鐵酸鈣固相生成及氧化鋁在其中的溶解動力學(xué).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、燒結(jié)鐵礦是當(dāng)前我國高爐冶煉工藝的主要原料,保證燒結(jié)礦的高質(zhì)量是高爐強化冶煉操作的必要條件。鐵酸鈣系燒結(jié)理論在上世紀60年代中期興起后逐漸取代硅酸鹽系燒結(jié)理論體系,隨著其理論及操作實踐不斷完善,當(dāng)前高堿度燒結(jié)工藝已成為主流。作為高堿度燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相,鐵酸鈣的組織形態(tài)及性能對燒結(jié)礦質(zhì)量有決定性影響。已有研究表明,在保持燒結(jié)工藝參數(shù)不變時,影響鐵酸鈣形成及結(jié)晶行為的兩個主要因素是原料化學(xué)成分和燒結(jié)礦冷卻工藝。其中,由于近年來優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源

2、漸趨枯竭、低品位礦石的價格優(yōu)勢等因素影響,鋼鐵企業(yè)燒結(jié)廠原料來源漸趨復(fù)雜,原料化學(xué)成分的波動成為生產(chǎn)企業(yè)保證燒結(jié)礦質(zhì)量的一大難點。
  本課題來源于國家自然科學(xué)基金項目—“復(fù)雜原料對燒結(jié)過程中鐵酸鈣熔體的生成與結(jié)晶行為影響研究”(No.51104192)?;阼F酸鈣生成反應(yīng)次序,研究分兩部分展開:CaO原料來源對Fe2O3-CaO固相反應(yīng)生成鐵酸鈣的影響以及鐵酸鈣系熔體氧化鋁固液溶解動力學(xué)問題。其中,固相反應(yīng)研究采用了熱膨脹分析、

3、熱重分析以及等溫焙燒離線密度測試方法,通過反應(yīng)過程試樣線性、熱容、失重及密度等物性參數(shù)變化表征固相反應(yīng)進度;固液溶解動力學(xué)問題采用了固體圓柱樣浸入旋轉(zhuǎn)法。
  研究得到結(jié)論概括如下:Fe2O3-CaO固相生成鐵酸鈣的反應(yīng)的生成物并不能依據(jù)熱力學(xué)平衡預(yù)測而是由固相顆粒間的反應(yīng)動力學(xué)決定,具體表現(xiàn)為對溫度的依賴性,即在低溫下(<900℃)趨向于生成 Ca2Fe2O5,在高溫下(>900℃)優(yōu)先生成 CaFe2O4;這一特性造成了使用

4、Ca(OH)2及 CaCO3兩種原料時不同的鐵酸鈣生成行為。本研究體系下(t≤1h),鐵酸鈣系熔體氧化鋁溶解過程失重與溶解時間線性相關(guān);鐵酸鈣系熔體氧化鋁溶解過程固液界面未發(fā)現(xiàn)明顯中間產(chǎn)物層,溶解速率可由描述,溶解過程主要受固液兩相氧化鋁含量差驅(qū)動,此外,熔體化學(xué)成分能通過改變?nèi)垠w粘度而影響氧化鋁在其中的擴散。本研究測得氧化鋁在鐵酸鈣熔體中的擴散系數(shù)DAl2O3在1.86×10-7~2.45×10-6 cm2·s-1范圍內(nèi),氧化鋁溶解活

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