許滿興¹   張?zhí)靻?sup>2

（1北京科技大學(xué)）  （2安徽銅陵旋力鋼鐵公司）

摘要：本文首先用高爐內(nèi)塊狀帶、軟化帶和熔融滴落帶三帶的透氣阻力與爐料冶金性能的關(guān)系，介紹了燒結(jié)礦冶金性能內(nèi)容和價值，論述了配碳和燒結(jié)溫度、堿度和礦物組成、燒結(jié)礦主要組分及有害元素四大因素對燒結(jié)礦冶金性能的影響，文章最后提出了幾點結(jié)論性意見。

關(guān)鍵詞：冶金性能  配碳與燒結(jié)溫度  堿度和礦物組成

1  燒結(jié)礦的冶金性能與高爐內(nèi)的透氣性^［1］

高爐內(nèi)各帶透氣阻力示圖

由于目前燒結(jié)礦佔高爐爐料的比例占70%—80%，燒結(jié)礦的冶金性能對高爐冶煉過程的透氣性變化起著決定性作用，因此研究和分析影響燒結(jié)礦的冶金性能具有重要的作用和價值。由高爐內(nèi)各帶透氣阻力示圖可見，塊狀帶占高爐內(nèi)總透氣阻力的15%，軟化帶占25%，熔融滴落帶占60%。

2  燒結(jié)礦冶金性能的內(nèi)容及價值^［1］

1). 900 ℃還原性與價值:

 鐵礦石的還原性用RI表示,10%的還原性會影響高爐煉鐵產(chǎn)量和燃料比各8% ～9%。冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高堿度燒結(jié)礦的RI值應(yīng)≥85%

2)低溫還原粉化性能：

燒結(jié)礦的低溫還原粉化性能用RDI符號表示,RDI+3.15%表示低溫還原粉化指數(shù), ,RDI-3.15%表示低溫還原粉化率, RDI+6.3%表示低溫還原強(qiáng)度。RDI指標(biāo)的好壞主要影響高爐上部的透氣性，燒結(jié)礦的RDI-3.15降低10%將會影響高爐產(chǎn)量3%以上,燃料比上升1.5%,冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定RDI+3.15應(yīng)≥72%。

 3）荷重還原軟化性能：該性能主要影響高爐中部的透氣性，它用⊿TB=TBE –TBS,燒結(jié)礦的TBS應(yīng)≥1100℃, ⊿TB≤≤150℃,意大利的數(shù)據(jù)由于⊿TB提高透氣性⊿P下降8.7%，高爐產(chǎn)量會提高16%。

 4).燒結(jié)礦的熔滴性能：

它是影響高爐下部的透氣性，它是燒結(jié)礦冶金性能中最重要的性能，它用符號:℃〕表示，日本和美國學(xué)者提出單一高堿度燒結(jié)礦的S值應(yīng)≤98KPa℃綜合爐料的S值應(yīng)≤40KPa℃。

3  影響燒結(jié)礦冶金性能的因素及分析

3.1  配碳和礦物組成對燒結(jié)礦冶金性能的影響^［2］

燒結(jié)料中配碳量決定燒結(jié)溫度、 燒結(jié)速度及氣氛， 對燒結(jié)礦的性質(zhì)及礦物組成有很大的影響。 鞍鋼鐵精礦的燒結(jié)研究表明： 當(dāng)燒結(jié)礦堿度固定在 1.5, 燒結(jié)料含碳量由 3.0%升高到 4.5%時， 對燒結(jié)礦中鐵氧化物總含量影響不大， 而對黏結(jié)相的形態(tài)及礦物的結(jié)晶程度影響很大。 當(dāng)燒結(jié)料中含碳低時， 磁鐵礦的結(jié)晶程度差， 主要黏結(jié)相是玻璃質(zhì)， 多孔洞， 還原性比較好， 而強(qiáng)度差； 隨著燒結(jié)料含碳量的增加， 磁鐵礦的結(jié)晶程度改善， 并生成大粒結(jié)晶， 這時液相黏結(jié)物以鈣鐵 橄欖石代替了玻璃質(zhì)， 孔洞少， 因此燒結(jié)礦強(qiáng)度變好。 當(dāng)配碳過多時容易生成過量液相， 形成大孔薄壁或氣孔度低的燒結(jié)礦， 此時燒結(jié)礦產(chǎn)量低， 還原性差， 強(qiáng)度也不好。 表1 為某鋼鐵公司配碳量對燒結(jié)礦礦物組成及冶金性能的影響。

表1 配碳量對燒結(jié)礦礦物組成及冶金性能的影響

 

對一般鐵礦粉燒結(jié)， 燒結(jié)礦 FeO 含量隨配碳量的增加而有規(guī)律地增大。 因此燒結(jié)礦 FeO 含量通常被用來評定燒結(jié)礦冶金性能。 表2為燒結(jié)礦 FeO 含量與冶金性能的關(guān)系， 從表可以清晰地看出， 隨著 FeO 含量的增加， 燒結(jié)礦成品率、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和燒結(jié)利用系數(shù)均明顯增加， 但燒結(jié)礦的還原度明顯變差。 此外燒結(jié)礦FeO 含帶高， 意味矜燒紬著燒結(jié)固體燃料消耗高。

表2 燒結(jié)礦 FeO 含量對燒結(jié)礦冶金性能的影響

表3 燒結(jié)溫度對其冶金性能的影響

3.2 堿度和礦物組成對燒結(jié)礦冶金性能的影響

表4 堿度對對燒結(jié)礦RI和RDI的影響

表5 堿度對燒結(jié)礦的軟化性能的影響

表6 幾種不同堿度燒結(jié)礦的化學(xué)成分

表7 幾種不同堿度燒結(jié)礦的熔滴性能

3.3 燒結(jié)礦各組分對其冶金性品能的影響

3.3..1 品位和SiO₂對燒結(jié)礦冶金性能的影響： 

表8 我國幾種燒結(jié)礦的化學(xué)成分（％）

表9 我國幾種燒結(jié)礦的冶金性能

表10 首鋼等企業(yè)燒結(jié)礦品位、SiO₂含量與高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)系

3.3..2  MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)對燒結(jié)礦冶金性能的影響

表11 MgO含量對燒結(jié)指標(biāo)的影響

表12 MgO含量對燒結(jié)礦冶金性能的影響

表13 MgO對燒結(jié)礦冶金性能的影響

3.3.3 Al₂O₃的作用和對燒結(jié)礦冶金性能的影響

1）Al₂O₃的作用：SFCA的化學(xué)式5CaO.2SiO₂.9(Al.Fe)₂O_3, 因此燒結(jié)礦的組分不能沒有Al₂O_3, 它既不能太低又不能太高, 太低了影響燒結(jié)礦SFCA的形成, 太高了會影響燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度和低溫還原粉化性能,1.5%～2.0%是正常值。

2）高Al₂O₃對燒結(jié)礦質(zhì)量的影響：（冷強(qiáng)度，RDI）

表14 Al₂O₃對燒結(jié)礦RDI的影響

4  幾點結(jié)論性意見：

1）燒結(jié)礦的低溫還原粉化性能（RDI）影響高爐上部塊狀帶的透氣性，它約占高爐△P總的15%；燒結(jié)礦的荷重還原軟化性能（△T= T_BE- TBS）影響高爐中部軟化帶的透氣性, 它占高爐△P總的25%;燒結(jié)礦的熔滴性能［℃〕］影響高爐下部熔融滴落帶的透氣性, 它約占高爐△P_{總的60%以上。}

2）燒結(jié)礦的冶金性能應(yīng)包括RI、RDI、荷重還原軟化性能和熔滴性能四個部分內(nèi)容，RI是燒結(jié)礦冶金性能的基本性能，熔滴性能是燒結(jié)礦冶金性能最優(yōu)良要的性能。

3）配碳和礦物組成是影響燒結(jié)礦冶金性能的重要因素，高配碳必然是高溫型燒結(jié)，高溫?zé)Y(jié)影響燒結(jié)料層的透氣性和礦物組成。超厚料層燒結(jié)應(yīng)堅持低配碳、低FeO和高還原性的方向。

4）堿度是決定燒結(jié)礦冶金性能的基礎(chǔ)。燒結(jié)生產(chǎn)應(yīng)堅持1.9～2.3的最佳堿度。

5）品位和SiO2、MgO和Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是影響燒結(jié)礦冶金性能的重要因素。燒結(jié)生產(chǎn)應(yīng)堅持高品位，低SiO2、低)MgO和Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%±0.3%，＜1.6%和＜2.1%的數(shù)值。

參考文獻(xiàn)

［1］許滿興   燒結(jié)礦冶金性能對其質(zhì)量和高爐主要操作指標(biāo)的影響《燒結(jié)球團(tuán)》2014.NO:3(1-5)

［2］許滿興  燒結(jié)礦的礦物組成對其質(zhì)量的影響及分析《低成本低燃料比煉鐵新技術(shù)文集》北科大內(nèi)部資料2017.(101-109)

［3］許滿興燒結(jié)礦高質(zhì)量的內(nèi)涵與優(yōu)化配礦的約束條件《2020全國智能、低成本煉鐵技術(shù)研討會文集》2020年12月鋼鐵之家河北冶金科技有限公司（9-15）