原波  唐曉東  吳戰(zhàn)林

（陜西龍門鋼鐵有限責(zé)任公司煉鐵廠，陜西·韓城，715405）

摘  要：燒結(jié)礦是高爐冶煉的原料之一，燒結(jié)礦產(chǎn)量的高低，質(zhì)量的好壞直接影響高爐的生產(chǎn)順行與否。高爐對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量越來越高，不僅要求含鐵品位高，強(qiáng)度好，小于5mm燒結(jié)礦的含量少，化學(xué)成分穩(wěn)定，還要有良好的冶金性能。目前公司五座高爐燒結(jié)礦的入爐率可達(dá)到78%，為了更進(jìn)一步提高入爐率，減少塊礦和球團(tuán)的配加比例，本文結(jié)合冶金性能實(shí)驗(yàn)室對(duì)燒結(jié)杯和生產(chǎn)做出的數(shù)據(jù)，對(duì)影響燒結(jié)礦質(zhì)量的因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)礦質(zhì)量；冶金性能；低溫還原粉化指數(shù)；高溫還原性

1 前言

燒結(jié)礦的質(zhì)量由化學(xué)成分，物理性能，冶金性能組成，其中化學(xué)成分是基礎(chǔ)，物理性能是保證，冶金性能是關(guān)鍵。影響燒結(jié)礦質(zhì)量的因素很多，本文結(jié)合燒結(jié)杯和實(shí)際生產(chǎn)樣的數(shù)據(jù)整理重點(diǎn)對(duì)亞鐵、堿度、氧化硅、氧化鎂對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響進(jìn)行分析。

2 燃料及亞鐵對(duì)燒結(jié)礦的影響

表1  燒結(jié)杯結(jié)果對(duì)比

（1）由表1可以看出，1號(hào)與2號(hào)兩個(gè)燒結(jié)杯在燃料配比分別為4.0%和4.5%，帶來的結(jié)果是亞鐵由7.02升高到8.14，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)也由60.67%升到70.33%。

（2）在3號(hào)與4號(hào)兩個(gè)燒結(jié)杯中，燃料的配比都加到了4.8%，但是燒結(jié)礦的強(qiáng)度卻沒有提升的跡象，反而還停留在70%左右的水平。再從表1中看四個(gè)燒結(jié)杯的成礦率和固燃單耗看，2號(hào)燒結(jié)杯的成礦率最高，為76.6%。而在轉(zhuǎn)鼓基本相同的結(jié)果中，2號(hào)燒結(jié)杯的固燃單耗也是最低的。這說明亞鐵偏低對(duì)燒結(jié)礦的強(qiáng)度不利。亞鐵偏高對(duì)燒結(jié)礦的強(qiáng)度也起不到提升的作用。

（3）在一定的燃料配比范圍內(nèi)，隨著配碳量的增加，亞鐵含量也隨著升高, RDI+3.5指數(shù)同樣也隨著提高，但是由于高亞鐵燒結(jié)礦在高爐內(nèi)部的還原性較差，會(huì)帶來DI指數(shù)的降低。降低亞鐵可以改善燒結(jié)礦的高溫還原性，但是太低的亞鐵又會(huì)惡化低溫粉化指數(shù)。因此生產(chǎn)中應(yīng)盡量減少亞鐵的波動(dòng)區(qū)間。穩(wěn)定高爐的生產(chǎn)順行。

（4）事實(shí)證明，燒結(jié)礦的強(qiáng)度不是亞鐵越高越好，生產(chǎn)應(yīng)兼顧燒結(jié)礦的強(qiáng)度和冶金性能。只有合適的亞鐵既能滿足燒結(jié)礦的質(zhì)量要求，還能降低燒結(jié)成本。這才是我們尋求的燒結(jié)之路。

3 堿度對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響

表2 燒結(jié)礦的強(qiáng)度與堿度的關(guān)系

表3 燒結(jié)礦R與冶金性能關(guān)系

（1）由表2、表3可以看出燒結(jié)礦質(zhì)量與堿度密切相關(guān)，必須堅(jiān)持高堿度燒結(jié)。

（2）MgO含量對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量中起到負(fù)能量的作用，MgO在燒結(jié)過程中生成MgO·Fe₃O₄，阻礙了Fe₃O₄轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe₂O₃，減少了鐵酸鈣的生成，對(duì)燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性起阻礙作用。

表4 燒結(jié)礦MgO、R與燒結(jié)礦物理性能關(guān)系

燒結(jié)生產(chǎn)配加MgO，主要是因?yàn)闊�結(jié)礦進(jìn)入高爐后其中一定量MgO的含量使?fàn)t渣有一定的流動(dòng)性，并滿足脫硫脫堿的需求。

4 二氧化硅對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響

表5  燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比

（1）上表中，兩個(gè)燒結(jié)杯的原料配比基本一致，從表中可以看出，SiO2從5.09升為5.48時(shí)，其轉(zhuǎn)股指數(shù)下降了1%，成品率也下降了0.28%，低溫粉化指數(shù)及高溫還原指數(shù)都有下降趨勢(shì)。

表6  近期生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比

（2）由上表可知，在實(shí)際生產(chǎn)中，SiO2含量的增加也會(huì)導(dǎo)致低溫粉化指數(shù)的降低。結(jié)合表5、表6， SiO2含量控左右制在5%較為合適。

（3）SiO2是影響燒結(jié)礦質(zhì)量的重要成分，在燒結(jié)生產(chǎn)中，二氧化硅是燒結(jié)生成渣相的主要組分，也是燒結(jié)生產(chǎn)鐵酸鈣粘結(jié)相的重要組分。在燒結(jié)礦生產(chǎn)中，SiO2含量不能過高或過低，4.6%-5.3%為最佳，低于最低值會(huì)渣相不足影響燒結(jié)礦的強(qiáng)度，高于最高值則會(huì)隨著硅酸鹽渣相增大，影響燒結(jié)礦的強(qiáng)度和冶金性能。

5 燒結(jié)礦冶金性能

燒結(jié)礦的冶金性能包括500℃低溫還原粉化RDI，900℃高溫還原DI，荷重還原軟化性能，熔融滴落性能。這些性能是反映燒結(jié)礦在高爐內(nèi)部形態(tài)。高爐內(nèi)部從上往下依次分為塊礦帶，軟熔帶，滴落帶。其中高爐上部的塊礦帶占真?zhèn)�高爐壓力損耗的15%，處于爐身下部的和爐腰的軟熔帶阻力損失占總高爐總壓損的25%，處于爐腹部位的滴落帶阻力損失占高爐總壓損的60%。因此影響高爐順行的主要部位是熔滴帶。其次兼顧影響高爐上部的低溫還原粉化指數(shù)，和影響高爐爐腰的高溫還原性能。可見燒結(jié)礦冶金性能的重要性。

（1）燒結(jié)礦還原性分析

900℃還原性，是燒結(jié)礦的還原性指標(biāo)，即RI，生產(chǎn)過程中，燒結(jié)礦的還原性好，可以改善爐料在高爐內(nèi)的間接還原，降低燃料消耗，但是燒結(jié)礦得還原度并不是越高越好，在一定的堿度條件下，隨著燒結(jié)礦還原性的提高，其低溫還原粉化指數(shù)會(huì)降低，從而影響高爐上部的透氣性。因此生產(chǎn)實(shí)踐中我們通常要求燒結(jié)礦既要有良好的還原性，又要有良好的強(qiáng)度。所有一般采用高堿度燒結(jié)礦以增加燒結(jié)過程中的鐵酸鈣改善燒結(jié)礦的強(qiáng)度同時(shí)也也保障還原性。

表7  生產(chǎn)燒結(jié)礦冶金性能測(cè)定

上表為近期生產(chǎn)樣燒結(jié)礦冶金性能的試驗(yàn)結(jié)果。從表中看，序號(hào)4的低溫還原粉化指數(shù)與高溫還原性均表現(xiàn)良好。序號(hào)為1、2、3、的生產(chǎn)樣原料配比在基本相同的情況下，高溫還原性明顯偏低。序號(hào)4、5生產(chǎn)樣原料配比基本相同，但是5在高堿度低亞鐵的配比中還原性仍然偏低，可判定為數(shù)據(jù)異常。在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們就是要從不斷的優(yōu)化配比的過程中尋求更加合理的原料配比。使其滿足高爐的生產(chǎn)需要。

（2）荷重軟熔滴落性能的分析

表8  荷重軟熔滴落性能測(cè)定數(shù)據(jù)

表8為四個(gè)燒結(jié)杯的荷重軟熔滴落數(shù)據(jù)。其中△T1=T10-T40，△T2=Td-T10，△T3=Td-Ts。

軟化溫度區(qū)間值越低，說明越有利于改善高爐的透氣性，相反，軟化溫度區(qū)間值越高，會(huì)增加軟熔帶的厚度，影響高爐的順行。其中軟化開始的溫度的升高會(huì)有利于整個(gè)軟化溫度區(qū)間的降低。

表中序號(hào)4的軟化區(qū)間最窄為121℃。在堿度為1.99時(shí)，3號(hào)燒結(jié)杯開始熔化溫度最高，為1080℃。而在堿度為2.10的3號(hào)燒結(jié)杯開始熔化溫度為1053℃，說明并不是堿度越高，越有利于軟化開始溫度的提升。

表中1號(hào)燒結(jié)杯的滴落溫度最低為183℃。說明在高爐內(nèi)部的阻力也是最小的。但是其軟化溫度區(qū)間最寬，在它在軟熔帶的阻力最大。

6 結(jié)論

影響燒結(jié)礦質(zhì)量的因素非常多，因此，應(yīng)從優(yōu)化原料配比精心備料抓起，結(jié)合燒結(jié)礦杯的的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不斷進(jìn)行優(yōu)化。

燒結(jié)礦優(yōu)良的冶金性能是燒結(jié)礦質(zhì)量的關(guān)鍵因素。近期分別對(duì)三臺(tái)燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)樣做了兩次跟蹤樣，從總體上低溫還原粉化性能良好，高溫還原性能普遍很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到公司要求的DI≥75%，因此可適當(dāng)降低亞鐵含量，以期望得到更好的高溫還原度。繼續(xù)堅(jiān)持高堿度燒結(jié)礦路線。

參考文獻(xiàn)：

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