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对邯郸球团矿抗压强度的影响(2)

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（4）焙烧生球：取1 kg 完整的生球放入耐高温吊篮中，并将其吊篮放入球团焙烧炉中进行预热，焙烧和冷却，共计时间45 min。其中预热20 min，焙烧15 min。冷却10 min。其中干燥风速0.9 m/s、料层厚度90 mm、预热温度900℃、焙烧温度1300℃。

（5）采用偏光显微镜对焙烧球团矿进行矿相分析并结合蔡司场发射扫描电子显微镜对焙烧球团矿进行微观扫描，同时运用X- 射线衍射仪并结合Jade 软件对焙烧球团矿进行图谱分析。最后结合FactSage软件对焙烧球团矿进行液相模拟分析。

3 试验结果与分析

3.1 生球性能的测定结果和分析

表3 生球性能结果与分析Table 3 Results and analysis of the pellet property试验编号生球粒度分布/% 水分/% 成球率/% 生球抗压强度/N 生球落下强度/ 次·(0.5m)-1＞ 16 mm 12.5-16 mm 10-12.5 mm 59 14.7 30.3 53.5 8.7 95.3 11.6 4.5 60 15.0 29.5 50.2 8.5 93.2 10.7 4.2 61 15.7 31.2 51.9 8.5 94.5 10.6 4.3 62 12.3 25.7 52.3 8.5 93.7 9.7 4.1 63 14.5 33.5 42.9 8.3 90.1 9.7 3.6

从表中可以得出通过对不同矿粉的搭配随着SiO2含量的增加，成球率趋于下降，SiO2含量从3.0增加到5.0 下降不是很明显，当SiO2含量增加到7.0 时成球率下降较明显，但成球率都稳定在90%以上，SiO2含量为3.0 时，成球率最高，达到了95.3%。生球的抗压强度呈直线下降，当SiO2含量为3.0 时，生球的抗压强度最高，达到11.6/N。生球的落下强度也随着SiO2含量的增加而趋于缓慢的下降，但下降不太明显，都稳定在4.1 ～ 4.5 之间。造成以上结果的原因主要是由于为了控制SiO2的含量增加了PMC 矿粉的配比，而邯钢球团矿所使用的PMC 矿粉和邯邢精粉粒度非常细，这样矿粉的比表面积越大，自由能也越大，成球率越高，所造出的生球也非常密实，强度也很强。综上所述当SiO2含量为3.0 时对成球率和生球的性能是最有利的。

3.2 球团矿的抗压强度结果和分析

3.2.1 球团矿的抗压强度

图1 球团矿抗压强度Fig.1 Compressive strength of pellet ores

从图中可知，随着SiO2含量的增加球团矿的抗压强度逐渐下降，且下降趋势非常明显。SiO2含量为3.0 时，球团矿的抗压强度最强，平均达到了3255 N，SiO2含量为7.0 时，球团矿的抗压强度最差，平均只有2357 N。形成这种结果的主要原因由于随着SiO2含量的增加，球团矿中的硅酸盐矿物增多，一方面少量的硅酸盐矿物能产生较少的液相，而较少的液相有助于球团矿的粘结，使得球团矿的抗压强度的增强，但过多的液相对球团矿的抗压强度起到了破坏的作用，另一方面，过多的硅酸盐会阻碍球团矿中赤铁矿晶粒的结晶和再结晶，这对球团矿的抗压强度的降低起到了主要影响，我们可以通过球团矿的矿相，扫描电镜并结合模拟软件对以上分析的原因加以证明。

3.2.2 球团矿矿相对抗压强度分析

图2 球团矿外部矿相图片Fig .2 Picture of outer ore phase of the pellets

从图2 可以看出，每组球团矿的氧化非常充分，球团矿中的未氧化的Fe3O4较少，球团矿中Fe2O3互联优良，球团矿整体的抗压强度都比较的好且都能达到2000 N 以上。当SiO3含量为3% 时，可以从矿相图上看出，球团矿中Fe2O3晶粒粗大，而且Fe2O3晶粒互联网状组织也非常多，显微结构非常紧密，并且球团矿中的钙铁橄榄石含量较少，均匀的分布在Fe2O3晶粒周围，少量的钙铁橄榄石与Fe2O3胶结良好，球团矿中的孔洞较少，整体骨架形成，球团矿的抗压强度最高；当球团矿中SiO2含量增加到5% 时，球团矿中Fe2O3晶粒较大，Fe2O3晶粒互联网状组织也较多，显微结构相对紧密，球团矿中的钙铁橄榄石含量较多，且分布不是很均匀，阻碍了Fe2O3晶粒的再结晶，同时球团矿外部出现的孔洞的尺寸也相对较大，影响了球团矿的抗压强度，致使球团矿的抗压强度降低；当SiO2含量为7% 时，可以从矿相图中看出，Fe2O3晶粒较小，Fe2O3晶粒互联较差，球团矿中的钙铁橄榄石含量很多，过多的钙铁橄榄石阻碍了Fe2O3晶粒连晶，其中产生的孔洞数量也比较的多，严重破坏了球团矿的抗压强度，也导致了球团矿的抗压强度下降明显。

图3 球团矿内部矿Fig .3 Picture of inner ore phase of the pellets

从图3 分析可知，一般情况下球团矿的边缘和中层氧化程度较好，但三组球团矿的内部氧化也都基本上完全，未氧化Fe3O4的同样不是很多这进一步说明了五组球团矿的抗压强度都达到2000 N 以上。当SiO2含量为3% 时，内部孔洞较少且孔洞尺寸不是很大，Fe2O3晶粒连晶紧密，球团矿强度很强；当SiO2含量为5% 时，内部孔洞很多，孔洞尺寸较大，Fe2O3晶粒连晶相对密实，晶粒尺寸也较大；当SiO2含量为7% 时，内部孔洞非常多，且尺寸很大，Fe2O3晶粒非常小，晶粒连晶非常少，球团矿强度下降。

文章来源：《硅酸盐学报》网址: http://www.gsyxbzz.cn/qikandaodu/2021/0301/453.html