铁矿石溶解与烧结熔体流动行为机理

作者：翟晓波; 郑军; 王刚; 邹忠平; 周恒

来源：钢铁, 2022, 57(08): 60-68.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20220071

• 铁矿石
• 烧结
• 熔体
• 溶解
• 流动

在铁矿石烧结过程中，铁矿石部分溶解于烧结熔体，直接影响熔体的性质，进而影响烧结矿的黏结。为了明晰铁矿石与烧结熔体的相互作用，采用化学纯试剂煅烧法制备以Ca3.6Fe14.4O25.2和CaFe2O4矿物为主的铁酸钙系黏附粉。以7种核心铁矿石-铁酸钙系(w(CaO)=15%)黏附粉构成烧结偶为主要研究对象，采用实验室烧结方法，研究了核矿石溶解与烧结熔体流动行为。在此基础上，使用化学纯试剂模拟核矿石的化学组成，考察了核矿石SiO2、Al2O3含量对熔体横向流动面积和核矿石溶解指数的影响规律及机理。结果表明，在核矿石溶解于CaO-Fe2O3液相后，形成了交互层区域。核矿石中矿物，尤其是石英，溶解进入熔体，在靠近熔体一侧促使生成复杂CaO-Fe2O3系液相，而在靠近核矿石一侧促使简单CaO-Fe2O3系液相转变为CaO-Fe2O3-SiO2系液相。靠近熔体一侧析出以铁酸钙系和赤铁矿为主的矿物，而靠近核矿石一侧析出以硅酸盐和赤铁矿为主的矿物。随着核矿石SiO2含量的增加，一方面，使得溶解进入熔体中的SiO2数量增加，溶解指数得到提升；另一方面，提升了简单CaO-Fe2O3系液相的黏度，从而使得熔体横向流动面积减小。随着核矿石Al2O3含量的增加，溶解进入熔体中的Al2O3数量增加，进而熔体横向流动面积降低，而核矿石溶解指数升高。Al2O3相较于SiO2对核矿石溶解与熔体流动行为的影响更大。

• 单位
  北京科技大学; 中冶赛迪工程技术股份有限公司