黄柱成等：某低品位铁矿回转窑还原结圈物特性及其形成机制 ·687· 易聚集长大，形成片状.当液相冷凝时金属铁也作 炉料尤其是粉料与氧气接触会造成二次氧化，生成 为粘结相将球团相互粘结在一起，使得结圈异常致 Fe0(如图10(b)所示).由于Fe0存在，容易形成 密、坚硬，这就是结圈物形成铁相粘结的原因.而沿 低熔点物质Ca0-Si02-Fe0体系（如图10(c)所 着料层垂直方向，越接近底部，液相量越多，使得铁 示).生成的大量低熔点物质造成炉料软熔温度下 晶粒迁移的范围更宽，速度更快，从而聚集的铁也越 降，另一方面，喷煤在料面上剧烈燃烧造成料层局 多，这是沿垂直窑壁方向由上至下结圈物中的MFe 部温度过高，在两者的作用下产生了液相，液相将 含量逐渐增加的另一个原因 球团包裹起来并粘结在窑壁上，形成结圈（如图10 综上所述，得出了此次结圈的形成机制如图10 ()所示).同时，液相的形成促进了铁晶粒的迁 所示.炉料中存在一定量的粉料，包括球团破裂或 移，导致液相中有大量金属铁存在，金属铁紧紧地 磨剥形成的球团粉末以及窑头喷煤燃烧留下的煤灰 将相邻球团粘结在一起，形成金属铁相粘结，使得 (如图10(a)所示).在窑头区域，喷煤喷入窑头的 结圈物强度大大提高，导致结圈现象加剧（如图10 同时带入了大量空气，造成此区域变成氧化性气氛， (e)所示). b 金属化球团煤灰球团粉末 粉末产生FeO 回转窑窑壁 (e) (c) 形成金属铁相粘结 形成包美结图物粘结在窑壁上 生成低熔点物质 图10结圈形成过程原理图 Fig.10 Principle diagram of the ring formation process 2]Xu Y B,Deng J.Iron ore resources security countermeasures in 3 结论 our country.Land Res Inf,2006(6):37 (徐叶兵，邓军.我国铁矿资源保障对策探讨.国土资源情 (1)结圈物由还原球团和熔融包裹物组成，熔 报，2006(6)：37) 融包裹物作为粘结相将球团粘结在一起形成结圈： 3]Liu D.Status quo and analysis of China's iron ore import in recent 且沿着垂直窑壁方向由上至下，熔融包裹物、掺入的 years.Met Min,2009(1):12 煤灰和新生的金属铁逐渐增多，物料软熔温度逐渐 (刘动.近年我国进口铁矿石的现状与分析.金属矿山，2009 降低. (1):12) (2)煤灰易与球团粉末中的Fe0、SiO,生成钙铁 [4 Xie C X,Li H M,Wang R J,et al.Analysis of the quantity and distribution of the total identified iron resources in China and their 辉石和铁橄榄石等低熔点相，形成液相包裹. supply capability.Acta Geosci Sin,2009,30(3):387 (3)液相包裹物的存在促进了金属化球团间的 (谢承祥，李厚民，王瑞江，等。中国查明铁矿资源储量的数 铁晶粒迁移聚集，最终形成金属铁相粘结，加剧了结 量、分布及保障程度分析.地球学报，2009,30(3)：387) 圈现象. [5] Hou Z L.Current situation and potential of iron ore resources in China.Contr Geol Miner Res Res,2005,20(4):242 参考文献 (侯宗林.中国铁矿资源现状与潜力.地质找矿论丛，2005， 20(4):242) [Weng K Q.Analysis of iron ore demand growth and imports in [6]Zhu DQ,Chun TJ,Pan J.Mechanism of action of improving re- China.Port Economy,2005(6):46 duction on low grade hematite pellets by adding nucleating agent. (翁克勒.我国铁矿石需求量增长与进口量分析.港口经济， J Univ Sci Technol Beijing,2011,33(11):1325 2005(6):46) (朱德庆，春铁军，潘建.低品位赤铁矿球团成核剂强化还原黄柱成等: 某低品位铁矿回转窑还原结圈物特性及其形成机制 易聚集长大，形成片状． 当液相冷凝时金属铁也作 为粘结相将球团相互粘结在一起，使得结圈异常致 密、坚硬，这就是结圈物形成铁相粘结的原因． 而沿 着料层垂直方向，越接近底部，液相量越多，使得铁 晶粒迁移的范围更宽，速度更快，从而聚集的铁也越 多，这是沿垂直窑壁方向由上至下结圈物中的 MFe 含量逐渐增加的另一个原因． 综上所述，得出了此次结圈的形成机制如图 10 所示． 炉料中存在一定量的粉料，包括球团破裂或 磨剥形成的球团粉末以及窑头喷煤燃烧留下的煤灰 ( 如图 10( a) 所示) ． 在窑头区域，喷煤喷入窑头的 同时带入了大量空气，造成此区域变成氧化性气氛， 炉料尤其是粉料与氧气接触会造成二次氧化，生成 FeO( 如图 10( b) 所示) ． 由于 FeO 存在，容易形成 低熔点物质 CaO--SiO2 --FeO 体系( 如 图 10 ( c) 所 示) ． 生成的大量低熔点物质造成炉料软熔温度下 降，另一方面，喷煤在料面上剧烈燃烧造成料层局 部温度过高，在两者的作用下产生了液相，液相将 球团包裹起来并粘结在窑壁上，形成结圈( 如图 10 ( d) 所示) ． 同时，液相的形成促进了铁晶粒的迁 移，导致液相中有大量金属铁存在，金属铁紧紧地 将相邻球团粘结在一起，形成金属铁相粘结，使得 结圈物强度大大提高，导致结圈现象加剧( 如图 10 ( e) 所示) ． 图 10 结圈形成过程原理图 Fig． 10 Principle diagram of the ring formation process 3 结论 ( 1) 结圈物由还原球团和熔融包裹物组成，熔 融包裹物作为粘结相将球团粘结在一起形成结圈; 且沿着垂直窑壁方向由上至下，熔融包裹物、掺入的 煤灰和新生的金属铁逐渐增多，物料软熔温度逐渐 降低． ( 2) 煤灰易与球团粉末中的 FeO、SiO2生成钙铁 辉石和铁橄榄石等低熔点相，形成液相包裹． ( 3) 液相包裹物的存在促进了金属化球团间的 铁晶粒迁移聚集，最终形成金属铁相粘结，加剧了结 圈现象． 参 考 文 献 ［1］ Weng K Q． Analysis of iron ore demand growth and imports in China． Port Economy，2005( 6) : 46 ( 翁克勤． 我国铁矿石需求量增长与进口量分析． 港口经济， 2005( 6) : 46) ［2］ Xu Y B，Deng J． Iron ore resources security countermeasures in our country． Land Ｒes Inf，2006( 6) : 37 ( 徐叶兵，邓军． 我国铁矿资源保障对策探讨． 国土资源情 报，2006( 6) : 37) ［3］ Liu D． Status quo and analysis of China's iron ore import in recent years． Met Min，2009( 1) : 12 ( 刘动． 近年我国进口铁矿石的现状与分析． 金属矿山，2009 ( 1) : 12) ［4］ Xie C X，Li H M，Wang Ｒ J，et al． Analysis of the quantity and distribution of the total identified iron resources in China and their supply capability． Acta Geosci Sin，2009，30( 3) : 387 ( 谢承祥，李厚民，王瑞江，等． 中国查明铁矿资源储量的数 量、分布及保障程度分析． 地球学报，2009，30( 3) : 387) ［5］ Hou Z L． Current situation and potential of iron ore resources in China． Contr Geol Miner Ｒes Ｒes，2005，20( 4) : 242 ( 侯宗林． 中国铁矿资源现状与潜力． 地质找矿论丛，2005， 20( 4) : 242) ［6］ Zhu D Q，Chun T J，Pan J． Mechanism of action of improving re￾duction on low grade hematite pellets by adding nucleating agent． J Univ Sci Technol Beijing，2011，33( 11) : 1325 ( 朱德庆，春铁军，潘建． 低品位赤铁矿球团成核剂强化还原 · 786 ·