结相,导致其矿相结构成为了赤铁矿粒状 结构较多的互嵌状,而第一类、第二类烧结矿碱度相 近且指数较高,其矿相结构分布模式分别为交织熔 蚀结构发育的均一状和同心环状. Al 2 O3 可以促进 赤铁矿的发育,使赤铁矿单颗粒结合为片状的结晶 态,集中了相变应力的爆发并增加了赤铁矿的含 量[14] ,也就导致了从第一类到第三类烧结矿低温粉 化指数逐渐恶化、还原性却逐渐升高的现象. 三类烧结矿矿相结构虽然分布模式不同,但主 要是由交织熔蚀结构和赤铁粒状结构构成,交织熔 蚀结构中的铁酸钙像编织的网一样“焊接冶 着粒状 磁铁矿,粒状结构中的赤铁矿相较磁铁矿、铁酸钙而 言显微硬度最大,各矿物的交织穿插和单矿物的高 硬度决定了良好的转鼓指数[15鄄鄄17] ;赤铁矿向磁铁矿 还原的过程中晶格膨胀 25% ,引起低温还原粉化的 发生[3] . 同心环状分布模式中的粒状赤铁矿被熔蚀 结构和交织熔蚀结构呈环状包裹,晶格膨胀所产生 的应力被均匀释放. 互嵌状分布模式中的赤铁矿粒 状结构与交织熔蚀结构呈交叉状,晶格膨胀所产生 的应力集中于交叉点,且其赤铁矿含量高于同心环 状矿相结构,造成第 2 类烧结矿比第 3 类烧结矿低 温还原粉化指数要好;较高的赤铁矿含量造成第 3 类烧结矿还原性最好,第 1 类烧结矿赤铁矿含量较 少,且以微气孔为主,还原性最差. 同时,三类烧结 矿中“其他结构冶的含量依次为第 1 类 < 第 2 类 < 第 3 类,说明矿相结构的不均匀度依次增大. “其他 结构冶主要由赤铁矿骸晶结构、磁铁矿粒状和斑状 结构所组成,骸晶赤铁矿由于其内部充填有硅酸盐 物质,还原时会导致相变应力不一,造成更大的还原 粉化;斑状和粒状结构的胶结相不发育,微气孔分布 很少,不利于还原性的改善. 综上所述,第 1、2 类烧 结矿冶金性能指标良好,第 3 类烧结矿冶金性能相 对较差. 5 结论 (1)基于烧结矿矿相结构的非均性,发现第 1 类、第 2 类、第 3 类这三类烧结矿的矿相结构在空间 上依次具有“均一状、同心环状、互嵌状冶 三种分布 模式. 均一状的矿相结构形成于温度较高、还原性 较强和混料均匀的稳定条件之中,主要为交织熔蚀鄄鄄 熔蚀结构. (2)同心环状分布的矿相结构从外部带到内部 带依次为交织熔蚀结构、熔蚀结构和赤铁矿粒状结 构,多以独立单元的形式出现,其所在区域工艺条件 的恶化并不会对烧结矿总体的结构和冶金性能造成 太大影响. 交织熔蚀结构、赤铁矿粒状结构和铁酸 钙聚集区交叉形成的互嵌状矿相结构易成片出现, 其所在区域工艺条件的恶化会对烧结矿总体的结构 和冶金性能造成较大影响,这种恶化可能由温度较 低、气流不稳定和混料不均匀等因素造成. (3)冶金性能分析显示,第 1、2 类烧结矿冶金 性能指标良好,具有互嵌状分布模式的第 3 类烧结 矿由于矿相结构的不均匀,冶金性能相对较差. 建 议在烧结生产时,注意控制布料的均匀性和气氛的 稳定性,以避免第 3 类烧结矿的出现,保证烧结矿具 有良好的冶金性能. 参 考 文 献 [1] Wang H F, Pei Y D, Zhang C X, et al. Green development of sintering / pellet procedure in China iron and steel industry. Iron Steel, 2016, 51(1): 1 (王海风, 裴元东, 张春霞, 等. 中国钢铁工业烧结/ 球团工序 绿色发展工程科技战略及对策. 钢铁, 2016, 51(1): 1) [2] Zhang J L, Liu D H, Wang X L, et al. Research status develop鄄 ment trend of chemical composition control of sinter. Sintering Pel鄄 letizing, 2017, 42(4): 1 (张建良, 刘东辉, 王筱留, 等. 烧结矿化学成分控制现状及 发展方向. 烧结球团, 2017, 42(4): 1) [3] Ren Y F. Lithofacies and Metallography of Iron and Steel. Bei鄄 jing: Metallurgical Industry Press, 1982 (任允芙. 钢铁冶金岩相矿相学. 北京: 冶金工业出版社, 1982) [4] Ren P S, Yan L J. Influence of mineral composition and micro鄄 structure on sinter quality. Baosteel Technol, 1997(2): 39 (任佩珊, 闫丽娟. 矿物组成及显微结构对烧结矿质量的影 响. 宝钢技术, 1997(2): 39) [5] Wang W, Deng M, Xu R S, et al. Three dimensional structure and micro鄄mechanical properties of iron ore sinter. J Iron Steel Res Int, 2017, 24(10): 998 ·188·