重庆科技学院,冶金实验研究方法中期论文

《冶金实验研究方法》中期作业题目：MgO对含钛烧结矿的影响学生姓名：陈毅学号：2012440***授课教师：张明远专业班级：冶金12-1联系方式：***********教师评语：成绩：重庆科技学院冶金与材料工程学院2015年5月MgO对含钛烧结矿的影响1.前言我国有很多使用钒钛磁铁矿作为主要炼铁原料的钢铁企业，在烧结过程中易形成较多的含钛矿物，烧结矿存在强度差、粒度偏小、低温还原粉化严重等问题。有研究表明，提高烧结原料中MgO含量，对防止烧结矿自然粉化、改善低温还原粉化性能、提高烧结矿高温还原性以及软化和熔化温度都有明显效果。而烧结矿矿物组成及显微结构与烧结矿质量、冶金性能有着密切的关系。目前，对MgO与钒钛磁铁矿烧结矿(含钛烧结矿)冶金性能之间的关系已进行了大量研究，但对MgO与含钛烧结矿矿相结构之间的关系还缺乏系统的研究。2.国内外研究现状2.1.国内研究现状2.1.1.MgO对含钛烧结矿矿物组成的影响在偏光显微镜下采用目估法对烧结矿矿相结构进行定量分析，其矿物组成及含量(体积分数)不同MgO含量烧结矿矿物组成基本相同，金属相主要为钛磁铁矿、钛赤铁矿、钙钛矿，黏结相主要为铁酸钙、硅酸二钙和玻璃质。随MgO含量的提高，钛磁矿、钙钛矿和硅酸二钙含量有升高的趋势。钙钛矿在烧结矿中不起黏结作相反有消弱铁氧化物的连晶作用，钙钛矿含量的增加，不利于烧结矿的强度。同时硅酸二钙在冷却时易发生β-γ的相转变[2]，也对烧结矿强度不利。烧结矿钛赤铁矿、铁酸钙含量明显降低，钛赤铁矿及铁酸钙均具有较好的还原性能，两者含量明显降低对烧结矿的还原性能有不利的影响。2.1.2.MgO对含钛烧结矿显微结构的影响不同MgO含量含钛烧结矿的显微结构如图1所示。MgO含量为1．75%时烧结矿矿相结构不均匀，主要为熔蚀结构，部分为粒状结构，局部交织熔蚀结构。熔蚀结构主要体现为钛磁铁矿被铁酸钙胶结，对烧结矿的冶金性能非常有利;粒状结构主要体现为钛磁铁矿与钙钛矿共同分布，其间黏结相很少，不利于烧结矿的强度。气孔分布不均匀，气孔率为40%～45%。钛磁铁矿主要呈他形晶，少量半自形晶和自形晶，结晶粒度一般为0．02～0．15mm。钛赤铁矿主要呈他形晶和骸晶状，结晶粒度一般为0.01～0．1mm。钙钛矿主要呈他形晶或细小树枝状分布于磁铁矿晶粒间，其间黏结相很少。铁酸钙主要呈柱状、他形晶，分布不均匀[2]。硅酸二钙主要呈他形粒状、柳叶状，粒度不均匀，局部粒度粗大。MgO含量为2．25%时烧结矿矿相结构不均匀，与MgO为1．75%矿样相比，熔蚀结构相对减少，而粒状结构增多，局部出现斑状结构。斑状结构为钛磁铁矿被玻璃相胶结，玻璃相的瞬时抗压强度仅为469．4Pa，这对烧结矿的强度非常不利。气孔率30%～35%，裂隙裂纹发育。钛磁铁矿多呈他形晶，部分半自形和自形晶，结晶粒度一般为0．01～0．17mm。钙钛矿主要呈他形晶、树枝状与钛磁铁矿共同分布。钛赤铁矿主要呈他形晶或磁铁矿反应边，结晶粒度一般为0．01～0．06mm。硅酸二钙主要呈细小他形粒状[7]。铁酸钙主要呈他形晶胶结钛磁铁矿和钙钛矿形成熔蚀结构2.2.国外研究现状随着MgO含量的增加，烧结矿成品率、垂直烧结速度有所降低;烧结矿转鼓指数有所降低，而抗磨指数有所增加。烧结矿的强度与烧结矿矿物组成、显微结构、黏结相及其气孔等有很大的关系［9］。由MgO与含钛烧结矿矿相结构之间的关系可知，随MgO含量的增加，烧结矿显微结构熔蚀结构减少，而粒状结构增加;钙钛矿、硅酸二钙含量增加，而铁酸钙含量降低，这均为烧结矿强度降低的主要原因。烧结矿的低温还原粉化主要是由于还原过程中Fe2O3转化为Fe3O4体积增大所致，MgO配加量为1．75%时[5]，钛赤铁矿含量较多，且出现了较多的骸晶状钛赤铁矿，容易形成低温相变破碎带导致低温还原粉化严重;随着MgO配加量的升高，钛赤铁矿含量降低，且由骸晶状过渡为他形晶，是低温还原性能得到改善的一个重要原因。MgO是影响烧结矿冶金性能十分重要的因素之一，根据不同MgO配加量的矿相结构及冶金性能，结合承钢高炉冶炼现场，建议承钢烧结原料中MgO配加量控制在2.0%左右。3.总结烧结添加MgO,可以有效地改善低温粉化性能和软熔性能。特别是在含氟矿冶炼的条件下,烧结矿MgO不仅不应轻易降低,而且应维持在一个较高的水平,以确保烧结矿具有足够高的RDI值。同时,应进一步对MgO载体(如白云、石蛇纹石和白云西矿1号矿等)种类及其添加粒度进行研究,以求充分发挥MgO在烧结矿中的综合作用。大量的研究[1～4]。结果表明,烧结矿碱度较低时,适当提高烧结矿MgO含量,可以增加粘结相含量,细化晶粒,改善烧结矿矿物组成和结构,有利于提高烧结矿强度;同时,含镁磁铁矿或铁酸镁对F2O3的还原粉化有抑制作用,可以改善烧结矿的冶金性能。此外,高MgO烧结矿可以改善高炉渣的流动性、脱硫和排碱能力,提高高炉的透气性,有利于提高高炉冶炼的技术经济指标.参考文献：［1］WangWenshan，LüQing，HuBinsheng，etal．Influenceofcoolingmodeonsinteringprocessandstrengthofvanadium-titaniumsinter［J］．JournalofHebeiInstituteofTechnology，2007，29(1):12－14．(王文山，吕庆，胡宾生，等．冷却方式对钒钛磁铁矿烧结过程和烧结强度的影响［J］．河北理工学院学报，2007，29(1):12－14．)［2］WangWenshan，LüQing，LiFumin，etal．Influenceofbasicityonsinterstrengthandsinteringprocessofvanadium-titaniummag-netite［J］．SinteringandPelletizing，2006，31(5):11－14．(王文山，吕庆，李福民，等．碱度对钒钛烧结矿强度和烧结过程的影响［J］．烧结球团，2006，31(5):11－14．)［3］LüQing，LiFumin，WangWenshan，etal．Influenceofw(MgO)onsinterstrengthandsinteringprocessofvanadium-titaniummagnetite［J］．ＲesearchonIron＆Steel，2007，35(1):5－8．(吕庆，李福民，王文山，等．w(MgO)对含钒、钛烧结矿强度和烧结过程的影响［J］．钢铁研究，2007，35(1):5－8．)［4］GanQin，HeQun，WenYongcai．StudyoninfluenceofMgOonmineralcompositionandmetallurgicalpropertiesofV-bearingti-taniferousmagnetitesinter［J］．IronandSteel，2008，43(8):7－11．(甘勤，何群，文永才．MgO对钒钛烧结矿矿物组成及冶金性能影响的研究［J］．钢铁，2008，43(8):7－11．)［5］HuangZhucheng，HanZhiguo，ZhouJiewang，etal．InfluenceofMgOonmicrostructureoffinemagnetiteconcentratebasedsinter［J］．IronandSteel，2005，40(9):16－20．(黄柱成，韩志国，周节旺，等．MgO对以细磁铁精矿为主的烧结矿微观结构的影响［J］．钢铁，2005，40(9):16－20．)［6］JiangXin，WuGangsheng，WeiGuo，etal．EffectofMgOonsinteringprocessandmetallurgicalpropertiesofsinter［J］．IronandSteel，2006，41(3):8－11．(姜鑫，吴钢生，魏国，等．MgO对烧结工艺及烧结矿冶金性能的影响［J］．钢铁，2006，41(3):8－11．)［7］HanXiuli，WangHaifeng，LiuLina，etal．Influenceofbasicityonmicrostructureofvanadium-titaniummagnetitesinter［J］．I-ronSteelVanndiumTitunium，2009，30(3):56－60．(韩秀丽，王海峰，刘丽娜，等．碱度对钒钛烧结矿显微结构的影响［J］．钢铁钒钛，2009，30(3):56－60．)［8］ＲenYunfu．Petrographicofsteelmetallurgy［M］．Beijing:MetallurgicalIndustryPress，1982:179－202．(任允芙．钢铁冶金岩相矿相学［M］．北京:冶金工业出版社，1982:179－202．)［9］LiuLina，HanXiuli，LiChangcun，etal．InfluenceofbasicityonmicrostructureofsintermadeofSijiayingore［J］．IronandSteel，2011，46(10):1－4．(刘丽娜，韩秀丽，李昌存，等．碱度对司家营铁矿粉烧结矿矿相结构的影响［J］．钢铁，2011，46(10):1－4．)[10]周春江,刘其敏.邯钢提高烧结矿中MgO含量的实践[J].烧结球团,2005,(6):37.(ZHOUChun-jiang,LIUQi-min.ThePracticeforIncreasingSinterMgoContentinHanggang[J].SinteringandPelletizing,2005,(6):37.)