MgO对铁矿粉烧结液相生成特性的影响

通过液相生成特性实验,研究了MgO含量对CaO-SiO_2-FeOx-Al_2O_3-MgO体系液相生成特性的影响。结果表明:随着MgO含量的增加,体系液相量呈先增加后降低的趋势;当MgO含量为2. 0%时,体系液相量最多,当Mg O含量超过2. 0%时,高熔点粘结相比例增加,不利于液相量的生成。利用Fact Sage热力学模拟软件对不同MgO含量下的CaO-SiO_2-Fe O_x-Al_2O_3-Mg O体系液相量进行了热力学分析,模拟结果表明:不同MgO含量下的液相量随着温度的升高而增大,当温度一定时,烧结过程中的液相量随着Mg O含量的增加而变小。由此可知,试验分析与模拟结果相一致,Fact Sage起到了很好的补充说明作用。利用试验分析和Fact Sage模拟软件相结合的方法能更好地分析出烧结过程中液相量的变化。

基于铁矿粉液相生成特性互补优化配料模型

根据铁矿粉液相生成特性互补理论,以烧结矿的成本为目标,烧结矿的化学成分、混匀矿的液相生成特性、铁矿粉的库存量为限制条件,提出了基于铁矿粉液相生成特性互补的优化配料模型,首先对6种铁矿粉的化学成分、液相生成特性进行研究,然后基于研究的结果用此数学模型来求解,并对优化后的配料方案与当前生产方案进行烧结杯对比试验。结果表明:优化后的配料方案得到的烧结矿比目前配比下生产每吨烧结矿成本低12.35元,且烧结矿的冶金性能得到提高,其中,还原性提高2.86%、低温还原粉化率提高0.87%、软化区间变窄25℃,滴落区间变窄6℃,证明了基于铁矿粉液相生成特性互补优化配料模型的有效性。

三水铝石型高铝褐铁矿粉烧结液相生成特性

烧结矿依靠液相黏结未熔颗粒获得强度，因此铁矿粉与CaO反应生成液相的能力对保证烧结矿质量非常重要。采用高温综合热分析仪（TG-DSC）对塞拉利昂高铝铁矿粉配加CaO的液相生成特性进行了研究。试验结果表明：提高CaO的配比，可以增加液相生成量，液相生成峰值温度基本稳定在1209℃左右；随着矿粉粒度逐渐减小，液相生成量一直减少，同时，液相生成峰值温度先降低后增加，当粒度为0.074～0.180 mm时，液相生成温度最低；熔剂粒度的增加可增加液相生成量，同时初始液相生成温度显著提高；与生石灰（CaO）相比，采用石灰石（CaCO3）做钙源可以降低液相生成温度、增加液相量；与其他种类的矿粉对比表明，高铝铁矿粉其液相生成温度最高，反应性最差， Al2O3含量一般的澳大利亚褐铁矿的液相生成温度相对较低，高品位磁铁矿的液相生成温度最低，反应性良好。烧结杯试验表明，随着塞拉利昂铁矿配比的增加，成品率从78.37%逐渐降低到73.36%，烧结矿的转鼓强度由60.5%逐渐下降到49.6%，该高铝矿的配加比例应控制在混匀矿的20%以内。

MgO对高碱度烧结矿强度的影响及机理

研究MgO质量分数的提高对高碱度烧结矿转鼓强度的影响规律并揭示其作用机理。结果表明:当碱度为2.0的烧结矿MgO质量分数从1.15%提高到3.5%时,转鼓强度从71.33%降低到61.13%;随着MgO质量分数的增大,液相生成温度提高,液相量减少,MgO质量分数太高将造成烧结矿液相量不足;Mg2+主要固溶在磁铁矿中,Mg2+进入磁铁矿晶格,提高磁铁矿的稳定性,不利于磁铁矿氧化,使得烧结矿中磁铁矿质量分数增大,且针状铁酸钙黏结相质量分数减少;烧结液相量较少以及具有良好强度的针状铁酸钙质量分数降低是MgO降低烧结矿强度的主要原因;白云石的成矿能力比石灰石的弱,随着白云石用量增大,熔剂与铁矿石之间的反应能力下降,因此,烧结矿转鼓强度降低。

橄榄石作为熔剂用于烧结生产的理论研究

通过对橄榄石的自身特性和镁在烧结中的熔化及液相生成进行模拟,并结合烧结实验,研究橄榄石作为新的烧结熔剂的理论可行性。结果表明:橄榄石自身不会由于其自身的反应和吸收或带走过多烧结热量,可以保证烧结能耗。在烧结过程中,烧结原料中的镁含量的变化并不会明显影响烧结过程中各组分间发生固结与液相生成反应,从而使镁含量的增加并不会对烧结液相的生成量产生明显影响,并且使用橄榄石作为熔剂烧结后的烧结矿的理化指标略优于石灰石烧结。因此,用橄榄石替代石灰石作为烧结熔剂进行生产在理论上基本可行。

MgO及碱度对FeOx-SiO2-CaO-MgO-Al2O3体系液相生成的影响

为研究MgO含量及碱度对球团矿及烧结矿液相生成特性的影响,以FeOx-SiO2-CaO-MgO-Al2O3五元体系为研究基础,通过固定SiO2和Al2O3质量分数,以碱度及MgO质量分数为变量,采用FactSage模拟与熔点熔速试验数据相结合的方法,探究了MgO质量分数及碱度变化对FeOx-SiO2-CaO-MgO-Al2O3体系液相生成特性的影响,并以此确定此五元体系最佳MgO质量分数及碱度范围,为企业生产实践提供理论支撑。结果表明,当体系w(MgO)变化范围为1.5%~3.0%时,体系高熔点化合物的生成量随着MgO质量分数的提高而增加,抑制了液相生成,体系的液相区会随着MgO质量分数的增加而逐渐缩小;当碱度为2.0和1.8时,体系的熔融速率较为稳定,便于控制。

Al_2O_3对铁矿粉烧结液相生成的影响

采用FactSage对不同Al_2O_3质量分数下CaO-SiO_2-FeO_x-MgO-Al_2O_3体系液相区进行热力学分析,并通过液相生成特性试验,研究高岭土型Al_2O_3和三水铝型Al_2O_3对CaO-SiO_2-FeO_x-MgO-Al_2O_3体系液相生成特性的影响。结果表明,高岭土型Al_2O_3和三水铝型Al_2O_3对液相生成特征温度的影响无明显差异,Al_2O_3质量分数增加,均使液相开始生成温度升高,液相生成温度区间缩小,高熔点黏结相比例增加。液相生成量与Al_2O_3类型质量分数相关,w（Al_2O_3）=1.0%时,含三水铝型Al_2O_3混合料液相生成量较少;w（Al_2O_3）=2.0%~3.5%时,含高岭土型Al_2O_3混合料液相生成量较少。

烧结矿中适宜MgO含量的研究

为了进一步降低炼铁成本,确定马钢烧结矿中适宜的w（MgO）,研究了MgO对液相生成特性以及烧结矿冶金性能的影响。结果表明：在马钢原燃料条件下,烧结矿适宜的w（MgO）为1.2%-1.5%;随着烧结矿中w（MgO）的降低,不仅烧结矿中w（TFe）及入炉品位提高,而且有利于降低烧结返粉和烧结固体燃耗,改善烧结矿强度和提高烧结成品率。