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Al_2O_3/SiO_2比对烧结矿成矿特性与冶金性能影响研究

卫敏  
【摘要】:铁矿粉烧结过程中,SiO_2和Al_2O_3含量对烧结矿的液相种类和数量都有很大的影响。高碱度烧结矿主要的粘结相为铁酸钙体系,该体系的数量越多,烧结矿的强度和冶金性能就会相对提高。烧结矿中不含Al_2O_3时,SiO_2并不参与铁酸钙体系的生成,并在较高温度竞争性的与铁酸钙相反应,减少铁酸钙相的数量。当烧结矿中含有Al_2O_3时,烧结矿中的SiO_2可以和Al_2O_3一起固熔到铁酸钙相中,形成还原性较好的复合铁酸钙系矿物,增加铁酸钙相含量,改善烧结矿冶金性能。Al_2O_3在铁酸钙相中的固熔是有限的,且与SiO_2的含量存在一定的关系,Al_2O_3含量和Al_2O_3和Al_2O_3/SiO_2比对烧结矿性能有着重要影响,因此,研究Al_2O_3/SiO_2比对烧结矿成矿特性及其物相组成和冶金性能的影响具有重要意义。 本文针对水钢目前生产的配料方案和参数条件,采用正交试验研究了燃料配比、碱度和Al_2O_3/SiO_2比对烧结矿冷态强度的影响规律和影响强度。采用优选出的燃料配比和碱度进行单因素实验,研究了不同Al_2O_3/SiO_2比条件下,烧结矿的冶金性能和矿相结构的变化。 研究结果表明:在水钢现原燃料条件和烧结生产条件下,Al_2O_3/SiO_2比为0.30时烧结矿的成品率最好,当Al_2O_3/SiO_2比大于0.40时,烧结矿的成矿率出现显著下降。当烧结矿碱度在2.0,燃料配比为6.5%,Al_2O_3/SiO_2比为0.30左右时,烧结矿成品率达到80%左右。落下强度在Al_2O_3/SiO_2比为0.3-0.35之间时较好,可达到84%左右,当Al_2O_3/SiO_2比大于0.40后,落下强度随Al_2O_3/SiO_2比的升高而显著下降。Al_2O_3/SiO_2比对烧结矿的还原性和低温还原粉化的影响十分明显,当烧结矿原料组成中Al_2O_3/SiO_2比为0.35-0.40时,烧结矿具有较高的还原指数,还原性能好。烧结矿碱度在2.0,燃料配比为6.5%,Al_2O_3/SiO_2比为0.35左右时,还原指数达到92%左右,还原粉化RDI3.15为67%左右。烧结矿物相组成分析结果显示:Al_2O_3/SiO_2比低于0.30时,铝酸钙少而SiO_2相对较多,易形成硅酸盐玻璃质。当Al_2O_3/SiO_2比在0.35左右时,SiO_2和Al_2O_3在烧结过程中熔入铁酸钙形成大量SFCA结构。当Al_2O_3/SiO_2比高于0.35后,随Al_2O_3/SiO_2比的升高,烧结矿孔洞增加,使Fe2O3还原速度加快,可以看到Fe2O3由粒状向片状发展,硅酸盐玻璃质也有少量增加。 试验结果表明,水钢现原燃料条件下,烧结矿生产的合适工艺参数应控制在碱度2.0左右,燃料配比为6.5%左右,Al_2O_3/SiO_2比为0.35左右。


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