·328 工程科学学报，第40卷，第3期 动性能.因此，可以通过FactSage软件计算不同 着铁矿粉中的Si0,质量分数由0增加至10%的过 Si0,或AL,0,含量铁矿粉配加15%质量分数的Ca0 程中，铁矿粉的液相流动性明显降低，流动性指数由 试剂条件下的液相生成量，结合式(3)以预测脉石 3.02降低至0.21水平.分析认为这是由于在固定 矿物含量对铁矿粉液相流动性能的影响. 试样中的Ca0配比情况下，随着SiO2含量的升高将 试验方案如表5所示，参考实际烧结矿中Si02 会导致有更多高熔点的硅酸盐矿物生成，液相生成 及AL,03含量，分别考察当铁矿粉中A山03质量分数 量减少，同时由于熔体中呈较强网状结构的SiO 恒定为2.0%，Si02质量分数由0~1.0%水平变化 增加，导致液相黏度增加，流动性减少 条件下的液相生成量，并计算对应的液相流动性指 数.与之相对应，计算恒定Si02质量分数为5.0%变 3.0 化AL,0,含量情况下的液相流动性指数，计算结果 2.5 如图9和图10所示. 2.0 表5不同脉石含量条件下的液相生成量计算方案（质量分数） Table 5 Calculation schemes of liquid phase content with different J-0.1247x+1.4705 R2-0.9951 gangue concentrations 年 1.0 铁矿粉化学成分 黏附粉化学成分 方案 05 Fe203 Si02 Al2O;Ca0 Fe203 Si02 Al203 S0A298.000.002.0015.0083.300.001.70 S2A296.002.002.0015.0081.601.701.70 2 铁矿粉中A1,0,质量分数/% S4A294.004.002.0015.0079.903.401.70 图10固定Si02质量分数为4.25%情况下A203含量对液相流 S6A292.006.002.0015.0078.205.101.70 动性的影响 S8A290.008.002.0015.0076.506.801.70 Fig.10 Effect of Al,O:content on liquid phase fluidity with fixed S10288.0010.002.0015.0074.808.501.70 Si0,content of 4.25% A1S594.00 500 1.00 15.0079.904.250.85 A2S593.00 由图10可知，当固定试样中的S0,含量水平， 5.00 2.00 15.0079.054.251.70 A3S592.005.00 3.0015.0078.204.252.55 改变AL,03质量分数由1%至6%的过程中，铁矿粉 A4s591.005.00 4.00 15.0077.354.253.40 的液相流动性指数略有增加.根据Scarlett等n叨的 A5S590.005.005.0015.0076.504.254.25 研究表明，A山0，降低了复合铁酸钙相的形成温度. A6$589.005.006.0015.0075.654.255.10 因此，提高A山2O,有利于提高液相量.同时根据 Sukenaga等n图的研究表明由于Al,0,作为一种典型 的两性氧化物，其对于铁酸钙基熔体的黏度影响要 3.0 远小于SiO,的影响，由此可以推测在一定程度上提 2.5 高A山，03含量对于液相黏度影响较小.同时，对比于 2.0 图9可知，S02含量对于铁矿粉液相流动性的影响 1 要远高于A山，0，含量对流动性的影响. y=-0.2837x+3.1687 1.0 R-0.9876 4结论 0.5 (1)采用固定Ca0配比与固定碱度的熔剂配加 0 方式下，铁矿粉的液相流动性规律不同.固定Ca0 0 4 10 配比条件下，对于相同的矿物类型铁矿粉而言，随着 铁矿粉中Si0,质量分数/% 脉石矿物含量的增加，铁矿粉的液相流动性指数降 图9固定A山204质量分数为1.7%情况下S02含量对液相流动 低.采用固定Ca0配比的方法更符合实际烧结过程 性的影响 中黏附粉层中不同铁矿粉的液相生成行为 Fig.9 Effect of Si0,content on liquid phase fluidity with fixed Al2O (2)通过热力学软件FactSage计算得到的理论 content of 1.7% 液相生成温度因未能考虑液相流动的动力学因素并 图9表明在固定试样中A山，03含量情况下，随 不能较好地表征铁矿旷粉在烧结温度条件下的液相流工程科学学报，第 40 卷，第 3 期 动性 能． 因 此，可 以 通 过 FactSage 软 件 计 算 不 同 SiO2或 Al2O3含量铁矿粉配加 15% 质量分数的 CaO 试剂条件下的液相生成量，结合式( 3) 以预测脉石 矿物含量对铁矿粉液相流动性能的影响． 试验方案如表 5 所示，参考实际烧结矿中 SiO2 及 Al2O3含量，分别考察当铁矿粉中 Al2O3质量分数 恒定为 2. 0% ，SiO2质量分数由 0 ～ 1. 0% 水平变化 条件下的液相生成量，并计算对应的液相流动性指 数． 与之相对应，计算恒定 SiO2质量分数为 5. 0% 变 化 Al2O3含量情况下的液相流动性指数，计算结果 如图 9 和图 10 所示． 表 5 不同脉石含量条件下的液相生成量计算方案( 质量分数) Table 5 Calculation schemes of liquid phase content with different gangue concentrations % 方案 铁矿粉化学成分 黏附粉化学成分 Fe2O3 SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 SiO2 Al2O3 S0A2 98. 00 0. 00 2. 00 15. 00 83. 30 0. 00 1. 70 S2A2 96. 00 2. 00 2. 00 15. 00 81. 60 1. 70 1. 70 S4A2 94. 00 4. 00 2. 00 15. 00 79. 90 3. 40 1. 70 S6A2 92. 00 6. 00 2. 00 15. 00 78. 20 5. 10 1. 70 S8A2 90. 00 8. 00 2. 00 15. 00 76. 50 6. 80 1. 70 S10A2 88. 00 10. 00 2. 00 15. 00 74. 80 8. 50 1. 70 A1S5 94. 00 5. 00 1. 00 15. 00 79. 90 4. 25 0. 85 A2S5 93. 00 5. 00 2. 00 15. 00 79. 05 4. 25 1. 70 A3S5 92. 00 5. 00 3. 00 15. 00 78. 20 4. 25 2. 55 A4S5 91. 00 5. 00 4. 00 15. 00 77. 35 4. 25 3. 40 A5S5 90. 00 5. 00 5. 00 15. 00 76. 50 4. 25 4. 25 A6S5 89. 00 5. 00 6. 00 15. 00 75. 65 4. 25 5. 10 图 9 固定 Al2O3质量分数为 1. 7% 情况下 SiO2 含量对液相流动 性的影响 Fig． 9 Effect of SiO2 content on liquid phase fluidity with fixed Al2 O3 content of 1. 7% 图 9 表明在固定试样中 Al2O3含量情况下，随 着铁矿粉中的 SiO2质量分数由 0 增加至 10% 的过 程中，铁矿粉的液相流动性明显降低，流动性指数由 3. 02 降低至 0. 21 水平． 分析认为这是由于在固定 试样中的 CaO 配比情况下，随着 SiO2含量的升高将 会导致有更多高熔点的硅酸盐矿物生成，液相生成 量减少，同时由于熔体中呈较强网状结构的 SiO4 － 4 增加［11］，导致液相黏度增加，流动性减少． 图 10 固定 SiO2质量分数为 4. 25% 情况下 Al2 O3 含量对液相流 动性的影响 Fig． 10 Effect of Al2 O3 content on liquid phase fluidity with fixed SiO2 content of 4. 25% 由图 10 可知，当固定试样中的 SiO2含量水平， 改变 Al2O3质量分数由 1% 至 6% 的过程中，铁矿粉 的液相流动性指数略有增加． 根据 Scarlett 等［17］的 研究表明，Al2O3降低了复合铁酸钙相的形成温度． 因此，提 高 Al2 O3 有利于提高液相量． 同时 根 据 Sukenaga 等［18］的研究表明由于 Al2O3作为一种典型 的两性氧化物，其对于铁酸钙基熔体的黏度影响要 远小于 SiO2的影响，由此可以推测在一定程度上提 高 Al2O3含量对于液相黏度影响较小． 同时，对比于 图 9 可知，SiO2含量对于铁矿粉液相流动性的影响 要远高于 Al2O3含量对流动性的影响． 4 结论 ( 1) 采用固定 CaO 配比与固定碱度的熔剂配加 方式下，铁矿粉的液相流动性规律不同． 固定 CaO 配比条件下，对于相同的矿物类型铁矿粉而言，随着 脉石矿物含量的增加，铁矿粉的液相流动性指数降 低． 采用固定 CaO 配比的方法更符合实际烧结过程 中黏附粉层中不同铁矿粉的液相生成行为． ( 2) 通过热力学软件 FactSage 计算得到的理论 液相生成温度因未能考虑液相流动的动力学因素并 不能较好地表征铁矿粉在烧结温度条件下的液相流 · 823 ·