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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2014

01.12.2014

Fundamentals of Silico-Ferrite of Calcium and Aluminum (SFCA) and SFCA-I Iron Ore Sinter Bonding Phase Formation: Effects of CaO:SiO2 Ratio

verfasst von: Nathan A. S. Webster, Mark I. Pownceby, Ian C. Madsen, Andrew J. Studer, James R. Manuel, Justin A. Kimpton

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2014

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Abstract

Effects of basicity, B (CaO:SiO2 ratio) on the thermal range, concentration, and formation mechanisms of silico-ferrite of calcium and aluminum (SFCA) and SFCA-I iron ore sinter bonding phases have been investigated using an in situ synchrotron X-ray diffraction-based methodology with subsequent Rietveld refinement-based quantitative phase analysis. SFCA and SFCA-I phases are the key bonding materials in iron ore sinter, and improved understanding of the effects of processing parameters such as basicity on their formation and decomposition may assist in improving efficiency of industrial iron ore sintering operations. Increasing basicity significantly increased the thermal range of SFCA-I, from 1363 K to 1533 K (1090 °C to 1260 °C) for a mixture with B = 2.48, to ~1339 K to 1535 K (1066 °C to 1262 °C) for a mixture with B = 3.96, and to ~1323 K to 1593 K (1050 °C to 1320 °C) at B = 4.94. Increasing basicity also increased the amount of SFCA-I formed, from 18 wt pct for the mixture with B = 2.48 to 25 wt pct for the B = 4.94 mixture. Higher basicity of the starting sinter mixture will, therefore, increase the amount of SFCA-I, considered to be more desirable of the two phases. Basicity did not appear to significantly influence the formation mechanism of SFCA-I. It did, however, affect the formation mechanism of SFCA, with the decomposition of SFCA-I coinciding with the formation of a significant amount of additional SFCA in the B = 2.48 and 3.96 mixtures but only a minor amount in the highest basicity mixture. In situ neutron diffraction enabled characterization of the behavior of magnetite after melting of SFCA produced a magnetite plus melt phase assemblage.

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Metadaten
Titel
Fundamentals of Silico-Ferrite of Calcium and Aluminum (SFCA) and SFCA-I Iron Ore Sinter Bonding Phase Formation: Effects of CaO:SiO2 Ratio
verfasst von
Nathan A. S. Webster
Mark I. Pownceby
Ian C. Madsen
Andrew J. Studer
James R. Manuel
Justin A. Kimpton
Publikationsdatum
01.12.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2014
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-014-0137-5

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