吴胜利等：铁矿粉液相流动性的主要液相生成特征因素解析 ·327· 综上所述，烧结温度条件下的液相生成量是影 表4各方案的混匀矿液相生成量与配合性液相生成量计算结果 响铁矿粉液相流动性的最主要液相生成特征因素， (质量分数) 并且铁矿粉的液相生成质量分数(LPC)与液相流动 Table 4 Computation results of MLC and SLC % 性指数(FLP)之间呈较好的线性相关关系，如拟合 编号 配合方案 MLC 绝对差相对差 式(3)所示. 01-1 250I+750B 81.65 80.93 0.72 0.88 FLP=0.069LPC-3.7424 (3) 01-2 250I+750C75.3474.31 1.04 1.38 3.3铁矿粉液相流动性配合性机制解析 0I-3 250I+750E 82.64 81.86 0.78 0.95 铁矿粉液相流动性的配合性主要是指一定搭配 04 250I+750F66.6461.37 5.27 1.92 比例条件下若干种铁矿粉组成的混合矿的液相流动 01-5 500I+500B 82.9981.67 1.31 1.58 性与单种矿液相流动性之间所存在的线性相关关 0I6 500I+500C 79.0677.251.80 2.28 系，并以此表示基于液相流动性的铁矿粉配合特征 01-7 500I+500E 83.68 82.29 1.39 1.66 根据上文所述，铁矿粉的液相流动性与计算得到的 018 500I+500F 73.3968.634.76 2.86 液相生成量具有较好的线性相关关系.因此，本节 019 750I+250B84.1482.41 1.73 2.06 将基于这一研究结果从铁矿粉的热力学液相生成量 0-10 750I+250C 82.34 80.20 2.13 2.59 的角度解析多种铁矿粉液相流动性的配合性 0I-11 750I+250E 84.4982.72 1.77 2.10 任何由n种铁矿粉所构成的混匀矿可以理解为 0-12 750I+250F 79.69 75.89 3.80 3.10 由一种要配入的铁矿粉及其余n-1种铁矿粉混合 OB-1 250B+750C73.4673.57-0.11-0.15 构成.因此，可以将多种矿配合模型抽象成两种铁 0B-2 250B+750E 81.2481.12 0.12 0.15 矿粉的配合模型.针对于本研究的9种铁矿粉，按 OB-3 250B+750F 64.4860.63 3.85 -0.22 液相流动性指数特征、矿物类型及企业实际使用情 OB-4 500B+500C 75.69 75.78 -0.09 -0.12 况筛选出5种代表性的主流铁矿粉作为流动性配合 0B-5 500B+500E80.9480.810.13 0.16 性计算的研究对象，它们分别是超高流动性铁矿粉 0B6 500B+500F 69.56 67.15 2.41 -0.35 OI(FLP≥2.5)、高流动性铁矿粉OE(1.5<FLP≤ OB-7 750B+250C 77.9677.99 -0.03 -0.04 2.5)、中等流动性铁矿粉0B和OC(0.6<FLP≤ OB-8 750B+250E 80.56 80.50 0.06 0.07 1.5)及低流动性铁矿粉OF(FLP≤0.6).这5种铁 0B-9750B+250F 74.8073.671.13 -0.27 矿粉按5水平质量比排列组合.根据配合性的概 0C-H1 250C+750E 79.1478.91 0.23 0.29 念，定义由两种铁矿粉均匀混合后所构成的“新矿 0C-2 250C+750F62.3658.42 3.94 -0.07 粉的化学成分”所计算得到的液相生成量为混合矿 0C-3 500C+500E 76.73 76.39 0.34 0.45 液相生成质量分数(MLC);定义由各单种矿液相生 0C4 500C+500F 65.3362.73 2.60 -0.09 成质量分数线性叠加计算所得到的混合矿液相量为 0C-5 750C+250E 74.0973.88 0.21 0.29 配合性液相生成质量分数(SLC).各方案的混匀矿 0C6 750C+250F68.3167.05 1.27 -0.09 液相生成质量分数及配合性液相生成质量分数的计 0E-1250E+750F65.3760.944.440.68 算结果列于表4中 0E-2 500E+500F 70.97 67.77 3.21 0.77 由表4可以看出，各方案的混匀矿液相生成量 0E-3 750E+250F76.3074.601.700.49 与配合性液相生成量较为相符，最大相对差仅为 3.10%.基于这一认识不难理解铁矿粉液相流动特 此，这些更为深入的动力学因素仍需要试验进一步 性之间的配合性机制，当多种铁矿粉物理混合使用 研究解析. 时并未实质性的改变单体矿粉颗粒的性质，在微观 3.4脉石矿物含量对于铁矿粉液相流动性的影响 层面上依然可以将其视为不同铁矿粉与熔剂发生反 随着铁矿粉资源的不断消耗，铁矿粉劣质化现 应，从而使得铁矿粉液相生成量具有线性加和性的 象日趋明显.近年来，一些钢铁企业尝试选择性的 配合性关系.需要说明的是热力学计算在一定程度 使用高脉石(Si0,或AL,03)含量铁矿粉以降低成本 上虽然可以表征铁矿粉的液相流动性，但由于热力 压力.了解铁矿粉的烧结高温特性，通过调节适宜 学计算并未能考虑动力学方面的影响，且不同铁矿 的配矿和工艺制度有利于这些矿粉被更好的使用， 粉之间可能会存在交互作用从而促进或抑制彼此之 从而实现降本增效的目标.根据上述分析可知，铁 间的反应进程，导致液相生成量加和性的偏差.因 矿粉的液相生成量可以较好的表征铁矿粉的液相流吴胜利等: 铁矿粉液相流动性的主要液相生成特征因素解析 综上所述，烧结温度条件下的液相生成量是影 响铁矿粉液相流动性的最主要液相生成特征因素， 并且铁矿粉的液相生成质量分数( LPC) 与液相流动 性指数( FLP) 之间呈较好的线性相关关系，如拟合 式( 3) 所示． FLP = 0. 069LPC － 3. 7424 ( 3) 3. 3 铁矿粉液相流动性配合性机制解析 铁矿粉液相流动性的配合性主要是指一定搭配 比例条件下若干种铁矿粉组成的混合矿的液相流动 性与单种矿液相流动性之间所存在的线性相关关 系，并以此表示基于液相流动性的铁矿粉配合特征． 根据上文所述，铁矿粉的液相流动性与计算得到的 液相生成量具有较好的线性相关关系． 因此，本节 将基于这一研究结果从铁矿粉的热力学液相生成量 的角度解析多种铁矿粉液相流动性的配合性． 任何由 n 种铁矿粉所构成的混匀矿可以理解为 由一种要配入的铁矿粉及其余 n － 1 种铁矿粉混合 构成． 因此，可以将多种矿配合模型抽象成两种铁 矿粉的配合模型． 针对于本研究的 9 种铁矿粉，按 液相流动性指数特征、矿物类型及企业实际使用情 况筛选出 5 种代表性的主流铁矿粉作为流动性配合 性计算的研究对象，它们分别是超高流动性铁矿粉 OI( FLP≥2. 5) 、高流动性铁矿粉 OE( 1. 5 ＜ FLP≤ 2. 5) 、中等流动性铁矿粉 OB 和 OC( 0. 6 ＜ FLP≤ 1. 5) 及低流动性铁矿粉 OF( FLP≤0. 6) ． 这 5 种铁 矿粉按 5 水平质量比排列组合． 根据配合性的概 念，定义由两种铁矿粉均匀混合后所构成的“新矿 粉的化学成分”所计算得到的液相生成量为混合矿 液相生成质量分数( MLC) ; 定义由各单种矿液相生 成质量分数线性叠加计算所得到的混合矿液相量为 配合性液相生成质量分数( SLC) ． 各方案的混匀矿 液相生成质量分数及配合性液相生成质量分数的计 算结果列于表 4 中． 由表 4 可以看出，各方案的混匀矿液相生成量 与配合性液相生成量较为相符，最大相对差仅为 3. 10% ． 基于这一认识不难理解铁矿粉液相流动特 性之间的配合性机制，当多种铁矿粉物理混合使用 时并未实质性的改变单体矿粉颗粒的性质，在微观 层面上依然可以将其视为不同铁矿粉与熔剂发生反 应，从而使得铁矿粉液相生成量具有线性加和性的 配合性关系． 需要说明的是热力学计算在一定程度 上虽然可以表征铁矿粉的液相流动性，但由于热力 学计算并未能考虑动力学方面的影响，且不同铁矿 粉之间可能会存在交互作用从而促进或抑制彼此之 间的反应进程，导致液相生成量加和性的偏差． 因 表 4 各方案的混匀矿液相生成量与配合性液相生成量计算结果 ( 质量分数) Table 4 Computation results of MLC and SLC % 编号 配合方案 MLC SLC 绝对差 相对差 OI--1 25 OI + 75 OB 81. 65 80. 93 0. 72 0. 88 OI--2 25 OI + 75 OC 75. 34 74. 31 1. 04 1. 38 OI--3 25 OI + 75 OE 82. 64 81. 86 0. 78 0. 95 OI--4 25 OI + 75 OF 66. 64 61. 37 5. 27 1. 92 OI--5 50 OI + 50 OB 82. 99 81. 67 1. 31 1. 58 OI--6 50 OI + 50 OC 79. 06 77. 25 1. 80 2. 28 OI--7 50 OI + 50 OE 83. 68 82. 29 1. 39 1. 66 OI--8 50 OI + 50 OF 73. 39 68. 63 4. 76 2. 86 OI--9 75 OI + 25 OB 84. 14 82. 41 1. 73 2. 06 OI--10 75 OI + 25 OC 82. 34 80. 20 2. 13 2. 59 OI--11 75 OI + 25 OE 84. 49 82. 72 1. 77 2. 10 OI--12 75OI + 25 OF 79. 69 75. 89 3. 80 3. 10 OB--1 25 OB + 75OC 73. 46 73. 57 － 0. 11 － 0. 15 OB--2 25 OB + 75 OE 81. 24 81. 12 0. 12 0. 15 OB--3 25 OB + 75 OF 64. 48 60. 63 3. 85 － 0. 22 OB--4 50OB + 50 OC 75. 69 75. 78 － 0. 09 － 0. 12 OB--5 50 OB + 50 OE 80. 94 80. 81 0. 13 0. 16 OB--6 50OB + 50 OF 69. 56 67. 15 2. 41 － 0. 35 OB--7 75 OB + 25 OC 77. 96 77. 99 － 0. 03 － 0. 04 OB--8 75 OB + 25 OE 80. 56 80. 50 0. 06 0. 07 OB--9 75 OB + 25 OF 74. 80 73. 67 1. 13 － 0. 27 OC--1 25 OC + 75 OE 79. 14 78. 91 0. 23 0. 29 OC--2 25 OC + 75 OF 62. 36 58. 42 3. 94 － 0. 07 OC--3 50 OC + 50 OE 76. 73 76. 39 0. 34 0. 45 OC--4 50 OC + 50 OF 65. 33 62. 73 2. 60 － 0. 09 OC--5 75 OC + 25 OE 74. 09 73. 88 0. 21 0. 29 OC--6 75 OC + 25 OF 68. 31 67. 05 1. 27 － 0. 09 OE--1 25 OE + 75 OF 65. 37 60. 94 4. 44 0. 68 OE--2 50 OE + 50 OF 70. 97 67. 77 3. 21 0. 77 OE--3 75 OE + 25 OF 76. 30 74. 60 1. 70 0. 49 此，这些更为深入的动力学因素仍需要试验进一步 研究解析． 3. 4 脉石矿物含量对于铁矿粉液相流动性的影响 随着铁矿粉资源的不断消耗，铁矿粉劣质化现 象日趋明显． 近年来，一些钢铁企业尝试选择性的 使用高脉石( SiO2或 Al2O3 ) 含量铁矿粉以降低成本 压力． 了解铁矿粉的烧结高温特性，通过调节适宜 的配矿和工艺制度有利于这些矿粉被更好的使用， 从而实现降本增效的目标． 根据上述分析可知，铁 矿粉的液相生成量可以较好的表征铁矿粉的液相流 · 723 ·