關(guān)于MgO擴(kuò)散礦化機(jī)理研究-石家莊中小高爐煉鐵會(huì)議-2013-11-08-1

關(guān)于燒結(jié)過(guò)程中MgO礦化機(jī)理的探討東北大學(xué)沈峰滿2013-11-08石家莊●

MgO是燒結(jié)礦中不可缺少的礦物成分之一燒結(jié)料中配加適量MgO，可以改善高爐爐渣的冶金性能，減輕燒結(jié)礦在高爐內(nèi)的低溫還原粉化●

MgO抑制低溫還原粉化的機(jī)理

MgO與Fe2O3形成共熔體阻礙再生赤鐵礦生成●但有關(guān)MgO與Fe2O3之間的擴(kuò)散問(wèn)題研究鮮見(jiàn)考察白云石與鐵礦粉之間MgO擴(kuò)散機(jī)理及擴(kuò)散速率表

白云石化學(xué)成分（%）TableThechemicalcompositionofdolomite(mass%)成分CaOMgOSiO2H2OLOI含量31.319.011.360.0744.56注：LOI——原料在燒結(jié)過(guò)程中的燒損%

圖.白云石-Fe2O3擴(kuò)散偶●白云石-Fe2O3燒結(jié)擴(kuò)散偶制備方法將白云石磨制74～125μm粉末與PVA粘結(jié)劑混勻，加壓150MPa、持續(xù)

2min，再取Fe2O3

粉末與粘結(jié)劑混勻，在150MPa壓力條件下將Fe2O3和白云石壓制在一起，持續(xù)2min圖.

熔點(diǎn)熔速測(cè)定設(shè)備示意圖Fig.Sketchmapofdeterminatorofslagmeltingpoint1-冷卻爐殼；2-銅電極；3-耐火磚；4-通氣裝置；5-底座；6-攝像機(jī)；7-固定機(jī)構(gòu)；8-轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；9-行程開(kāi)關(guān)；10-載物臺(tái)；11-爐膛。

白云石-Fe2O3擴(kuò)散偶在高溫爐內(nèi)空氣條件下反應(yīng)后空氣冷卻，使用樹(shù)脂真空滲入試樣，固化后沿?cái)U(kuò)散方向切割，將斷面研磨拋光，供SEM結(jié)構(gòu)觀察使用表1升溫制度參數(shù)Table1Theparametersofheating-upsystem當(dāng)爐溫升至300℃時(shí)，將試樣送入爐內(nèi)，10min后試樣溫度達(dá)到爐溫。

溫

度

（℃）0～600600～10001000～12001200～13501350升溫速度（℃/min）1510850時(shí)

間

（min）40402530恒溫圖.白云石與Fe2O3反應(yīng)擴(kuò)散面的SEM圖Fig.SEMphotographofthediffusionlayerbetweenFe2O3anddolomite1350℃,恒溫30min燒結(jié)過(guò)程中固相反應(yīng)起著重要作用，雖然固相反應(yīng)速度較慢，但因?yàn)殚_(kāi)始反應(yīng)溫度較低、形成的低熔點(diǎn)物質(zhì)對(duì)液相的形成非常重要表.固相反應(yīng)開(kāi)始溫度TableInitialtemperaturefordifferentsolidphasereactions反應(yīng)物固相反應(yīng)產(chǎn)物開(kāi)始反應(yīng)溫度/℃SiO2+Fe2O3Fe2O3在SiO2中的固溶體575CaO+Fe2O3CaO·Fe2O3500MgO+Fe2O3MgO·Fe2O35902CaO+SiO22CaO·SiO26002MgO+SiO22MgO·SiO2500表

MgO擴(kuò)散層厚度TableThethicknessofdiffusionlaye1350℃恒溫時(shí)間

（min）102030擴(kuò)散層厚度（μm）250.83397.14525.33圖.1350℃時(shí)不同恒溫時(shí)間白云石－Fe2O3間擴(kuò)散形貌圖Fig.Thediffusionphotographofdolomite-Fe2O3during

differentholdingtimeat1350℃（μm/min）（μm/min）圖.MgO擴(kuò)散厚度和時(shí)間的關(guān)系圖Fig.RelationshipbetweentheMgOdiffusionlayerthicknessandtime圖.

含MgO熔劑燒結(jié)礦中Fe，Mg元素的分布Fig.DistributionofFe,MginsidesinteredorefluxedMgOFig.SEM-EDXanalysisofpelletswithCCMadditionFeMg12Temp.，℃Weight，%圖.MgO-FeO（浮氏體）二元相圖圖.MgO-Fe2O3二元相圖Temp.，℃Weight，%1713℃10%MgO14%MgOMgOFe2O3

Fig.XRDanalysisofpellets

15Mg0.64Fe2.36O4(MgO)0.64(FeO)0.36(Fe2O3)1.0熔體形成速率（v

）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)熔體收縮的高度。如，試樣熔化時(shí)間為8.5min，則試樣熔體形成速率：熔體流動(dòng)指數(shù)（F）：一定尺寸渣相試樣經(jīng)燒結(jié)后的面積減去試樣原始面積與試樣原始面積的比值式中：F－流動(dòng)性指數(shù)，無(wú)量綱

X－試樣熔化后的直徑，mmd—試樣原始柱體直徑，mm試驗(yàn)所測(cè)參數(shù)

MgO對(duì)鐵酸鹽熔化特性溫度的影響

添加MgO對(duì)流動(dòng)性的影響

圖.MgO對(duì)nCaO/nFe2O3=1.5鐵酸鹽熔化特征溫度和熔體流動(dòng)性的影響圖.MgO對(duì)鐵酸鹽熔體形成速率的影響MgO是高熔點(diǎn)礦物質(zhì)，

與SiO2反應(yīng)生成的2MgO·SiO2及與Fe2O3反應(yīng)生成MgO·Fe2O3熔點(diǎn)也較高通過(guò)試驗(yàn)與理論研究，得到有關(guān)白云石-赤鐵礦粉(Fe2O3)間擴(kuò)散過(guò)程結(jié)論如下：1）MgO與FeO或Fe2O3形成固溶體是MgO易擴(kuò)散進(jìn)入鐵礦石顆粒內(nèi)部的熱力學(xué)原因。2）在白云石與Fe2O3擴(kuò)散過(guò)程中，CF和CF2等