摘要 燒結(jié)礦質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)高爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生重大影響，與煉鐵的優(yōu)質(zhì)、低耗、高效益密切相關(guān)。隨著高爐“精料”技術(shù)的發(fā)展，對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量要求除品位高、雜質(zhì)少、粒度均勻外，還要求有較好的冶金性能。燒結(jié)礦冶金性能主要包括還原度、低溫還原粉化率、軟熔滴落性能等。

關(guān)鍵詞  冶金性能 低溫還原粉化 FeO 軟熔滴落

1 前言

鋼鐵市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為了降低鐵前成本，燒結(jié)配加大批量外礦粉，各種礦粉的冶金性能不盡相同，尤其燒結(jié)配料后，燒結(jié)礦的粒度、低溫還原粉化、還原度、軟熔滴落等性能變化較大，對(duì)高爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生重大影響。因而，在生產(chǎn)過(guò)程中針對(duì)進(jìn)廠的原料，逐步摸索出最佳的原料配比及提高燒結(jié)礦質(zhì)量方法尤為重要。

2 燒結(jié)礦低溫還原粉化性能

 2.1燒結(jié)礦低溫還原粉化性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總

近段時(shí)間，燒結(jié)使用主要含鐵原料有：阿特拉斯、銀商卡粉、楊迪粉、低品高鎂堿粉（成分見(jiàn)表1），分別按R2中線(xiàn)2.0、中線(xiàn)1.9作比較試驗(yàn)，含鐵原料配料情況見(jiàn)表2，相應(yīng)的燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)、還原度見(jiàn)表3。

2.2 燒結(jié)低溫還原粉化性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.2.1相關(guān)關(guān)系

下面6張圖是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的FeO、SiO2、CaO、MgO與RDI或RI的關(guān)系圖。

從以上的變化趨勢(shì)可以看出：

（1）圖1→隨著燒結(jié)礦SiO2的變化，燒結(jié)礦RDI+3.15mm粉化指數(shù)逐漸升高；

（2）圖2→隨著燒結(jié)礦FeO的提高，燒結(jié)礦RDI-0.5mm粉化指數(shù)逐漸下降；

（3）圖3→隨著燒結(jié)礦FeO的提高，燒結(jié)礦RDI+3.15mm粉化指數(shù)逐漸升高；

（4）圖4→隨著燒結(jié)礦FeO的提高，燒結(jié)礦還原度RI指數(shù)逐漸下降；

（5）圖5→隨著燒結(jié)礦CaO提高（燒結(jié)礦SiO2或R2提高），燒結(jié)礦RDI+3.15mm粉化指數(shù)逐漸升高；

（6）圖6→隨著燒結(jié)礦MgO的提高，燒結(jié)礦RDI+3.15mm粉化指數(shù)先升高后下降。

2.2.2  根據(jù)所用含鐵原料變動(dòng)相近情況的比較

（1）含鐵原料不做大幅度調(diào)整時(shí)，堿度中線(xiàn)2.0比堿度中線(xiàn)1.9低溫還原粉化指數(shù)要好；比較化驗(yàn)成分TFe、SiO2、Al2O3波動(dòng)不大，只是FeO、MgO發(fā)生偏差。

（2）  3月6日與3月7日相比較：FeO 9.5  MgO 1.97比FeO 7.8  MgO 1.67粉化率要好得多；

（3）3月10日FeO  7.8  MgO  1.75與3月11日FeO  10.0  MgO  1.49相比都比較好；

（4）  3月13日FeO  8.3  MgO  1.56和3月17日FeO  9.8   MgO 1.46比較，3月13日粉化率差得多；

（5）  3月18日FeO 9.3   MgO 1.73和3月23日FeO 8.4   MgO 1.70比較，3月18日要優(yōu)于3月23日。

通過(guò)比較得出，燒結(jié)礦的低溫粉化指數(shù)FeO略高要比偏低的好，但同時(shí)偏高會(huì)降低燒結(jié)的還原度，造成高爐焦比升高；FeO、MgO同時(shí)制約著燒結(jié)礦的低溫還原粉化性能，尤其FeO是低溫還原粉化性能的關(guān)鍵因素。

2.3  燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)機(jī)理剖析

2.3.1  FeO

燒結(jié)礦中FeO升高，燒結(jié)過(guò)程中燒結(jié)溫度升高，高溫保持時(shí)間延長(zhǎng)，液相增多，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度，同時(shí)由于燒結(jié)礦中FeO升高，在燒結(jié)過(guò)程中可以減少Fe2O3生成，抑制冷卻過(guò)程中Fe2O3—Fe3O4晶格轉(zhuǎn)變而造成的體積膨脹，降低RDI-0.5mm的值。

2.3.2  MgO

燒結(jié)礦中MgO含量增加，燒結(jié)礦的RDI-0.5mm變化不大，其原因是由于鎂離子進(jìn)入磁鐵礦晶格中取代鐵離子、并填充于八面體空位中，從而減低了磁鐵礦的晶格缺陷程度；同時(shí)穩(wěn)定磁鐵礦，防止或減輕其氧化再生赤鐵礦，故而抑制燒結(jié)礦的低溫還原粉化。

2.3.3   R2

由于R2不同，燒結(jié)礦生成的液相也不同，隨堿度升高鐵酸鈣粘結(jié)相增多，F(xiàn)e3O4晶粒與粘結(jié)相礦物形成網(wǎng)狀溶蝕結(jié)構(gòu)或粒狀交織結(jié)構(gòu)。特別是高堿度燒結(jié)礦磁鐵礦被鐵酸鈣溶蝕晶粒細(xì)小，形狀渾圓呈它形晶或半自形晶，與鐵酸鈣緊緊相連而形成溶蝕結(jié)構(gòu)，兩者之間有較大的接觸面和摩擦力，因此鑲嵌牢固，燒結(jié)礦的強(qiáng)度相應(yīng)提高，低溫還原粉化指數(shù)有所改善。

2.4 影響燒結(jié)低溫還原粉化性能因素

要為高爐提供優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦，燒結(jié)礦FeO的控制是關(guān)鍵。降低燒結(jié)礦中 FeO含量有利于提高燒結(jié)礦的還原性，使燒結(jié)礦的熔滴區(qū)間變窄，有利于降低高爐消耗，但過(guò)低的FeO含量會(huì)惡化燒結(jié)礦的低溫還原粉化性能，使高爐透氣性變差，不利于提高冶煉強(qiáng)度。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)礦FeO含量不僅和原料結(jié)構(gòu)、燒結(jié)礦堿度、MgO含量和SiO2含量等因素有關(guān)，而且受燒結(jié)料層厚度、配碳量、混合料水分等作用的交互影響。

2.4.1  燒結(jié)料層厚度的影響 　　

厚料層燒結(jié)是實(shí)現(xiàn)低碳、低亞鐵、高強(qiáng)度和高還原性的基礎(chǔ)。隨著料層厚度的增加，燒結(jié)過(guò)程“自動(dòng)蓄熱” 能力增強(qiáng)，配碳量降低，料層中氧化性氣氛增強(qiáng)，增加了低價(jià)鐵的氧化。同時(shí)由于料層提高，料層內(nèi)高溫保持時(shí)間相對(duì)增加，有利于強(qiáng)度和還原性都較好的鐵酸鈣形成和發(fā)育，從而抑制了燒結(jié)過(guò)程中Fe2O3向Fe3O4的轉(zhuǎn)變，使燒結(jié)礦FeO含量下降。

2.4.2  燃料配比的影響 

理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明：碳、水、風(fēng)的合理匹配是保證燒結(jié)礦優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的基礎(chǔ)。隨著配碳量的增加，碳不完全燃燒的比例增加，CO生成量增加，料層中CO濃度相對(duì)提高，還原性氣氛加強(qiáng)，燒結(jié)礦中FeO含量升高。

2.4.3  水分的影響 　　

水分對(duì)FeO含量的影響是通過(guò)改變燒結(jié)料層中的氣氛來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在燒透的前提下，適當(dāng)提高混合料的水分，料層的透氣性變好，同時(shí)水蒸汽加快了熱量在料層內(nèi)部的傳遞，傳熱前沿移動(dòng)速度加快，加上H+和OH-的助燃作用，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程加快，燃燒帶變薄，還原性氣氛保持時(shí)間短，從而使FeO含量低。

4 燒結(jié)礦軟熔滴落性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總

燒結(jié)礦的冶金性能不僅包括500°C低溫還原粉化性能及900°C的還原性能，而且燒結(jié)礦的荷重還原軟熔滴落也是最重要的指標(biāo)之一。一般燒結(jié)礦堿度在1.95±0.1條件下，軟化的開(kāi)始溫度○1T10≥1100℃，軟化終了溫度在1300-1350℃，軟化溫度區(qū)間○2（T40-T10）≤150°C,在100-120℃比較合適，凡軟化溫度區(qū)間（T40-T10）變小，對(duì)降低高爐軟熔帶的透氣性是有利的；反之，如果軟化開(kāi)始溫度低，軟化溫度區(qū)間自然變大，不利于軟熔帶透氣性的改善；一般燒結(jié)礦熔滴落性能，要求○3Ts≥1400°C,越高越好；要求最大壓差○4ΔPm越低越好；○5熔融區(qū)間（Td-Ts）≤100°C，越低越好；○6總特性值S越低越好。試驗(yàn)期的燒結(jié)礦軟熔滴落性能見(jiàn)表4。

根據(jù)表4軟熔滴落數(shù)據(jù)，軟化開(kāi)始溫度偏高，說(shuō)明有較多的氣-固相反應(yīng)空間，且軟化區(qū)間、熔滴區(qū)間較窄，能夠滿(mǎn)足高爐的需求，結(jié)合低溫還原粉化率+3.15mm較高，-0.5mm偏低、還原度較高，可以看出3月3日和3月18日的燒結(jié)礦冶金性能比較好。

目前我廠已將還原度和低溫還原粉化率作為燒結(jié)礦質(zhì)量的日常評(píng)定指標(biāo)。而荷重還原軟熔滴落性能由于沒(méi)有統(tǒng)一的判定標(biāo)準(zhǔn)，所以多用于實(shí)驗(yàn)研究。但只要依據(jù)其判定原則，并結(jié)合還原粉化率、還原度的數(shù)據(jù)綜合分析才能全面的判斷燒結(jié)礦的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。

5  結(jié)論

燒結(jié)礦的冶金性能要低溫還原粉化、還原度、軟熔滴落性能相互結(jié)合，通過(guò)對(duì)近段時(shí)間燒結(jié)礦的冶金性能分析可以得出： 燒結(jié)礦R2  1.9±0.1、SiO2 ≤5.5 %、TFe 55.0±0.5 %,燒結(jié)礦FeO按9.0±0.5 %比較合適。 但隨著燒結(jié)含鐵原料磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦使用配比的不同，燒結(jié)礦的SiO2、MgO、R2、FeO應(yīng)合理控制，才能提高燒結(jié)礦冶金性能，滿(mǎn)足高爐需要。

6 參考文獻(xiàn)

［1］許滿(mǎn)興，《燒結(jié)礦冶金性能對(duì)高爐主要操作指標(biāo)的影響》

          范曉慧  . 《鐵礦燒結(jié)優(yōu)化配料原理與技術(shù)》