MgO含量对高铝铁矿球团强度的影响
刘桐
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，李兴旺
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，张俊杰
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，贾来辉
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，雷杰
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，龙红明
2,3
(1.中天钢铁集团(南通)有限公司， 江苏 南通 216100；2.安徽工业大学冶金工程学院， 安徽 马鞍山 243032；
3.安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室， 安徽 马鞍山 243032)
以高铝赤铁矿为主原料、菱镁矿为含镁添加剂制备镁质球团，探究MgO含量对高铝铁矿球团强度的影响。结果表明，生球落下强度随着MgO含量的增加会小幅下降，但仍然可以满足生产要求；焙烧球抗压强度随着MgO含量的增加呈现先降低再增高后又降低的趋势，当MgO质量分数约为1.80%时有助于降低MgO对焙烧球强度的不利影响；菱镁矿直接进入球团会大幅降低焙烧球抗压强度，需要经煅烧处理后才能用于镁质球团生产。采用FactSage热力学软件计算了MgO含量在不同焙烧温度下对球团液相生成量的影响规律，结合球团微观结构观察、孔隙度检测等多种手段，探究了MgO含量影响球团强度的作用机理。通过球团焙烧热力学、微观结构分析结果可知，焙烧球强度与焙烧时液相生成量密切相关，液相生成量在MgO质量分数为1.80%附近达到峰值，适量的液相加快了结晶质点的扩散，填充了球团中的孔隙，有利于焙烧球强度的提升。在适量的范围内添加镁质熔剂有助于降低其对高铝铁矿球团焙烧球强度的不利影响，该结论可为高铝镁质球团研究提供重要参考。
随着高炉生产规模的不断扩大，其对综合炉料质量的要求也在不断提高。“想要炼好铁，必须炼好渣”，高炉渣冶金性能是影响铁水生产质量的关键因素。近年来，由于铁矿石价格长期处于较高水平，国内钢铁企业大量使用价格相对较低的高铝铁矿石，导致高炉渣中Al
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含量明显增加，对高炉渣的熔化性、流动性等冶金性能造成了不利影响，直接影响高炉冶炼能耗及铁水质量。为保证高炉终渣具有良好的冶金性能，必须保证炉渣中含有适量的MgO，通常将镁质熔剂添加到烧结工序。烧结矿中MgO含量的升高有利于低温还原粉化性能的提升，但对还原度指数、转鼓强度、成品率等诸多指标都会产生不利影响。MgO的添加同样会对球团强度和还原性产生不利影响，但考虑到球团自身强度较高，而国内球团入炉比例普遍较低，相较添加到烧结工序中，将MgO加入球团中对生产的影响相对较小，因此镁质球团成为许多研究者的关注热点。
目前，对镁质球团的研究大部分以低铝铁精矿为主原料，球团中
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质量分数一般在0.3%~0.8%之间，很少超过1.0%，而关于高铝铁矿原料镁质球团性能的研究鲜有报道。此外，对镁质球团性能研究大多以结构表征为主，而对球团强度的热力学分析因素关注不多。基于此，笔者以高铝赤铁矿为主原料、以菱镁矿为添加剂制备镁质球团，开展MgO含量对高铝铁矿球团强度影响的研究，并采用FactSage热力学软件计算了在不同焙烧温度下MgO含量对球团液相生成量的影响规律，结合球团微观结构观察、孔隙度检测等多种手段，探究了MgO含量影响球团强度的作用机理，可为高铝镁质球团研究提供重要参考。
1)MgO含量的提升会对生球质量产生不利影响，但对生产的影响在可接受范围内；焙烧球抗压强度随着MgO含量的增加呈现先降低再增高后又降低的趋势，MgO质量分数在1.80%附近有助于降低MgO对焙烧球强度的不利影响。
2)菱镁矿直接进入球团会大幅降低焙烧球抗压强度，需要经煅烧处理后才能用于镁质球团生产。
3)通过球团焙烧热力学、微观结构分析可知，焙烧球强度与焙烧时液相生成量密切相关，液相生成量在w(MgO) = 1.80%附近达到峰值，适量的液相加快了结晶质点的扩散，填充了球团中的孔隙，有利于焙烧球强度的提升。
刘桐, 李兴旺, 张俊杰, 贾来辉, 雷杰, 龙红明. MgO含量对高铝铁矿球团强度的影响[J]. 中国冶金, 2023, 33(10): 17-23. LIU Tong, LI Xingwang, ZHANG Junjie, JIA Laihui, LEI Jie, LONG Hongming. Effect of MgO content on strength of high alumina iron ore pellets[J]. China Metallurgy, 2023, 33(10): 17-23.
http://www.zgyj.ac.cn/CN/Y2023/V33/I10/17
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