氧化镁对高碱度烧结矿相变及冶金性能的影响

添加时间: 2015-4-23 16:42:27 点击数:

　在烧结矿中加入氧化镁，其目的在于优化渣的性能。高炉用含镁渣操作可改进冶炼技术指标，扩大稳定渣范围，提高渣的脱硫能力，从而保证高炉平稳运行。这一切*终使高炉固体燃料消耗*低，铁的质量更高。据先前研究已知，在Ca/SiO2

　　碱度1．2～1．4之间的烧结矿中，镁进入橄榄石成分的铁硅酸盐粘合剂里，取代铁，形成Ca(Mg，Fe)SiO4固溶体。在橄榄石相组织中FeO被MgO代替的过程使含镁烧结矿中渣熔体的铁含量减少，而使其氧化铁含量增加，从而促进烧结矿可还原性提高。

　　但碱度达到1．6的含镁烧结矿与低碱度烧结矿(Ca/SiO2为1．2)不同，其矿物成分较复杂，经用光学分析证明，由四相组成。这四相是磁铁矿、铝硅铁酸钙SFCA－CaO－SiO2－Al2O3－Fe2O3系变成分固溶体、硅酸二钙及玻璃相。这样相成分的烧结矿由于产生硅酸二钙，强度指数很低，致使冷却成品烧结矿发生大量破损。众所周知，任何一种铁矿石原料碱度的增高都会导致其相成分的渐变。低碱度铁矿石原料在其碱度增高至1．4时，其硅酸盐粘合剂变成铁酸盐粘合剂，没有中间相的形成，而硅酸盐及铝硅铁酸盐这两个中间相却都是烧结矿的强度载体。

　　在MgO含量不多的高自熔性烧结矿的烧结过程中，当固体燃料从燃烧区通过后，立刻在磁铁矿颗粒与硅酸铁熔体冷却部分相接处形成铝硅铁酸盐相晶体，同时有磁铁矿中的铁及熔体渣分(CaO、SiO2及Al2O3)进入SFCA，产生铝硅铁酸钙，成为烧成的烧结矿的强度载体。

　　在高碱度含镁较多的烧结矿中，磷铁被镁磁铁矿所代替，成为主矿物相，铁酸盐形成的进展受到限制，因为镁磁铁矿不能像磁铁矿那样为SFCA形成提供其所需的铁；同时，镁磁铁矿晶体成分中镁越多、铁越少，那么矿石相与熔体相相接处铁酸盐形成进程就越慢，残余硅酸盐熔体的碱度就越高，这是因为该熔体的渣分不会再耗用到铝硅铁酸钙的形成上。这也是烧结混合料中添加较多MgO时，各矿物相数量比例发生改变的根本原因。在本文研究的高碱度烧结矿的氧化镁含量范围内（1．5%～3．0%），SFCA逐渐减少、硅酸二钙含量趋于升高。对不同MgO含量烧结矿3种实验室试样的麦斯贝罗夫光谱分析结果证实所研究的各种烧结矿都具有上述相变机理。

　　对赤铁矿含铁相（镁磁铁矿、SFCA及玻璃相）的光谱分析表明，在烧结矿相成分的形成过程中，随着烧结矿中MgO含量的增加，成为SFCA成分的铁量下降，而形成镁磁铁矿所提供的铁量增多，因此发生铁的重新分配，从而发生烧结矿成分中各相本身含量的改变。现已肯定：随烧结矿不同部分残余铁硅酸盐熔体形成条件的不同，有2．4%～4．6%不等的全铁被分配到硅酸盐相。Fe2O3赤铁矿数量随分析时所取试样氧化程度及主矿相化学成分而异。所研究的烧结矿矿物成分随着MgO含量升高发生的改变关系烧结矿的冶金性能：这当中烧结矿常温强度及可还原性呈现下滑这势，同时软化温度范围渐趋扩大。

　　高碱度含镁烧结矿矿物成分及强度性能变化性质的对比分析证明，常温强度下降乃与硅酸盐粘合剂成分中硅酸二钙的增长有关。Ca2SO4的狻变性变化造成很大的热应力。硅酸盐残余熔体中MgO含量极低（千分之几），不能改变硅酸盐粘合剂相成分，因而不能阻止硅酸二钙的形成。

　　含镁较多的烧结矿可还原性下趋势则与磁铁矿作为主矿相的成分有关。镁磁铁矿与磁铁矿相比，其可还原性较差。烧结矿软化温度范围扩大趋势则取决于镁磁铁矿及硅酸二钙两个高温相的成分增长情况。