低温燒結

低温燒結(low temperature sintering)是一種鐵礦石燒結工藝。它以較低的燒結温度，產生一種強度高、還原性好的較理想的黏結相礦物-針狀鐵酸鈣，並以此去粘結那些部分起反應或未起反應的殘餘礦石 ^[1]  。

工藝礦物學的研究表明：燒結礦質量的優劣與其中私結相礦物有密切關係。在眾多的黏結相礦物中以針狀鐵酸鈣礦物的還原性及機械強度最好。因之，提高燒結礦質量的重要途徑是發展以針狀鐵酸鈣為主的燒結礦枯結相礦物。針狀鐵酸鈣是一種鈣、鋁、硅複合鐵酸鹽，簡寫為SFCA ^[2]  。

低温燒結與高温熔融型燒結工藝相比，有以下特點：

(1)燒結温度低，高温保持時間長。低温燒結工藝的最佳燒結温度為1230-1270℃，最高不超過1300℃。1100℃以上的高温保持時間在3-5min以上，比高温熔融型燒結工藝要長1-3min。

(2)燒結礦的膠結相以針狀鐵酸鈣為主，其數量超過30%-40%，而高温熔融型燒結礦，由於燒結温度超過1300℃，針狀鐵酸鈣變為柱狀或分解，其數量將急劇減少。

(3)燒結礦的顯微結構為交織熔蝕結構。理想的燒結礦結構，是由兩種礦相組成的非均質結構。一種屬於多元體系的針狀膠結相，另一種是被上述膠結相所膠結的殘留礦石顆粒。未熔礦石約佔30%-40%。以赤鐵礦為主的燒結料，其殘餘結構礦石為赤鐵礦；以磁鐵礦為主的燒結料，其殘餘結構礦石為磁鐵礦 ^[1]  。

生產中要實現低温燒結工藝應具有以下條件：

(1)良好的原料準備。對原料、燃料、熔劑和返礦等燒結原料應進行嚴格整粒，充分混勻。並應有一定比例的粒度粗、強度高、還原性好，多孔的礦石作為成球核心。以化學反應好，易於形成鐵酸鈣的細礦粉作為外面的粘附穎粒，藉以獲得理想的準顆粒結構。嚴格控制制粒的水分，加強混合料的制粒，最大限度的提高料層透氣性。

(2)生產高鹼度燒結礦。一般鐵礦粉或鐵精礦絕大多數都是酸性礦，為獲得針狀鐵酸鈣，必須添加較多的石灰石或生石灰。據研究，燒結礦鹼度(CaO/SiO₂)1.5以上時，即有一定量鐵酸鈣出現，但以鹼度1.7-1.8為最好。

(3)燒結礦中要有適宜的鋁硅比。Al₂O₃以0.1-0.2為宜，只有這樣才可在較低的燒結温度下(1230-1270℃)促成針狀鐵酸鹽的生成。

(4)合理的燒結制度。由Fe₂O₃和CaO組成的熔體大約在1200℃產生。當温度超過1300℃時，鐵酸鈣熔解或熔化變為次生赤鐵礦或磁鐵礦及渣相。另外，為使針狀鐵酸鈣和“粒狀赤鐵礦”穩定形成，温度又要嚴格控制在高於1250℃，而且1100℃以上的高温保持時間應長一些，以保證有足夠的反應時間。因此，低温燒結的工藝操作，耍求低碳、高料層、高氧位，並按原料的特性，採用合理的點火、燒結制度，儘量符合理想加熱曲線。

低温燒結礦由於強度好、亞鐵低、還原度高，因此在燒結節能、高爐增產節焦等方面都十分顯著 ^[3]  。