一铁烧结一田卫东讲义(配料工、看火工).ppt

烧结看火工、配料工专业技能培训 烧结一车间 烧结矿的成矿机理 固相反应 液相生成 冷凝结晶固结 烧结矿的成矿机理固相反应 固相反应是在一定的温度物料没有熔化之前，两种固体的这种或那种离子克服晶格中的结合力，在晶格内部进行位置交换，并扩散到与之相接触的邻近的其他晶格内进行的反应。这种反应能够进行的重要因素是温度，而且固相下只能进行放热的化学反应，反应产物是固体。在烧结过程中，由于燃料的燃烧产生高温废气加热了烧结料，这为固相反应的进行创造了条件。 烧结矿的成矿机理固相反应 1)在烧结料部分或全部熔化以前，料层中每一颗粒相互位置是不变动的，每个颗粒仅与它直接接触的颗粒发生反应，而且两种物质间反应的最初产物只能形成同一种化合物， (2)Fe2O3只能溶入SiO2而不能与SiO2发生相互作用，而Fe3O4则不能与CaO反应， (3)颗粒之间的固相反应，产生新生盐类再结晶，可以在颗粒之间搭桥而产生一定的固结作用。但烧结过程进行较快，固相反应由固相扩散控制，反应速度较慢，得不到充分发展，也就不足以形成有效的固相联结。 烧结过程的固相反应只是为液相的生成提供了条件。 烧结矿的成矿机理固相反应 提高固相反应速度的因素主要有： 1）原始物料的细化提高其分散度，增加颗粒之间的接触面积，同时活化表面晶格，加快固相反应； 2）温度的升高促使固相物质内能增加，晶格质点振动加强，体系趋于不稳定，扩散加速； 3）添加混磨的细铁酸盐等活性物质，促进固相反应； 4）烧结混合料颗粒密实，改善物料颗粒之间的接触，也能有效的促进固相反应。 烧结矿的成矿机理液相生成 烧结过程中一些低熔点物质在高温作用下，熔化成液态物质，在冷却过程中，液体物质凝固而成为那些尚未熔化和溶入液相的颗粒的坚固连接桥。因此，液相生成是烧结矿固结的基础，液态物质的数量和性质是影响烧结矿固结的好坏、烧结矿冶金性能优劣的最重要因素。 在烧结物料中，主要矿物都是高熔点的，在烧结温度下大多不能熔化。当物料加热到一定温度时，各组分之间有了固相反应，生成新的化合物，各新生化合物之间，原烧结料各组分之间，以及新生化合物与原组分之间存在低共熔点，使得它们在较低的温度下生成液相，开始熔融。 烧结矿的成矿机理液相生成作用 (1)液相是烧结矿的粘结相，将未熔的固体颗粒粘结成块，保证烧结矿具有一定的强度； (2)液相具有一定的流动性，可进行粘性或塑性流动传热，使高温熔融带的温度和成分均匀，液相反应后的烧结矿化学成分均匀化； (3)液相保证固体燃料完全燃烧，大部分固体燃料是在液相形成后燃烧完毕的，液相的数量和粘度应能保证燃料不断地显露到氧位较高的气流孔道附近，在较短时间内燃烧完毕； 烧结矿的成矿机理液相生成作用 (4)液相能润湿未熔的矿粒表面，产生一定的表面张力将矿粒拉紧，使其冷凝后具有强度； (5)从液相中形成并析出烧结料中所没有的新生矿物，这种新生矿物有利于改善烧结矿的强度和还原性。 液相生成量多少为佳的定量结论，有待进一步研究，一般应有一定的固体颗粒不熔，以保证高温带的透气性，而且要求液相粘度低和具有良好的润湿性。从质和量方面恰当地调整液相乃是烧结工作者研究的基本任务。 烧结矿的成矿机理影响液相生成因素 (1)烧结温度。包括最高温度、高温带厚度、温度分布等，由配碳量、点火温度、时间、料层高度与抽风负压等来决定。 （2）烧结矿碱度。在SiO2一定的情况下，烧结矿的液相量随着碱度的增加而增加。碱度是影响液相量和液相类型的主要因素。 烧结矿的成矿机理影响液相生成因素 （3）烧结气氛。烧结气氛关系到烧结过程铁氧化物的氧化与还原，还原性气氛，FeO多，熔点降低，液相量增加。 （4）烧结矿SiO2量。 SiO2关系高硅酸盐液相的数量。 Al2O3量，使熔点降低的趋势。MgO使熔点增加的趋势 烧结矿的成矿机理冷凝结晶固结 燃烧层移动后，被熔化的物质温度下降，液相放出能量而结晶或变成玻璃体。如果在冷凝过程中放出了几乎所有多余能量，则液相全部转变为结晶体析出。而在实际烧结过程中，冷却速度很快，有相当的潜能来不及释放而蕴藏在里面，从而使不少硅酸盐以玻璃体形态存在于烧结矿中，其数量的多少取决于冷却速度的快慢程度。 在烧结过程中并非全部烧结料都熔化为液相，有些原料，特别是粒度大的，往往来不及熔化，它们被周围的液相粘结起来，冷凝后成为多孔的烧结矿。 烧结矿的成矿机理冷凝结晶过程 结晶过程：高熔点的铁氧化物(Fe304、Fe2O3，)在冷却时首先析出；其次，它们周围是低熔点化合物和共晶混合物析出，质点从液态的无序排列过渡到固态的有序排列，体系自由能降低到趋于稳定状态。