摘要    通过对临钢两种磁铁精矿球团焙烧及冶金性能研究表明，在最佳试验条件下。MgO含量在2．8％(塔儿山矿60％)以下时。球团矿抗压强度能达到2000N／个。并且随着MgO含量增加，球团矿抗压强度下降，而冶金性能得到改善。

关键词 MgO 球团矿 质量

由于种种原因，关于MgO对球团矿质量的影响的研究进行得比较少。随着高炉入炉原料结构的优化，对优质球团矿的需求量正遂年递增。因此，针对球团工艺的基础研究很有必要加强，其中包括对球团矿受MgO影响的研究。本文以临汾钢铁厂两种磁铁精矿(塔儿山精矿和二峰山精矿)为原料，研究MgO对氧化球团矿质量的影响2

1    原料特性

  两种磁铁精矿的化学成分见表l。

  从表1可见，两种磁铁精矿含铁品位均不太高(62％～63％)，FeO含量较高，这对球团氧化焙烧是有利的。两者化学组成相似，只有MgO含量差别较大且含量较高，塔儿山精矿含量为3．58％，二峰山精矿含量为1．66％。

  粒度分析表明，这两种磁铁精矿都较粗。塔儿山、二峰山精矿中一0．074 mm部分分别只占41．94％和59．56％，一0．044mm粒级为25．17％和27．44％。若不经过处理直接用于造球，将影响生球及球团矿质量。为了保证其合理的造球粒度，试验首先将塔儿山和二峰山混合矿磨至一0．074 mm粒级占90％。

2研究方法及试验要求

    试验将塔儿山矿与二峰山矿以一定配比制成混合铁精矿，经磨矿后，外配新河膨润土2．5％，再充分混匀，在直径1 m的圆盘造球机上制成球团，经干燥后在模拟竖炉上进行氧化焙烧试验。

    球团矿冶金性能测试按相关标准在试验室进行。

    根据厂方要求，试验用塔儿山精矿尽可能占较低配比。

3试验结果及分析

3．1配矿比对球团MgO含量的影响

  从表1原料化学成分分析可知，两种磁铁精矿主要是MgO含量差别较大。根据它们各自在混合料中的配比不同，以不同配比组成的混合料制得的球团MgO含量也各异。图l描述的是塔儿山矿配比从30％增加至70％时，球团MgO的含量变化情况。

    从图1可见，随着塔儿山矿配比增加，球团MgO含量也增加。当塔儿山矿／二峰山矿=30／70时，球团MgO含量为2．24％；当塔儿山矿／二峰山矿=70／30时，球团MgO含量为3．00％。

3．2  MgO对球团矿冷态抗压强度的影响

    作者曾通过试验论证了不同焙烧制度对不同MgO含量的球团矿抗压强度的影响。试验证明：以如下焙烧制度氧化焙烧该论文所提供的MgO球团，所得球团矿抗压强压相对较理想，即预热温度。750～850℃、预热时间5 min～15 min；焙烧温度1200～1250℃焙烧时间15 min一25min。本次研究选定的焙烧条件为：800℃预热9 min、1250 ℃焙烧25 min。试验结果见图2。

    如图2所示，随着塔儿山矿配比的增加，球团抗压强度在下降；球团MgO含量在2.8％以下，即塔儿山矿配比在60％以下时，成品球团矿抗压强度可达2000N／个。在焙烧制度相同、混合料粒度相近的情况下，球团矿抗压强度下降的根本原因只能是由化学组成的变化引起的，特别是与MgO含量的变化有关。在球团氧化、焙烧固结时，MgO既可能进入渣相，也可能进入氧化铁颗粒，这需视升温速度及氧化焙烧温度高低来定。因为对于含MgO磁铁矿球团，由于磁铁矿氧化和铁离子扩散比镁离子扩散快得多。当加热速度快、温度较高(大于1250℃)时，才能使镁离子扩散到磁铁矿晶格中与Fe₂O₃发生固相反应，形成MgO·Fe₂O₃；还有部分MgO进入磁铁矿晶格中，形成[(1一x)Mg·FexO]O·Fe₂O₃，使磁铁矿晶格稳定下来。因此在这种情况下，成品矿中FeO含量相对较高，但有利于强度的提高。反之，在较慢加热速度和较低温(低于1250℃)操作时，有较多的MgO进入了渣相，这势必影响球团矿强度。另外，由于球团CaO含量低，在球团焙烧固结时，铁酸钙数量少，而在较低温度下铁酸镁的形成比铁酸钙难。因此，MgO含量的增加会造成球团矿抗压强度的下降。

3．3  MgO对球团矿冶金性能的影响

3．3．1球团矿的冶炼特性

  (1)热膨胀粉化

  由于球团矿中Fe₂O₃还原成Fe₃O₄，晶格变化产生楔形膨胀裂纹与晶格开裂，体积膨胀。如膨胀应力大于球团矿固有的机械强度时，则自行破碎与粉化。另外，当富氏体还原成金属铁时，也引起针状铁晶须析出和长大，导致球团矿异常膨胀，如膨胀率超过20％一40％时，对高炉行程产生不利影响。

    (2)软化收缩

    这主要与球团矿的软熔和滴落温度相关。若球团矿软熔与滴落温度低，在冶炼时对高炉炉墙所形成的渣皮造成熔融与破坏，不利于炉衬保护，同时还原粉化对高炉的顺行也不利。通过对含MgO球团矿冶金性能检测表明：随着MgO含量的提高，球团矿软熔和滴落温度在升高。

3．3．2   MgO对球团矿软熔与滴落性能的影响

    从图3、4中可见，提高球团矿MgO含量有利于改善软熔和滴落性能。随着MgO含量的增加，球团矿的软化与熔化温度均有所上升。

3．3．3   MgO对球团矿高温还原度的影响

  如图5所示，随着MgO含量的增加，球团矿高温还原度得到改善。这是由于生成的钙镁橄榄石阻碍了难还原的铁橄榄石和钙铁橄榄石的形成所致。

3．3．4 MgO对球团矿低温还原粉化及膨胀性能的影响

  如图6、7所示，随着MgO含量的增加，球团矿低温还原粉化率、膨胀率均下降，这有利于高炉冶炼的正常进行。在焙烧及冶炼过程中，发生的固相反应形成的产物之一。即2CaO．SiO₂，虽然其熔化温度高(2 130 ℃)，但它却是最初形成的产物，在冷却过程中发生晶形的变化，其密度相应发生变化，产生体积膨胀，致使球团矿自行破碎与粉化。而MgO正可提高2CaO．SiO₂稳定存在的限量，因此MgO有利于改善球团矿的冶金性能。

4  结  语

    1)临汾钢铁厂塔儿山矿和二峰山矿含较高MgO。球团MgO含量在2．8％(塔儿山矿配比60％)以下时，能得到强度理想的球团矿。

    2)MgO能改善球团矿软熔与滴落性能。

    3)随着MgO含量的增加，球团矿高温还原度得到改善。

    4)随着MgO含量的增加，球团矿低温还原粉化率和膨胀率均有较明显的下降。

    综上所述，MgO对球团矿抗压强度不利，但有利于改善球团矿的冶金性能，保证球团矿高炉冶炼的正常进行。