1前言
是化工厂生产硼砂和硼酸的副产物，其中含铁氧化物、CaO、MgO、MnO2、B2O3等对炼铁有用的矿物之和60%以上，一般硼泥中含SiO215%～25%，B2O32%～4%、MgO30%～40%，是烧结球团的硼源，也是镁源。
随着高炉炼铁精料技术的发展，炼铁工作者越来越认识到精料的重要意义，特别是高炉大型化的发展趋势对高炉精料有了更严格的要求。球团矿作为一种优质的高炉炉料具有一系列的优点，是高炉精料工作的重要研究方向，近年来为国内越来越多的企业所重视。品位高是球团矿最为显著的特点，也是国内高炉使用球团矿越来越多的主要原因，但是为了追求较高的球团品位，球团用铁矿粉中硅含量的降低，在一定程度上影响了球团矿的质量。因此，为了获得高质量的球团矿，需要在球团生产中配加一些含镁添加剂，硼泥就是一种有益的尝试。

2原料物化性能及试验研究方案

本试验选用了SiO2含量都比较低的磁铁矿和赤铁矿，其化学成分如表1。磁铁矿粉的品位为69.02%，赤铁矿粉品位为66.78%，两种矿粉的SiO2含量分别为1.53%和2.71%。试验用硼泥的MgO含量比较高，为47.87%，硼泥的SiO2含量为23.79%，烧损为15.38%。膨润土SiO2含量为65.77%，烧损为9.97%。本试验用两种矿粉的粒度都比较细，-200目的含量分别为88.77%和89.89%，表2是两种矿粉的粒度组成分析结果。

表1 试验用原料化学成分：

表2 矿粉粒度组成：

本研究的试验方案如下：分别以磁铁矿和赤铁矿配加0%、1%、2%和3%的硼泥，磁铁矿配加1.5%的膨润土，磁铁矿配加0.5%膨润土，共8种试验方案，如表3。试验方法首先根据方案进行配料、造球，然后生球在恒定温度的管式电炉内进行焙烧。最后对焙烧后的球团分析其抗压强度和冶金性能。其中造球在 800mm的圆盘造球机内进行，管式电炉的温度在700~1280℃内可调并能够保持稳定。

表3 试验方案及各方案球团成分

3硼泥对磁铁和赤铁矿球团焙烧强度的影响

3.1硼泥对磁铁矿球团焙烧强度的影响

磁铁矿粉分别配1%、2%和3%硼泥的球团矿进行了950℃下的预热试验和1280℃下的焙烧试验，预热和焙烧试验后分别测定不同硼泥配比球团的抗压强度，表4是生球配比及试验结果。从预热和焙烧结果来看，预热球和焙烧球的抗压强度在配加硼泥后都有所提高。在1280℃的温度下焙烧球的抗压强度都比较高，在2800N/P以上。在不配加硼泥的情况下，磁铁矿粉焙烧球的强度为2862N/P，在配加硼泥后焙烧球的强度都超过了3000N/P，并且随着硼泥配加比例的增加，焙烧球的抗压强度也随之增加。

配加硼泥后，焙烧球的抗压强度得到提高，主要是硼泥中B2O3组分的作用结果。B2O3的熔点很低，可与多数氧化物生成低熔点的化合物固溶体，使粘结相的熔点和粘度降低。这样一方面在相同的温度下液相较早生成，生成量增加，增强了粘结作用，另一方面这些低熔点液相流动性较好，促进了铁酸钙的生成和赤铁矿晶粒的长大聚合，最终使得球团矿的抗压强度得到提高。

表4 磁铁矿配硼泥的球团预热和焙烧强度

3.2硼泥对赤铁矿球团焙烧强度的影响

表5是赤铁矿配1%、2%和3%硼泥的球团矿在950℃下预热的预热球抗压强度和1280℃下焙烧的焙烧球抗压强度。由于赤铁矿粉的SiO2含量比磁铁矿粉高1.18%，所以为了减小磁铁矿和赤铁矿球团SiO2含量的差异，赤铁矿球团中只配了0.5%的膨润土。

从预热和焙烧试验结果看，赤铁矿不配硼泥时，预热球和焙烧球的抗压强度都比较低，分别是231N/P，1347N/P。由于赤铁矿与磁铁矿的焙烧固结机理不同，在焙烧过程没有氧化放热过程，因此需要提供比磁铁矿焙烧更高的焙烧温度。赤铁矿配加硼泥后，随着硼泥配比的增加，在相同的温度下，预热球和焙烧球的抗压强度都明显提高。在1280℃的温度下，配1%硼泥的球团矿抗压强度比不配硼泥的赤铁矿球团抗压强度提高了1276N/P，超过了2500N/P，能够满足高炉入炉的要求。试验结果证明了硼泥可以有效降低赤铁矿球团的焙烧温度，提高赤铁矿球团的焙烧强度。

表5 赤铁矿配硼泥的球团预热和焙烧强度结果

4硼泥对球团矿冶金性能的影响

4.1硼泥对球团还原膨胀率的影响

图1和图2分别是磁铁矿和赤铁矿分别配不同比例硼泥的球团矿的还原膨胀率。从试验结果看，不配硼泥时，100%磁铁矿和100%赤铁矿球团的还原膨胀现象比较严重，还原膨胀率分别是60.34%和30.28%，远远达不到高炉入炉要求。其还原膨胀率较高的原因是，磁铁矿的SiO2含量过于低，在焙烧过程形成的液相粘结相较少，还原过程Fe2O3到Fe3O4的晶格转变容易导致还原膨胀率增加，另外试验用磁铁矿的钾钠等碱金属含量比较高，这也较容易导致球团矿的还原膨胀率升高。虽然赤铁矿SiO2含量比磁铁矿高，但在0.5%膨润土配比下，其成品球团的SiO2含量大约在3%左右，与配1.5%膨润土的磁铁矿球团SiO2含量相当，其球团矿还原膨胀率也比较高。从图1和图2来看，配加硼泥后，随着硼泥配比的增加球团矿的还原膨胀率有降低的趋势。磁铁矿配2%硼泥时，球团矿的还原膨胀率降低到到了18.07%，赤铁矿配1%硼泥时，球团矿的还原膨胀率降低到了20.09%，完全可以满足高炉入炉要求。

球团中配加硼泥能够降低球团矿的还原膨胀率的原因，主要是硼泥中的MgO组分的作用结果。MgO由于其Mg2+的活性较大，在氧化物内溶解度大，容易达到均衡分布，生成MgO Fe2O3，减少Fe2O3到Fe3O4的晶格转变，抑制膨胀。

表6 还原膨胀率试验结果

4.2对球团矿还原性的影响

从试验结果来看，无论是磁铁矿还是赤铁矿，在配加硼泥后还原度均有所降低，并且随着硼泥配加比例的提高，还原度呈下降趋势，但总体下降幅度不大，如图3和图4所示。分析其原因，一方面硼泥中的B2O3在焙烧过程中由于比较容易形成液相，这样成品球团固结过程中玻璃相成分增加，球团孔隙率降低，致使球团矿还原度相应降低，另一方面，由于硼泥中还含有较多的MgO成分，MgO的存在能够在一定程度上改善球团矿的还原性，因此配加硼泥后球团矿的还原度下降幅度相对较小。

5结论

（1）球团中配加一定比例的硼泥可以有效的改善球团矿的抗压强度，尤其是对于需要较高焙烧温度的赤铁矿球团，硼泥可以有效降低其焙烧温度。

（2）低硅球团还原过程中膨胀现象比较严重，达不到高炉入炉的要求，配加一定比例的硼泥后能够显著的改善其还原粉化现象，本研究中配加2%的硼泥后，磁铁矿球团和赤铁矿球团的还原膨胀率都能够控制在20%以下，满足高炉入炉的要求。

（3）配加一定比例硼泥后，球团还原度有所下降，但是幅度相对较小，对球团矿质量影响比较有限。