2.5　熔剂

2.5.1　烧结用熔剂

烧结加熔剂的目的：

①改善烧结过程、强化烧结，提高烧结矿产量、质量。

②可以向高炉提供自熔性或高碱度的烧结矿，强化高炉生产。

熔剂（图2-6）的种类及性质介绍如下。

（1）石灰石（CaCO3）

①颜色为白色或乳白色，手感较好。

②硬脆，易破碎。

③入厂粒度要求<100mm，烧结要求<3mm占90%。

（2）白云石（CaCO3·MgCO3）

①颜色为淡黄色或灰白色，有玻璃光泽，扎手。

②硬，难破碎。

③入厂粒度要求<100mm，烧结要求<3mm占90%.

（3）生石灰（CaO）　是石灰石高温煅烧后的产品，颜色为白色，吸水性强。目前，很多烧结厂用生石灰作为烧结熔剂，可强化烧结过程。生石灰遇水后，发生消化反应生成消石灰，消石灰表面呈胶体状态，吸水性强，粘结性大，可以改善混合料的成球性，同时，消化过程放出热量，可以提高料温，减少烧结过程的过湿现象。生石灰的用量一般为3%～5%。用量过多，其强化效果不明显，还对烧结矿强度带来不利影响。

（4）消石灰[Ca（OH）2]　添加困难，环境污染严重，较少使用。

（5）橄榄石/蛇纹石　这类熔剂同时带入两种造渣成分，即MgO和SiO2，可使造块产品质量提高。蛇纹石化学式：Mg6[Si4O10]（OH）8；成分含量：MgO 43.6%、SiO2 43.6%、H2O 13.1%。蛇纹石是调整烧结矿MgO和SiO2含量的原料，主要由叶蛇纹石和纤维蛇纹石组成。纤维蛇纹石的结构水排出温度较低，不利于烧结过程和烧结矿冶金性能的改善，因此烧结工艺应选用纤维蛇纹石含量较低的品种。降低蛇纹石的粒度，有利于改善烧结过程和烧结矿冶金性能，烧结用蛇纹石的粒度最好控制在0～1mm之间。

（6）石英石　用于补充铁矿中SiO2的不足，尤其在有色金属冶金中需酸性渣冶炼时的原料造块中广泛使用。

2.5.2　球团添加剂

添加剂的使用是为了改善球团的化学成分，特别是其造渣成分。有些添加剂还具有粘结性，如石灰及钙镁化合物、返料、粘结性特别高的矿石。添加剂应用较多的是石灰石和消石灰。石灰石作为球团原料添加之前，要磨细，使其粒度达到比表面积为2500～4000cm2/g，通常采用干磨方式。添加石灰石的目的是为了调节球团碱度。消石灰既是粘结剂，又是碱性添加剂。

白云石、石灰石也作为补充的碱性添加剂使用。白云石是与方解石同晶形的混合晶体。在球团焙烧过程中，碱性添加剂先同酸性脉石成分反应，在铁氧化物颗粒之间生成中性或碱性基质。

熔剂性球团是一个正在日益引起全世界钢铁厂家注意的课题。美国一些钢铁公司一直致力于熔剂性球团的生产。1962年，一些公司在共和矿的链箅机-回转窑球团厂生产了约35000t仅添加石灰石的熔剂性球团。用这种球团和其他球团进行的高炉冶炼试验，不能显示出生产熔剂性球团所多投入的资金是否能取得补偿，也无从证明在长期性的基础上，在这些工厂生产熔剂球团所需的投资是否合理、合算。

由于某些炼钢厂不断成功地使用了熔剂性球团，以及要求降低铁水和钢的成本、提高钢材质量这一经济发展形势，促使对熔剂性球团的使用进行了更深入的研究。

所谓熔剂性球团矿，通称自熔性球团矿或碱性球团矿，是指在配料过程中添加有含CaO的矿物生产的球团矿（四元碱度大于0.90）。

熔剂性球团矿，正常情况下，主要矿物是赤铁矿。铁酸钙粘结相的数量随碱度的不同而不同，此外，还有少量硅酸钙。含MgO较高的球团矿中，还有铁酸镁，由于FeO可被MgO置换，实际上为镁铁矿，可以写成（Mg·Fe）O·Fe2O3。

熔剂性球团矿的焙烧温度较低，在此温度下停留时间较短时，它的显微结构为赤铁矿连晶，以及局部由固体扩散而生成的铁酸钙。当焙烧温度较高及在高温下停留时间较长时，则形成赤铁矿和铁酸钙的交织结构。因为铁酸钙在焙烧温度下可以形成液相，故气孔呈圆形。

当有硅酸盐同时存在的情况下，铁酸盐只能在较低温度下才能稳定。1200℃时，铁酸盐在相应的硅酸盐中固熔，超过1250℃，铁酸盐发生下列反应：

CaO·Fe2O3+SiO2 CaSiO3+Fe2O3

Fe2O3再结晶析出，铁酸盐消失，球团矿中出现了玻璃体硅酸盐。

熔剂性球团矿与酸性球团矿相比，其矿物组成较复杂，除赤铁矿为主外，还有铁酸钙、硅酸钙、钙铁橄榄石等。焙烧过程中产生的液相量较多，故气孔呈圆形大气孔，其平均抗压强度较酸性球团矿低。