袁曉陽  閆建明

（五礦營口中板有限責任公司）

摘  要  近年來，隨著鋼鐵工業迅速發展，企業之間的競爭越來越激烈，鐵前成本和效益是企業的生產之本。低成本是當今高爐煉鐵最重要、最迫切的核心問題。某公司通過改善爐料結構，以低堿度燒結礦代替部分球團礦和塊礦入爐冶煉，在不影響高爐順行的情況下，實現降低鐵水成本，從而降低鋼材成本。

關鍵詞  低堿度  燒結礦  高堿度

為了有效的利用低價鐵礦粉資源，優化燒結質量指標的控制，降低生鐵成本，公司利用低價礦粉生產低堿度燒結礦，代替部分球團礦和塊礦入爐冶煉。公司在132m2燒結機上生產低堿度燒結礦，目的有以下兩方面：1、利用132m2燒結機大比例使用低價鐵礦粉，同時降低燒結礦有害元素對其它機型的影響，改善高堿度礦的性能。2、降低高價塊礦或者球團礦等高價酸性料的配比，降低鐵水成本。

132m2燒結機生產低堿燒結礦，其堿度控制為0.6，入爐爐料中高堿燒結礦在75%左右，低堿燒結礦的配比10%～15%，球團礦和塊礦的總配比在10%～15%。在這種爐料結構下，高爐順行良好，鐵成本也得到了控制，這說明在入爐爐料中配加部分低堿度燒結礦代替球團礦和塊礦是可行的。從冶金性能來看，低堿度燒結礦的轉鼓指數、還原性都比高堿度燒結礦低，低溫還原粉化性能惡化，這與燒結礦中的礦相組成有著很大的關系，而燒結礦的礦相很大程度上決定于燒結原料中礦粉、燃料的質量以及配比。

1  研究分析

1.1  生產使用的原燃料特點

132m2燒結機生產低堿度燒結礦，主要使用的是澳礦粉，其具體的配比以及原燃料的物理成分見表1。

從表1可以看出，這些燒結用礦大比例使用FB、羅布河、超特低價礦，這與生產低堿度燒結礦的初衷是相符合的。熔劑方面，由于是生產低堿度燒結礦，其堿度為0.60，所以生石灰的配加量由生產高堿度燒結礦時的5%，降低到了3.3%，在提高了混合料水分的前提下(生產低堿度燒結礦的混合料水分為7.6%，生產高堿度燒結礦的混合料水分為7.1%) ，沒有對混合料的造球性能造成太大的影響。而由于混合料鋁含量比較高，為了保證爐渣的流動性(合適的鎂鋁比)，使用了菱鎂石代替白云石。總的來講，生產低堿度燒結礦的原料特點是:品位低、脈石多、有害微量元素( P、S)含量較高、堿金屬( K、Na)含量高、物料燒損大、礦耗高。

原、燃料經過混勻、造球后，在132m2燒結機上進行燒結生產，其工藝參數與該燒結機生產高堿度燒結礦時的工藝參數對比見表2。

從表2可以看出，低堿度燒結礦相對于高堿度燒結礦臺時產量明顯降低，利用系數下降0.2左右，由于混合料中的水分配入量增大，使得料層的透氣性降低，所以在生產低堿度燒結礦時，將料層厚度減小115mm，以改善其透氣性，這也就導致了燒結機臺時產量和利用系數的降低。

1.2  低堿度燒結礦的成分

在表2的生產條件下燒結得到的低堿度燒結礦成分與目前我公司使用的高堿度燒結礦的成分做了對比，見表3。

從表3中可以看出，由于大量使用了低價位鐵礦粉燒結，使得成品低堿度燒結礦比高堿度燒結礦的品位高了3.27%。低堿度燒結礦的FeO含量更高，因為低堿度燒結礦的強度要靠FeO來保證。由于低堿度燒結礦的混合料中配加高鋁含量礦粉，所以導致成品礦中的Al2O3含量較高，因高爐爐渣鎂鋁比控制范圍下調，所以雖然低堿鋁含量升高，但是鎂含量較高堿降低。通過控制混合料中堿性熔劑的配入量，使得前者成礦的二元堿度(R2)和后者差異。

1.3  低堿度燒結礦的冶金性能

1.3.1  低堿度燒結礦的粒度組成以及轉鼓指數

低堿度燒結礦的粒度分布以及轉鼓指數同高堿度燒結礦的數據對比見表4。

從低堿度燒結礦的粒度分布看：大粒級的成礦明顯增加，粒徑大于40mm的燒結礦平均升高將近8%，小粒度級0-5mm的變化不大，5-10mm的粒度級上升8%，10-16mm的粒度級減少7%左右，16-25mm以及25-40mm粒度級所占的比例分別有不同幅度的提高。

經過轉鼓試驗測定，低堿度燒結礦的轉鼓指數為73.60%，而高堿度燒結礦的轉鼓指數為82.08%，二者相差將近8.48個百分點。其原因是多方面的:

（1）研究表明，生成鐵酸鈣最適宜的二元堿度在1.8～2.2之間，而我公司的低堿度燒結礦的二元堿度僅為0. 6，在燒結過程中產生大量的硅酸鹽液相，導致生成SFCA所必須的CaO含量不足，導致SFCA生成量較少，而鐵酸鈣是保證燒結礦轉鼓強度至關重要的因素。

（2）由于低堿度燒結礦的FeO和SiO2的含量比較高，導致成礦中含有大量的鐵橄欖石( 2FeO·SiO2)。鐵橄欖石擁有較好的強度，這是低堿度燒結礦的強度在SFCA嚴重不足的情況下仍能得以保證的重要原因。

1.3.2  低堿度燒結礦的低溫還原粉化指數以及還原性

生產低堿度燒結礦的最終目的是替代部分球團礦以及塊礦入爐冶煉，以降低煉鐵成本。故在表5中給出了低堿度燒結礦與我公司在用的塊礦以及球團礦的低溫還原粉化指數（RDI）、還原性（RI）的對比結果。

從以上數據分析可以看出，低堿度燒結礦無論是與塊礦還是球團相比，其低溫還原粉化指數RDI+3.15、還原強度指數RDI+6.3都要低很多，但是其還原性明顯優于球團和塊礦，完全可以滿足高爐對燒結礦的要求。

2  結論

公司生產并使用低堿度燒結礦以來，高爐順行情況良好，從目前生產情況來看，使用低堿度燒結礦不僅有效的利用了低價位礦粉，代替了部分價格較高的球團礦和塊礦，降低了生鐵成本，提高了經濟效益。

（1）低堿度燒結礦的生產過程中，應該注意高鋁原料的配入量，因為Al2O3的含量不論是對燒結礦的冷態強度還是高溫冶金性能，都有很大的影響。應該避免為了單純的追求降低成本而加大高鋁礦粉的使用，這會影響高爐的順行。

（2）由于燒結礦堿度的限制，燒結過程中生成大量的鐵酸鈣是不可能的。FeO含量增多的同時，Fe2O3的含量減少，對于改善燒結礦的低溫還原粉化特性是有利的。FeO與SiO2形成的鐵橄欖石有利于改善燒結礦的強度，但是由于鐵橄欖石的還原性不好，FeO的含量也不宜過高。

（3）相比于高堿度燒結礦，低堿度燒結礦的大粒度級成礦增加，兩極分化嚴重，轉鼓指數明顯降低；還原性要優于球團礦和塊礦，但其低溫還原粉化性能惡化嚴重。綜合考慮低堿度燒結礦的特點，建議增大低堿度燒結礦的入爐粒級，小粒級的成礦做返礦返回燒結，以降低由于其低溫還原粉化性能不良對高爐冶煉造成的影響。

3  參考文獻

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