[科普中国]-低温烧结

低温烧结(low temperature sintering)是一种铁矿石烧结工艺。它以较低的烧结温度，产生一种强度高、还原性好的较理想的黏结相矿物-针状铁酸钙，并以此去粘结那些部分起反应或未起反应的残余矿石。

简介低温烧结(low temperature sintering)是一种铁矿石烧结工艺。它以较低的烧结温度，产生一种强度高、还原性好的较理想的黏结相矿物-针状铁酸钙，并以此去粘结那些部分起反应或未起反应的残余矿石1。

工艺原理工艺矿物学的研究表明：烧结矿质量的优劣与其中私结相矿物有密切关系。在众多的黏结相矿物中以针状铁酸钙矿物的还原性及机械强度最好。因之，提高烧结矿质量的重要途径是发展以针状铁酸钙为主的烧结矿枯结相矿物。针状铁酸钙是一种钙、铝、硅复合铁酸盐，简写为SFCA2。

工艺特点低温烧结与高温熔融型烧结工艺相比，有以下特点：

(1)烧结温度低，高温保持时间长。低温烧结工艺的最佳烧结温度为1230-1270℃，最高不超过1300℃。1100℃以上的高温保持时间在3-5min以上，比高温熔融型烧结工艺要长1-3min。

(2)烧结矿的胶结相以针状铁酸钙为主，其数量超过30%-40%，而高温熔融型烧结矿，由于烧结温度超过1300℃，针状铁酸钙变为柱状或分解，其数量将急剧减少。

(3)烧结矿的显微结构为交织熔蚀结构。理想的烧结矿结构，是由两种矿相组成的非均质结构。一种属于多元体系的针状胶结相，另一种是被上述胶结相所胶结的残留矿石颗粒。未熔矿石约占30%-40%。以赤铁矿为主的烧结料，其残余结构矿石为赤铁矿；以磁铁矿为主的烧结料，其残余结构矿石为磁铁矿1。

工艺条件生产中要实现低温烧结工艺应具有以下条件：

(1)良好的原料准备。对原料、燃料、熔剂和返矿等烧结原料应进行严格整粒，充分混匀。并应有一定比例的粒度粗、强度高、还原性好，多孔的矿石作为成球核心。以化学反应好，易于形成铁酸钙的细矿粉作为外面的粘附颖粒，借以获得理想的准颗粒结构。严格控制制粒的水分，加强混合料的制粒，最大限度的提高料层透气性。

(2)生产高碱度烧结矿。一般铁矿粉或铁精矿绝大多数都是酸性矿，为获得针状铁酸钙，必须添加较多的石灰石或生石灰。据研究，烧结矿碱度(CaO/SiO2)1.5以上时，即有一定量铁酸钙出现，但以碱度1.7-1.8为最好。

(3)烧结矿中要有适宜的铝硅比。Al2O3以0.1-0.2为宜，只有这样才可在较低的烧结温度下(1230-1270℃)促成针状铁酸盐的生成。

(4)合理的烧结制度。由Fe2O3和CaO组成的熔体大约在1200℃产生。当温度超过1300℃时，铁酸钙熔解或熔化变为次生赤铁矿或磁铁矿及渣相。另外，为使针状铁酸钙和“粒状赤铁矿”稳定形成，温度又要严格控制在高于1250℃，而且1100℃以上的高温保持时间应长一些，以保证有足够的反应时间。因此，低温烧结的工艺操作，耍求低碳、高料层、高氧位，并按原料的特性，采用合理的点火、烧结制度，尽量符合理想加热曲线。

低温烧结矿由于强度好、亚铁低、还原度高，因此在烧结节能、高炉增产节焦等方面都十分显著3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学