原波 唐曉東 陳東文 吳戰林

（陜鋼集團龍鋼公司煉鐵廠）

摘要：隨著市場鐵礦石價格的持續上漲及供礦緊張，龍鋼公司計劃引進新的外蒙礦種。本文著重考察同化性、液相流動性、粘結特性、連晶特性4大燒結特性，并與目前龍鋼公司主要燒結礦粉超特、印粉進行分析比較。從而為龍鋼公司合理引進新礦種優化配礦結構提供參考意見。

關鍵詞：鐵礦粉；燒結特性；優化配礦

1  實驗礦種方法及礦粉成分

本實驗以外蒙礦跟澳大利亞礦粉超特、印粉進行分析比較。實驗采用鐵礦粉燒結基礎特性進行實驗。通過微型燒結法檢測鐵礦粉的同化性、液相流動性、粘結強度、連晶強度4大燒結特性。

表1實驗所用三種礦粉的化學成分

2  三種礦粉實驗結果及分析

2.1  外蒙礦粉與超特、印粉的同化性能分析

鐵礦粉的同化性能是礦粉與CaO的反應能力，表征的是鐵礦粉在燒結過程中生成液相的難易程度。

圖1

由實驗數據可以看出外蒙礦粉的同化溫度最高，其同化能力最差。而超特、印粉兩種礦粉同化溫度較低。最低同化溫度超特和印粉相差不大。

三種礦粉均屬于高硅礦。外蒙礦粉的SiO2含量最高為7.16%。盡管它硅含量最高，有利于形成復合型鐵酸鈣。但分析認為外蒙礦粉同化溫度較高的主要原因是其本身CaO含量過高由于同化性實驗是采用純CaO壓成的小餅上放置鐵礦粉樣品。鐵礦粉自身含CaO越多自身堿度越高，鐵礦粉中CaO含量高時在高溫條件下抑制了反應界面的液相生成量，因此需要更高的溫度來反應生成液相。其次外蒙礦粉中MgO也高大2.08%, MgO是高熔點物質，會促進赤鐵礦分解呈磁鐵礦，且抑制鐵酸鈣的形成，在高溫的固相反應中會形成難熔物。

燒結礦的同化溫度過高不利于燒結混合料固結在一起。過低則影響燒結料層透氣性。對燒結礦產質量有一定影響。外蒙礦粉同化溫度較高，因此在配入外蒙礦粉代替超特粉后，應增加其他同化溫度較低的礦種，才能穩定燒結礦的質量而不受影響。

2.2  外蒙礦粉與超特、印粉的液相流動性能分析

鐵礦粉的流動性能是指鐵礦粉與CaO反應生成液相的流動能力。它表征的是礦粉的有效粘結范圍。

本實驗通過在二元堿度4.0條件下進行實驗，其液相流動性能如下表2

表2

由上表可知外蒙礦粉液相流動性能最好，在1250℃就產生液相流動性。超特粉在1270℃流動，印粉則在1250℃、1270℃、1300℃均為產生流動，液相流動性能最差。

液相流動性能越好，其有效粘結范圍越廣，這有利于混合料的粘結。但是過大的液相流動性能容易使粘結層變薄，從而形成薄壁大孔的燒結礦結構。

因此用外蒙礦粉代替超特粉時需要考慮完全等配比替換帶來的影響。外蒙礦粉液相流動性能比超特還要好，等比例替代超特后可以進一步改善燒結料的綜合流動性能。用外蒙礦粉替代流動性能差的印粉，燒結料綜合流動性能將大大提升。則可能會使燒結礦整體變脆，固結強度降低。

2.3  外蒙礦粉與超特、印粉的粘結強度分析

粘結強度表征的是鐵礦粉在燒結過程中形成的液相對周圍核礦石進行固結的能力。實驗用樣品小餅燒結后進行抗壓強度測試。本實驗粘結強度在燒結溫度1280℃環境下，分別在堿度1.8、2.0、2.2條件下進行實驗，其結果如下表3：

表3

從表中看外蒙礦粉在堿度1.8、2.0、2.2條件下樣品均產生熔化，無法對其進行壓力測試。從產生的液相來看，液相量增加，強度會較未熔化的鐵礦粉樣品高。

超特粉在三種堿度條件下粘結強度逐步升高，且在2.2堿度中粘結強度明顯增強。

印粉則在1.8堿度條件下表現最好，在2.0堿度條件下粘結強度最差。

2.4  外蒙礦粉與超特、印粉的連晶特性分析

連晶特性是指鐵礦石在造塊過程中靠鐵礦物自身晶體再結晶長大而形成固相固結的能力。實驗用純鐵礦粉樣品高溫焙燒后進行抗壓強度測試。三種礦粉連晶強度如下圖：

圖2

從上表看，外蒙礦粉的連晶強度明顯要比超特、印粉高很多。

分析認為。超特粉和印粉均屬于典型的澳大利亞褐鐵礦，結晶水含量較多，揮發后留有氣孔，不利于鐵礦粉粉的連晶發展。外蒙礦粉的連晶特性表現較好，可判斷其礦種應是赤鐵礦為主，褐鐵礦為副的混合礦粉。需要說明的是因為目前燒結人的理念中多以高堿度燒結為主，鐵礦粉自身的連晶性能在在燒結過程中難以單獨存在，因此在優化配礦中不以連晶特性為主要參考。

3  結論

（1）外蒙礦粉是一種半赤半褐的混合礦粉，其同化溫度較高，流動性能很好，連晶強度較好。

（2）  用外蒙礦粉代替相同比例的超特粉有利于改善燒結料的流動性能。但是其同化溫度較高，實際生產中可能需要適當提升點火溫度。

（3）用外蒙礦粉代替流動性能差的印粉，燒結混合料的流動性會大為改善，但同時可能會使燒結料形成大孔薄壁結構，降低燒結礦的強度。因此需增加致密性較好流動性能差的赤鐵礦及磁鐵礦配比。就目前的生產配比而言，具體替代多少對燒結礦質量影響，后期可通過燒結杯實驗進行驗證。

參考文獻

[1]  許滿興，張天啟，鐵礦石優化配礦實用技術，冶金工業出版社

[2]  吳勝利，劉宇，杜建新，米坤，林鴻，鐵礦石的燒結基礎特性之新概念，北京科技大學學報