（冶金工程专业论文）改善烧结矿低温还原粉化指数的研究.pdf

叶 i u 、 东北大学硕士学位论文 ad i s s e r t a t i o ni nf e r r o u sm e t a l l u r g y s t u d y o ni m p r o v i n gr e d u c t i o nd i s i n t e g r a t i o n i n d e xo ft h el o w - t e m p e r a t u r es i n t e r b y m uz h a n - f e i s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f e s s o rx u l i x i a n n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u n e2 0 0 9 东北大学硕士学位论文 声明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的，论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其它人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。表不谢葸。 学位论文作者签名：钨妨 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复 印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。) 学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期： 东北大学硕士学位论文 摘要 改善烧结矿低温还原粉化指数的研究 摘要 烧结矿是高炉冶炼的主要原料，其质量的好坏直接关系到炼铁生产过程稳定、顺 行和其它技术经济指标的完成。烧结矿的低温性能对高炉有较大影响。实践证明烧结 矿低温还原粉化指数( r d i + 3 1 5 ) 提高5 ，高炉产量提高1 5 ，焦比降低1 5 5 。因 此，提高烧结矿低温还原粉化率对有高炉生产重大意义，是烧结生产的发展趋势。本 研究旨在本钢目前的原料条件下，通过对烧结过程各参数的控制，找出影响本钢烧结 矿低温还原粉化指数的因素，并相应的研究其应对措施，改造烧结工艺和技术，有效 地克服烧结过程中所出现的难题，生产出质量好、强度高的优质烧结矿，从而改善高 炉的生产指标，提高生铁产量、降低生产成本，为钢铁企业创造良好的经济效益。 采用可靠的测量系统以及数据模拟和试验验证的研究手段研究了瓦斯灰配比、生 灰配比、辽宁省内地方矿粉( 以下简称地方矿) 配比、烧结机速度、料层高度、点火 温度、终点温度、f e o 、燃料粒度、菱镁石粒度、石灰石粒度、废气温度、富矿配比、 烧结负压等对烧结矿低温还原粉化指数的影响，结果表明料层、f e o 、富矿粉配比是 影响低温还原粉化指数的根本原因；根据历史烧结生产数据模拟得到最优的影响因子 的参数为料层6 1 0 r a m 、f e o 含量1 0 、富矿配比1 8 ，这样预测到得烧结矿低温还 原粉化指数( r d i + 3 1 5 ) 可达8 8 6 ；验证试验结果表明试验数据与预测值相吻合， 但是由于受到生产实际情况和公司资源的限制，富矿配比比较高，达到2 6 - - - 3 6 ，根 据高炉生产的要求f e o 控制8 5 9 5 ，因而试验结果未达到8 8 6 的期望值。研究 结果可以指导生产实践，为企业增效创益。 关键词：烧结，低温还原粉化，参数控制，影响因素 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t s t u d yo ni m p r o v i n gr e d u c t i o nd i s i n t e g r a t i o n i n d e xo ft h el o w - t e m p e r a t u r esi n t e r a b s t r a c t s i n t e ro r ei st h em a i nm a t e r i a lf o rb l a s tf u r n a c ep r o c e s s t h eq u a l i t yi sd i r e c t l yr e l a t e d t oi r o nm a k i n gp r o c e s ss t a b i l i t y ，o t h e rt e c h n i c a la n de c o n o m i ci n d i c a t o r s t h e l o w - t e m p e r a t u r ep r o p e r t i e so fs i n t e rh a v eag r e a t e ri m p a c to nt h eb l a s tf u r n a c e p r a c t i c e h a sp r o v e dt h a tr e d u c t i o nd i s i n t e g r a t i o ni n d e xo ft h el o w - t e m p e r a t u r es i n t e r ( r d i + 3 1 5 ) i n c r e a s e db y5 ，b l a s tf u r n a c ep r o d u c t i o n w o u l db ei n c r e a s e1 5 ，a n dc o k er a t e 东北大学硕士学位论查一j 塑塑 _ ，。- _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - 。_ _ - l 。_ 。_ _ 。_ _ 。1 。一一 r e s u l td i dn o tr e a c ht h ee x p e c t e dv a l u e8 8 6 t h er e s u l t sc o u l dg u i d es i n t e r i n gp r o c e s s a n di m p r o v eab e n e f i tf o re n t e r p r i s ee f f i c i e n c y k e yw o r d s ：s i n t e r ；r d i ；c o n t r o lp a r a m e t e r ；i n f l u e n c i n gf a c t o r 东北大学硕士学位论文 目录 目录 独创性声明。i 摘要i i a b s t r a c t 。i i i 第l 章绪论1 1 1 低温还原粉化性2 1 2 检验方法3 1 2 1 静态检验法3 1 2 2 动态检验方法3 1 2 3 静态与动态检验方法的比较4 1 3 烧结矿低温还原粉化原因4 1 3 1 矿石的种类5 1 3 2 内应力5 1 3 3 晶形转变5 1 3 4f e 2 0 3 的结晶形态6 1 3 5 烧结矿的碱度6 1 3 6 烧结温度6 1 3 7 烧结矿中脉石成分7 1 3 8 还原气体种类7 1 4 对高炉冶炼的影响7 1 5 # p n t 氐温还原粉化的措施7 1 5 1 适当提高烧结矿的碱度，采用高碱度烧结8 1 5 2 低温烧结8 1 5 3 喷洒卤化物8 1 5 4 添加镁质添加剂。9 1 6 研究的目的及意义9 第2 章原料性能及研究方法l0 2 1 原料物化性能1 0 v 东北大学硕士学位论文 目录 2 1 1 含铁原料的理化性能l0 2 1 2 熔剂和燃料的理化性能1 l 2 2 研究方法1 2 2 2 1 低温还原粉化指数检测方法1 2 2 2 2m i n i t a b 工具软件1 3 2 2 3 数据的采集一13 第3 章烧结矿r d i 影响因素研究1 4 3 1 烧结矿低温粉化指数现状1 4 3 2 测量系统分析1 4 3 2 1 影响测量过程波动1 4 3 2 2 量具r & r 研究一方差分析法1 5 3 2 3 测量系统能力评估判断2 0 3 3 制造过程能力分析2 2 3 4 影响烧结矿低温还原粉化指数因素的分析2 7 3 4 1 瓦斯灰配比的影响2 7 3 4 2 生灰配比的影响。3 1 3 4 3 地方矿配比的影响j 。3 3 3 4 4 其它因子的影响3 6 3 5 本章小结4 l 第4 章强化烧结矿i m i 的试验研究4 3 4 1 模拟试验( d o e ) 研究4 3 4 1 1 模拟试验因子水平的选定4 3 4 1 2 模拟试验方案( 全因子设计) 。4 3 4 2 本章小结5 1 第5 章结论5 2 参考文献5 3 致 谢5 5 y i 第1 章绪论 本溪钢铁( 集团) 有限责任公司位于辽宁省东部的本溪市。本溪市地处沈阳东南 6 3 公里处，东与吉林省通化毗邻，西靠辽阳、鞍山，南和丹东接壤，北与沈阳、抚 顺为邻，是沈丹、溪辽、溪田铁路的交汇中心。本溪境内蕴藏着丰富的矿产资源，其 中铁矿石以低磷低硫著称，储量大、易开采，目前已探明铁矿资源工业储量约8 7 亿 吨，远景储量约4 2 亿吨，是发展钢铁生产理想的原料基地。 本钢始建于1 9 0 5 年，距今已有1 0 4 年历史。1 9 0 5 年末日本大仓财阀非法攫取了 本溪湖煤矿的开采权。1 9 1 1 年1 0 月中日合办后增设炼铁部，1 9 1 5 年1 月1 日高炉点 火，1 9 1 7 年2 号高炉建成投产。1 9 3 5 年始进行特钢生产，先后增设1 吨、3 5 吨、5 吨、6 吨电炉、轧钢机等。1 9 4 1 年和1 9 4 2 年又相继建成3 号、4 号两座高炉。 建国后，随着经济实力进一步增强，本钢逐渐发展成为既拥有采矿、选矿、炼铁、 炼钢、连铸、轧钢、镀锌、铸铁管等连续生产工艺和国内先进的专业设备，也有炼焦、 氧气、发电、供电、供水、燃气等辅助生产设施和专业厂，既拥有耐火、粘土、石灰 石、废钢等原材料加工单位，也有铁路运输、公路运输、机修、电修、冶金渣、基建 等服务单位，既有设计院、技术中心等研究开发机构，也对旅游、房地产、热力、实 业、培训、生活服务、医疗卫生等第三产业的开发形成一定规模。 截止2 0 0 5 年底，本钢拥有资产4 0 0 6 5 亿元，固定资产净值2 1 9 6 6 亿元。主要技 术装备有，大型铁矿山2 座，生产能力为年产铁矿石2 0 5 0 万吨；大型磨选厂2 个， 生产能力为年产铁精矿7 9 6 万吨；高炉7 座，生产能力为年产生铁9 6 0 2 万吨；1 5 0 吨转炉3 座，l8 0 吨转炉2 座，生产能力为年产钢9 0 0 万吨；1 7 0 0 m m 热轧机1 套， 1 8 8 0 薄板坯连轧机组1 套，生产能力为年产热轧卷板7 5 7 万吨：1 7 0 0 m m 冷连轧机1 套，热镀锌生产线2 条，彩涂生产线1 条，生产能力为年产冷轧板1 1 0 万吨，其中热 镀锌板6 1 万吨，彩涂板1 7 万吨；本钢与韩国p o s c o 合资的2 米级第二冷轧厂，生 产能力为年产高档冷轧板1 8 0 万吨；特钢系统拥有5 0 吨超高功率电弧炉l 座，3 0 吨 超高功率电弧炉2 座，8 0 0 6 5 0 轧机1 套，年产特钢材4 0 万吨。本钢生产的石油管线 钢、集装箱钢、焊瓶钢、汽车大梁钢、汽车车轮钢、热轧高强钢、冷轧深冲钢、热镀 锌板等主导产品，广泛应用于航空、航海、汽车、家电、石化、机械、交通、运输、 建筑、军工等行业，不仅直供国内以中石油、中集集团、长春一汽、海尔等为代表的 各行业重点企业，而且还远销欧美、亚洲、非洲、大洋洲的4 0 多个国家和地区。 “十五”期间，本钢集团生产规模随着重点工程的竣工和装备水平的提升进一步得 到合理扩张，生铁产量达到7 4 0 万吨；钢7 1 0 万吨，其中转炉钢6 7 0 万吨，电炉钢 4 0 万吨；热轧板5 0 0 万吨；冷轧板2 2 0 万吨；特钢材3 2 5 万吨；棒线材1 0 0 万吨； 铸管2 0 万吨。产品结构得到有效调整，高性能的石油管线、汽车深冲钢、家电用钢、 压力容器钢、汽车大梁钢、耐蚀钢、低合金钢等热轧“双高”产品占7 0 ；生产汽车表 面用钢板、家电用钢板、硅钢片、彩涂板标的冷轧“双高”产品占6 5 。进而使本钢成 为在全省及至在全国都较有影响的以板材为主，棒线材为辅，普特结合，多业并举的 大型钢铁企业集团。 “十一五”期间，本钢将按照品种全、质量高的千万吨级精品板材基地和具有国际 竞争力现代化企业的目标加速发展，到2 0 1 0 年，铁、钢、材的生产能力分别达到1 0 0 0 万吨以上。 本钢炼铁厂位于本溪市太子河畔，交通便利。目前拥有高炉4 座，生产能力为年 产生铁9 6 0 2 万吨，其中2 6 5 0 m 3 高炉一座，2 8 5 0 m 3 高炉两座，4 3 5 0 m 3 高炉一座： 7 5 m 2 烧结机5 台，2 6 5 m 2 烧结机两台，3 6 0 m 2 烧结机l 台，以及其他相关各种配套 设施。在职人数4 3 0 0 余人。 烧结矿低温还原粉化指数( r d i ) 是烧结矿冶金性能的一个重要指标。目前我国大 多数高炉都采用精料方针，而高炉精料实际上是要生产足量的优质烧结矿，要求烧结 矿品位高、二氧化硅低、冶金性能好、化学成分稳定【 1 等。现今一致认为合理的炉 料结构是高碱度烧结矿加酸性球团矿或块矿【4 羽。烧结矿r d i 的升高及波动，不但直 接影响到高炉料柱的透气性，造成炉况不顺，而且增加炉顶吹出量【6 1 。高炉冶炼还原 粉化严重的烧结矿时，炉尘量大增、频繁结瘤、煤气分布不良、焦比升高、产量降低、 生铁质量变坏。同时对高炉炉龄，炉壁及热损失也都有较大影响【7 1 。因此，对大量使 用烧结矿为原料的高炉特别是大型高炉而言，通常要求烧结矿有尽可能高的低温还原 粉化撇( r d i + 3 1 5 ) 【8 1 。这样，就有必要了解烧结矿低温还原粉化的原因，以便采取相 应的措施，尽量减轻粉化，以满足高炉生产的需要。 1 1 f 氐温还原粉化性 低温还原粉化性( r e d u c t i o nd i s i n t e g r a t i o np r o p e r t y ) 即铁矿石( 烧结矿及球团矿) 在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后， 炉料下降到4 0 0 - - 6 0 0 。c 的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用，会发 生不同程度的碎裂粉化。严重时则影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。铁矿 石这种性能的强弱以低温还原粉化指数( r d i ) 来表示，或称l t b ( l o wt e m p e r a t u r e b r e a k - d o w n ) 。 2 壅i 盘堂亟堂焦逾耋釜! 主缱迨 1 2 检验方法 铁矿石低温还原粉化性的强弱已有国际标准化组织( i s o ) 制订的“铁矿石- 低温 粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法”及各国制订的方法进行检验，这些方法大同 小异，可分为静态检验和动态检验法。 1 2 1 静态检验法 静态检验法主要有以下3 种： ( 1 ) i s o 检验方法：( i s 0 4 6 9 6 - - - 1 9 8 4 ) 检验设备与测定铁矿石还原性的设备相 同。试样粒度为1 0 - 1 2 5 m m 、质量为5 0 0 9 。在还原煤气成分为2 0 c o ，2 0 c 0 2 ， 2 h 2 及5 8 n 2 ，允许杂质含量0 2 o 1 ，h 2 0 0 2 ，流量为2 0 l m i n ，温度为 5 0 0 c a ：1 0 c 的条件下还原6 0 m i n ，在n 2 气中冷却。把还原后的试样全部装入小转鼓 ( 9 1 3 0 m m x 2 0 0 m m ) 内进行检验，该转鼓内有两个高2 0 m m 的挡板，以3 0 r m i n 的速 度旋转1 0 m i n ，将转后的试样进行筛分，以+ 6 3 m m ，+ 3 1 5 m m ，0 5 m m 级的质量与 还原后入转鼓的试样总质量之百分比作为评价标准。分别以r d i + 6 3 ，r d l 3 i i 以及 r d l o 5 表示还原粉化指数。 ( 2 ) 日本钢铁厂的检验方法。先将试样在还原性检验装置中进行还原试验。试 样粒度：矿石、烧结矿为1 9 - 2 2 4 m m ，球团矿为1 0 - - 1 2 5 m m ，质量5 0 0 9 ，在还原 煤气成分为3 0 c o 、7 0 n 2 ，流量为1 5l m i n ，温度为5 0 0 的条件下还原3 0 m i n 。 然后把还原后的试样装入标准转鼓( 9 1 3 0 m m x 2 0 0 m m ) ，以3 0 r m i n 速度转动3 0 m i n 后对试样进行筛分，以小于3 m m 粒级的质量与还原后入转鼓前试样总质量之比的百 分数作为低温还原粉化率，以r d i ( 3 n u n ) 表示。 ( 3 ) 中国国家标准( g b t 1 3 2 4 2 9 1 ) 检验方法所使用的装置及工艺参数，与铁矿 石还原性检测方法基本相同。但还原温度为5 0 0 。c 士1 0 c ，还原时间为6 0 m i n ，还原气 体成分为2 0 c o ，2 0 c 0 2 ，6 0 n 2 ；h 2 的浓度 o 2 或2 0 。还原后试样通入n 2 冷却，然后全部装入小转鼓( ( p 1 3 0 m m x 2 0 0 m m ) 内，以3 0 r m i n 的转速转动1 0 m i n ， 将转鼓后的试样进行筛分，以+ 6 3 m m 、+ 3 1 5 m m 、0 5 r a m 粒级的质量与还原后入鼓 的试样总质量之比的百分数作为还原粉化指数。在评定时以r d l 3 1 5 作为考核指标， l m k 3 和r d i o 5 只作为参考指标。 1 2 2 动态检验方法 动态检验法主要有以下3 种： ( 1 ) 国际标准化组织检验方法( i s o d p 4 6 9 7 ) ，使用标准转鼓( t p l 3 0 m m 2 0 0 m m ) ， 内设4 个挡板( 高2 0 m m ，厚2 m m ) ；试样粒度1 0 - - 1 2 5 m m ，质量5 0 0 9 ，在还原气 3 体成分为2 0 c o 、2 0 c 0 2 、2 h 2 及5 8 n 2 ，允许杂质含量为0 2 0 1 、h 2 0 0 2 ， 流量2 0 l r a i n ，温度为5 0 0 的条件下，以1 0 r m i n 的转速回转，还原6 0 r a i n 后，以 n 2 气冷却。将还原后的试样进行筛分，评价标准与静态法相同。 ( 2 ) 德国奥特弗莱森( o t h f r e s e n ) 研究协会检验方法。使用非标准转鼓 ( q 1 5 0 m m x 5 0 0 m m ) ，内有4 个挡板( 高2 0 m m ) ，转鼓速度1 0 r m l n 。试样粒度：烧结矿 1 2 5 - - 1 6 m m ，矿石和球团矿1 0 - - - , 1 2 5 m m ；还原气体成分为2 4 c o 、1 6 c 0 2 、6 0 n 2 ， 流量15 l m i n ，其他作业参数和粉化指数表示法，与i s o d p 4 6 9 7 相同。 ( 3 ) 前苏联国家标准检验方法( r o c t l 9 5 7 5 8 4 ) 。使用非标准转鼓 ( t p l 4 5 m m x 5 0 0 m m ) ，内有4 个挡板( 高2 0 m m ) ，置于长l l o o m m ，内径2 4 0 m m 的电 炉内，转鼓转速1 0 r r a i n 。试样粒度1 0 - - - 1 5 m m ，质量5 0 0 9 ，还原气体成分为5 c o 及6 5 n 2 ，允许杂质含量为0 5 h 2 、o 1 0 2 和0 2 h 2 0 ，流量1 5 l m i n 。采用升温 加热制度：开始以1 5 m i n 升温至6 0 0 ，共4 0 m i n ，以后以1 4 3 m i i l 升温至8 0 0 ， 共1 4 0 m i n 。以小于l o m m 、5 - - 0 5 m m 和小于0 s m m 粒级的质量分别与试样总质量之 百分比作为还原强度指数、还原粉化指数及还原磨损指数。 1 2 3 静态与动态检验方法的比较 静态法在设备上可与还原性检验方法使用同一装置，转鼓检验在常温条件下进 行，工作条件好，容易密封；在操作上还原反应管温度分布均匀，温度测量点更接近 实际，试验结果稳定误差较小。 动态法的优点是还原与转鼓在同一装置内完成，操作简单。 两种方法的检验结果具有密切相关关系，然而不论静态或动态法的检验结果只具 有相对意义，与高炉内实际取样的结果有定性的相关关系，但绝对值相差甚大。1 9 8 0 年中国包头钢铁公司5 5 i n 3 高炉炉身取样表明：太原钢铁公司烧结矿的低温还原粉化 率( 3 r a m ) 为9 8 9 ，包头钢铁公司烧结矿为8 4 1 ，而按日本钢铁厂检验方法检验所 得值分别为2 7 1 及2 1 9 。升温法所得的还原粉化率比通行的恒温法更接近于生产 实际。 1 3 烧结矿低温还原粉化原因 低温还原粉化的根本原因是矿石中的f e 2 0 3 ，在低温( 4 0 0 6 0 0 ) 还原时，由赤 铁矿变成磁铁矿发生了晶格的变化，前者为三方晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立 方晶格，还原造成了晶格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力作用下碎 裂粉化。影响铁矿石( 烧结矿及球团矿) 低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、f e 2 0 3 的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温度及铁矿石中的其他元素的含量。 4 1 3 1 矿石的种类 以赤铁矿粉为原料的烧结矿r d i 3 o 较高；以磁铁矿粉为原料的烧结矿r d l 3 0 较 低。例如：烧结原料中澳大利亚赤铁矿配加量由4 3 5 增加到6 0 6 时，烧结矿的 r d l 3 o 值由3 1 3 6 提高到3 8 0 8 。德国k 格勒勃等研究表明：在烧结矿中碱度、 脉石含量及机械应力相同的条件下，烧结矿中f e 2 0 3 ( 包括原始及次生f e 2 0 3 ) 含量与 r d l 3 o 有密切的关系，f e 2 0 3 含量愈高，则i m i - 3 0 愈高。 1 3 2 内应力 烧结矿是多种矿物的集合体，冷却过程中，由于不同矿物的冷缩系数各异而产生 的应力，往往在烧结矿中强度较低的部位产生裂纹。浔度较低时，烧结矿性脆，还原 过程中产生的内应力引起应变，烧结矿耐不住这种应变时，便产生新裂纹，并使原有 的裂纹扩展，致使烧结矿粉碎。烧结矿的矿物组成越复杂、冷却速度越快，则烧结矿 的低温还原粉化越严重。还原过程中产生的内应力主要是由于烧结矿中的赤铁矿逐级 还原时体积膨胀引起的 9 1 。赤铁矿逐级还原时的体积变化如下： ， f e 2 0 3 一f e 3 0 4 _ f e o _ f e 体积1 0 0 1 2 51 3 2 1 2 7 烧结矿中的赤铁矿有两种，一种是原生赤铁矿，即原料中含有的、并在烧结过程 中保留下来的赤铁矿。这种赤铁矿以颗粒状态存在，还原时对烧结矿的破坏较小。另 一种是次生赤铁矿，即在烧结过程中由磁铁矿氧化生成的赤铁矿。次生赤铁矿如果是 由原料中的磁铁矿在烧结过程中直接氧化生成的，以颗粒状态存在，还原时对烧结矿 的破坏也较小：如果是由烧结熔体中以及铁酸钙在高温下分解出的磁铁矿再氧化生成 的赤铁矿，还原时对烧结矿的破坏最大。因为熔体中生成的磁铁矿呈分散状态，冷却 时很快被氧化成次生赤铁矿，主要分布在气孔、裂纹和粒状残存原矿的周围，呈平行 连晶状，称之为骸晶状菱形赤铁矿，其中夹杂着玻璃质、铁酸钙和磁铁矿等矿物。还 原时，骸晶状菱形赤铁矿的还原速度较快，而其中夹杂的矿物还原速度较慢，由于膨 胀程度的差异，使骸晶状菱形赤铁矿的还原产物与其中夹杂的矿物之间产生裂纹。 另外，由于骸晶状菱形赤铁矿处于烧结矿中原有裂纹的周围，还原膨胀使原有的 裂纹迅速扩展。还原期间新裂纹的产生和原有裂纹的扩展，使烧结矿的强度大幅度降 低，以致粉碎。 1 3 3 晶形转变 生产熔剂性烧结矿时，石灰或石灰石与矿石中的s i 0 2 发生作用生成硅酸钙体系 粘结相，它是相变物质，具有多晶转变的特性，其中p - 2 c a o s i 0 2 是低温稳定型， 5 p - 2 c a o s i 0 2 ( 可简写成p c 2 s ) 对y - 2 c a o s i 0 2 ( 可简写成1 , - c 2 s ) 来说是单变关系的介稳 定型。p c 2 s 在温度5 2 5 c 至2 0 。c 可转变成7 - c 2 s ，晶体在转交过程中，发生了晶格 的重新排列，使密度发生了变化，致使体积增加大约1 0 ，由于体积膨胀产生极大的 内应力，导致烧结矿粉碎，硅酸钙的存在及p - c 2 s 到) , - c 2 s 的晶体转变是导致烧结矿 粉化的主要原因，使得烧结矿强度下斛1 0 l 。 1 3 4f e 2 0 3 的结晶形态 f e 2 0 3 结晶形态的差异能引起r d i 较大的变化。结晶良好的天然f e 2 0 a ，r d i 一 般在3 0 以下( 按日本钢铁厂方法检验r d i - 3 0 ，以下同) ；天然磁铁矿氧化焙烧成的 f e 2 0 3 的结晶，焙烧初期呈线状，r d i 3 0 为2 2 4 ，焙烧后期呈多晶状，r d i 3 0 为1 0 3 ； 焙烧良好的球团矿，其中的f e 2 0 3 大部分是斑状，r d i 3 0 较低，酸性球团矿r o e 3 0 为3 4 1 ，自熔性球团矿为3 1 ；烧结矿中的f e 2 0 3 ，如斑状结晶体r d l 3 o 较低，但 当磁铁矿原料高温烧结后，在降温初期f e 3 0 4 迅速再氧化成f e 2 0 3 ，内部尚包裹着 f e 3 0 4 、硅酸盐玻璃质、c a o f e 2 0 a ，它的晶体外形多为菱形的骸晶状f e 2 0 3 ，具有最 高的r d i 3 o 。由于矿物内外还原速度和膨胀情况的不同，导致所生成的烧结矿产生许 多裂纹，造成更大的碎裂粉化。 1 3 5 烧结矿的碱度 烧结矿的r o i 3 0 一般随着烧结矿碱度提高而降低，因为随着烧结矿碱度提高， 其矿物组成发生了明显变化，烧结矿中铁酸钙增多，f e 2 0 3 含量下降，且高碱度烧结 矿熔融充分，由薄壁多孔变为了厚壁块状，同时在高碱度烧结矿中，大量的磁铁矿受 铁酸钙熔蚀，以熔蚀状和铁酸钙交织在一起呈网状结构，与磁铁矿被粘结相胶结的形 式大不相同，提高了烧结矿的强度，因之r d i - 3 o 也降低。 1 3 6 烧结温度 烧结温度高于1 3 0 0 c 时，产生较多的熔体，冷却过程中，从熔体内结晶出次生 的骸晶状菱形赤铁矿、柱状铁酸钙等，来不及结晶的硅酸盐熔渣形成玻璃质，这种烧 结矿称为熔融型烧结矿。烧结温度低于1 3 0 0 c 时，产生的熔体较少，冷却过程中， 从熔体内结晶出斑状赤铁矿、针状铁酸钙等，玻璃质很少，这种烧结矿称为中间型烧 结矿。如果烧结温度更低，基本上不通过熔体而是靠固相扩散生成的纤细赤铁矿和纤 细铁酸钙起固结作用，则这种烧结矿称为扩散型烧结矿。研究证明，柱状铁酸钙中固 溶有较多的a 1 2 0 3 和s i 0 2 ，从而引起的晶面收缩比针状铁酸钙和纤细铁酸钙的大，产 生的内应力也较大，裂纹粗而长，而且容易使裂纹扩展。因此，从抑制低温还原粉化 的角度来看，生产熔融型烧结矿是最不利的，应当发展中间型烧结矿，最好是发展扩 6 散型烧结矿 1 l - 1 3 1 。 1 3 7 烧结矿中脉石成分 ， 烧结矿的一些脉石成分如c a o 、m g o 、a 1 2 0 3 、f e o 、z i 0 2 对烧结矿的r d i 都有 一定的影响。烧结矿中c a o 、m g o 、f e o 含量高，则烧结矿r d i 3 0 低；a 1 2 0 3 、t i 0 2 高则r d i 3 _ o 升高。研究表明：赤铁矿转变为磁铁矿的相变温度( r u m ) 对于次生赤铁矿 的形成起重要作用。凡某种成分能提高t h m ，则有助于次生赤铁矿的生成：凡能降 低t h m 的成分，则不利于次生赤铁矿生成。c a o 、m g o 能降低t h m ，减少次生赤 铁矿生成，降低烧结矿r d i 3 o t i 0 2 刚好相反，它使r d i 3 0 升高。a 1 2 0 3 可使烧结矿 液相黏度增加，未还原的和残余的赤铁矿含量增加，烧结矿的r d i 3 0 上升。烧结矿 中f e o 高，烧结温度高，烧结矿中残余赤铁矿降低，r d i 3 o 降低。此外，碱金属对 r d i 有很不利的影响。 1 3 8 还原气体种类 用c o 还原时的粉化率比用h 2 还原时高得多。因为烧结矿中的铁氧化物在还原 过程中最初生成的海绵铁是c o 析碳反应( 2 c o = c 0 2 + c ) 的催化剂，在5 0 0 c 左右反应 进行最剧烈，析出的碳粒非常细，称之为烟黑，沉积在烧结矿的裂纹中。由于烟黑非 常细，聚集成较大晶粒的能力很强，在晶粒长大过程中，使烧结矿的裂纹扩展，这也 是造成烧结矿低温还原粉化的原斟1 舢1 7 1 。 1 4 对高炉冶炼的影响 日本广烟厂3 号高炉1 9 6 8 年曾统计烧结矿r d i 对高炉作业指标的影响。德国 蒂森( t h y s s e n ) 公司8 号高炉以低温还原粉化率高的球团矿( r d l 6 3 4 3 ，r d i - o 5 3 8 1 ) 代替烧结矿，生铁产量下降2 5 ，燃料消耗自5 2 0 k g t 增加到5 8 4 k g t 。法国索 尔梅( s o l m e r ) 福斯j - ( f o s s u r m e r ) 2 4 9 0 m 3 高炉生产实践证明：当炉料中r d i - 3 o 上升 7 2 ，高炉炉墙边缘r i c o 下降0 0 1 8 ；焦比上升4 k g 。各厂对入高炉铁矿石的低温还 原粉化率都有相应的规定。多数厂规定烧结矿r d i 3 o 6 5 ， r d l o 5 1 忿_ 0 0 0 1 被认为具有高度统计学意义。在显著性检验中，否定或接受无效假设的依据是“小概 率事件实际不可能性原理”。用在假设检验中，用来确定否定或接受无效假设的概 率标准( 显著性水平s i g n i f i c a n c el e v e l ) ，是指拒绝真实原假设( 类型i 错误) 的最大 可接受风险水平，并用0 到l 之间的概率表示。一般在开始分析之前设置，然后将 p 值与相比较以确定显著性：如果p 值小于或等于水平，则否定原假设，而接受 备择假