( 2) 液相流動(dòng)性: 將 CaO 純?cè)噭┖丸F礦粉按410 的二元堿度配成燒結(jié)粘附粉, 混勻后壓制成試樣小餅, 根據(jù)設(shè)定的升溫曲線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)氣氛進(jìn)行燒結(jié), 測(cè)定小餅燒結(jié)前后的面積, 計(jì)算鐵礦粉的流動(dòng)性指數(shù):

( 3) 粘結(jié)相強(qiáng)度: 將 CaO 純?cè)噭┖丸F礦粉按210 的二元堿度配成燒結(jié)粘附粉, 混勻后制成試樣小餅放入微型燒結(jié)裝置中, 根據(jù)設(shè)定的升溫曲線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)氣氛進(jìn)行燒結(jié)。用抗壓強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定燒結(jié)后小餅的抗壓強(qiáng)度, 以此抗壓強(qiáng)度來(lái)表示粘結(jié)相強(qiáng)度。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際, 將河北鋼鐵集團(tuán)某分公司的常用礦粉按產(chǎn)地分為 4 類(lèi), 并從每類(lèi)礦中選取1 種代表性礦粉進(jìn)行研究, 如表1 所示。采用四因素四水平的正交試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試, 各種礦粉配比做到均勻分散, 齊整可比, 試驗(yàn)方案見(jiàn)表 2。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

混合鐵礦粉的理論化學(xué)成分和燒結(jié)基礎(chǔ)性能測(cè)試結(jié)果列于表 3。

吳勝利等人提出, 混合礦的高溫特性可由其單種礦高溫特性和其配比計(jì)算得到[5]:

式中: HTPh ) 混合礦的高溫特性, 即同化性、液相流動(dòng)性或粘結(jié)相自身強(qiáng)度; HTPi) 鐵礦粉 i 的高溫特性; ri) 鐵礦粉 i 的配比; n ) 鐵礦粉種類(lèi)的數(shù)量。

由圖 1 可知, 混合礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能的實(shí)測(cè)值與式(1) 所得計(jì)算值的變化規(guī)律基本一致, 但存在著一定的差距, 特別是液相流動(dòng)性指數(shù)和粘結(jié)相強(qiáng)度差別較大。這說(shuō)明各種礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能間存在一定的互補(bǔ)關(guān)系, 但混合礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能不能直接由單種礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能的線(xiàn)性加和來(lái)確定。

混合礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能與化學(xué)成分間也存在著一定的線(xiàn)性關(guān)系, 但由于影響混合礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能的因素不是單一的, 燒結(jié)基礎(chǔ)性能與各化學(xué)成分間線(xiàn)性關(guān)系的擬合度普遍較低, 因此對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行了多元回歸。

3、1 同化溫度的影響因素

將16 個(gè)混合礦按照同化溫度從小到大排列, 把同化溫度相同的混合礦分為一組, 在每組中分別求得化學(xué)成分和同化溫度的平均值來(lái)考察同化溫度與化學(xué)成分的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn), 擬合度由高到低 依次為 TFe、燒損、MgO、CaO 和Al2O3含量。同化溫度隨 TFe、CaO、MgO 含量的增加而升高, 隨 Al2O3含量和燒損的增加而降低,如圖 2 所示。

五種礦中, 磁鐵礦的 TFe 含量最高, 混合礦的TFe 含量高, 意味著磁鐵礦配比增加; 磁鐵礦的同化溫度較高, 導(dǎo)致混合礦的同化溫度升高。礦石在高溫下焙燒時(shí), 結(jié)晶水分解留下殘余氣孔, 使礦石結(jié)構(gòu)疏松, 加大了反應(yīng)的接觸面積,同時(shí), 新生赤鐵礦的晶格能較大, 反應(yīng)性增強(qiáng), 所以隨著燒損的增加, 混合礦的同化溫度降低[6]。

通過(guò) SPSS 軟件進(jìn)行多元回歸, 得到同化溫度與化學(xué)成分的關(guān)系式為：

從圖 3 可知, 由回歸關(guān)系式所得計(jì)算值和實(shí)測(cè)值相差很小, 同化溫度可由式( 2) 計(jì)算得到。

3、2 液相流動(dòng)性的影響因素

將 16 個(gè)混合鐵礦粉按液相流動(dòng)性指數(shù)從小到大進(jìn)行排列后分為 5 個(gè)組, 每組中液相流動(dòng)性指數(shù)的最大值與最小值之差小于0107, 分別求得各組中每種化學(xué)成分和液相流動(dòng)性指數(shù)的平均值來(lái)考察他們之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),按照擬合度由高到低依次為 SiO2、TFe、MgO 含量。液相流動(dòng)性指數(shù)隨 SiO2含量的增加而升高, 隨 MgO 和 TFe 含量的增加而降低, 如圖 4所示。

礦石中 SiO2 含量較高, 則配入的 CaO 量較多, 產(chǎn)生的液相量也多, SiO2對(duì)液相流動(dòng)性有一定的改善作用[ 6]; 五種礦中, 磁鐵礦的 T Fe 含量較高, 混合礦的 TFe 含量高意味著磁鐵礦配比增加, 而磁鐵礦的液相流動(dòng)性較低, 導(dǎo)致混合礦的液相流動(dòng)性指數(shù)降低。

通過(guò) SPSS 軟件進(jìn)行多元線(xiàn)性回歸, 得到了多因素影響液相流動(dòng)性的關(guān)系式:

從圖 5 可知, 由回歸關(guān)系式所得計(jì)算值和實(shí)測(cè)值相差很小, 液相流動(dòng)性可由式(3)計(jì)算得到。

3、3 粘結(jié)相強(qiáng)度的影響因素

將 16 個(gè)混合鐵礦粉按液相流動(dòng)性指數(shù)從小到大進(jìn)行排列并分為 6 組, 每組中粘結(jié)相強(qiáng)度的最大值與最小值之差< 100 N, 分別求得各組化學(xué)成分和粘結(jié)相強(qiáng)度的平均值來(lái)考察兩者之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn), 按照擬合度由高到低依次為 SiO2、TFe、燒損、MgO 含量。粘結(jié)相強(qiáng)度隨燒損、SiO2含量的增加而降低, 隨著 MgO和 TFe 含量的增加而升高, 如圖 6 所示。

混合鐵礦粉中 TFe 含量升高, 雜質(zhì)減少, 有助于 Fe2O3和 CaO 之間接觸, 生成鐵酸鈣的幾率增加, 故粘結(jié)相強(qiáng)度得到改善; 由于 SiO2和CaO 的反應(yīng)能力要高于 Fe2O3和 CaO 反應(yīng), 因此當(dāng) SiO2含量增加時(shí), 燒結(jié)產(chǎn)生的 C2S 數(shù)量增加, 鐵酸鈣生成量減少, 故粘結(jié)相強(qiáng)度降低。

通過(guò) SPSS 軟件進(jìn)行多元回歸, 得到了多因素影響粘結(jié)相強(qiáng)度的關(guān)系式:

從圖 7 可知, 由回歸關(guān)系式所得計(jì)算值和實(shí)測(cè)值相差很小, 粘結(jié)相強(qiáng)度可由式(4)計(jì)算得到。

綜上所述, 混合礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能與化學(xué)成分間存在著較強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 由多元回歸計(jì)算式得到的計(jì)算值和實(shí)測(cè)值之間偏差較小, 在配礦種類(lèi)變化不大的情況下, 可根據(jù)化學(xué)成分計(jì)算混合礦的燒結(jié)基礎(chǔ)性能, 用于燒結(jié)配礦的快速?zèng)Q策。

4 結(jié) 論

1) 同化溫度隨 TFe、CaO、MgO 含量的增加而升高, 隨 Al2O3和燒損的增加而降低。

2) 液相流動(dòng)性隨 SiO2 含量的增加而增大,隨 MgO、TFe 和同化溫度的升高而減小。

3) 粘結(jié)相強(qiáng)度隨燒損、SiO2含量的增加而降低, 隨著 MgO 和 TFe 含量的增加而升高。

4) 利用多元回歸分析得到了混合礦燒結(jié)基礎(chǔ)性能與化學(xué)成分間的關(guān)系式, 可用于燒結(jié)基礎(chǔ)性能的估算, 對(duì)于燒結(jié)配礦的快速?zèng)Q策具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[2]   閻麗娟, 吳勝利, 尤藝, 等 1 各種鐵礦粉的同化性及其互補(bǔ)配礦方法[J]1 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 32(3): 299-3031

[3]   曹立剛1 包鋼用鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)性能研究[ J]1 燒結(jié)球團(tuán), 2005, 30(5): 5- 71

[4]   王維興 1 高爐煉鐵精料技術(shù)的內(nèi)容[ J] 1 煉鐵技術(shù)通訊,2010(2) : 1- 5, 241

[5]   吳勝利, 戴宇明, Daut er O liveira, 等 1 基于鐵礦粉高溫特性互補(bǔ)的燒結(jié)優(yōu)化配礦[J]1 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 32( 6) : 719- 7241

[6]   翟立委, 周明順, 李艷茹 1 幾種典型鐵礦石燒結(jié)基礎(chǔ)性能的實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)[J]1 鞍鋼技術(shù), 2007(3): 12- 141