摘要 燒結礦質量優劣對高爐生產技術經濟指標產生重大影響，與煉鐵的優質、低耗、高效益密切相關。隨著高爐“精料”技術的發展，對燒結礦質量要求除品位高、雜質少、粒度均勻外，還要求有較好的冶金性能。燒結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。

關鍵詞  冶金性能 低溫還原粉化 FeO 軟熔滴落

1 前言

鋼鐵市場競爭激烈，為了降低鐵前成本，燒結配加大批量外礦粉，各種礦粉的冶金性能不盡相同，尤其燒結配料后，燒結礦的粒度、低溫還原粉化、還原度、軟熔滴落等性能變化較大，對高爐生產技術經濟指標產生重大影響。因而，在生產過程中針對進廠的原料，逐步摸索出最佳的原料配比及提高燒結礦質量方法尤為重要。

2 燒結礦低溫還原粉化性能

 2.1燒結礦低溫還原粉化性能試驗數據匯總

近段時間，燒結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（成分見表1），分別按R2中線2.0、中線1.9作比較試驗，含鐵原料配料情況見表2，相應的燒結礦低溫還原粉化指數、還原度見表3。

2.2 燒結低溫還原粉化性能試驗數據分析

2.2.1相關關系

下面6張圖是由實驗數據繪制的FeO、SiO2、CaO、MgO與RDI或RI的關系圖。

從以上的變化趨勢可以看出：

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

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

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

（4）圖4→隨著燒結礦FeO的提高，燒結礦還原度RI指數逐漸下降；

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

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

2.2.2  根據所用含鐵原料變動相近情況的比較

（1）含鐵原料不做大幅度調整時，堿度中線2.0比堿度中線1.9低溫還原粉化指數要好；比較化驗成分TFe、SiO2、Al2O3波動不大，只是FeO、MgO發生偏差。

（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日要優于3月23日。

通過比較得出，燒結礦的低溫粉化指數FeO略高要比偏低的好，但同時偏高會降低燒結的還原度，造成高爐焦比升高；FeO、MgO同時制約著燒結礦的低溫還原粉化性能，尤其FeO是低溫還原粉化性能的關鍵因素。

2.3  燒結礦低溫還原粉化指數機理剖析

2.3.1  FeO

燒結礦中FeO升高，燒結過程中燒結溫度升高，高溫保持時間延長，液相增多，提高燒結礦強度，同時由于燒結礦中FeO升高，在燒結過程中可以減少Fe2O3生成，抑制冷卻過程中Fe2O3—Fe3O4晶格轉變而造成的體積膨脹，降低RDI-0.5mm的值。

2.3.2  MgO

燒結礦中MgO含量增加，燒結礦的RDI-0.5mm變化不大，其原因是由于鎂離子進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；同時穩定磁鐵礦，防止或減輕其氧化再生赤鐵礦，故而抑制燒結礦的低溫還原粉化。

2.3.3   R2

由于R2不同，燒結礦生成的液相也不同，隨堿度升高鐵酸鈣粘結相增多，Fe3O4晶粒與粘結相礦物形成網狀溶蝕結構或粒狀交織結構。特別是高堿度燒結礦磁鐵礦被鐵酸鈣溶蝕晶粒細小，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構，兩者之間有較大的接觸面和摩擦力，因此鑲嵌牢固，燒結礦的強度相應提高，低溫還原粉化指數有所改善。

2.4 影響燒結低溫還原粉化性能因素

要為高爐提供優質燒結礦，燒結礦FeO的控制是關鍵。降低燒結礦中 FeO含量有利于提高燒結礦的還原性，使燒結礦的熔滴區間變窄，有利于降低高爐消耗，但過低的FeO含量會惡化燒結礦的低溫還原粉化性能，使高爐透氣性變差，不利于提高冶煉強度。生產中發現，燒結礦FeO含量不僅和原料結構、燒結礦堿度、MgO含量和SiO2含量等因素有關，而且受燒結料層厚度、配碳量、混合料水分等作用的交互影響。

2.4.1  燒結料層厚度的影響 　　

厚料層燒結是實現低碳、低亞鐵、高強度和高還原性的基礎。隨著料層厚度的增加，燒結過程“自動蓄熱” 能力增強，配碳量降低，料層中氧化性氣氛增強，增加了低價鐵的氧化。同時由于料層提高，料層內高溫保持時間相對增加，有利于強度和還原性都較好的鐵酸鈣形成和發育，從而抑制了燒結過程中Fe2O3向Fe3O4的轉變，使燒結礦FeO含量下降。

2.4.2  燃料配比的影響 

理論研究和生產實踐表明：碳、水、風的合理匹配是保證燒結礦優質、高產的基礎。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濃度相對提高，還原性氣氛加強，燒結礦中FeO含量升高。

2.4.3  水分的影響 　　

水分對FeO含量的影響是通過改變燒結料層中的氣氛來實現的。在燒透的前提下，適當提高混合料的水分，料層的透氣性變好，同時水蒸汽加快了熱量在料層內部的傳遞，傳熱前沿移動速度加快，加上H+和OH-的助燃作用，整個燒結過程加快，燃燒帶變薄，還原性氣氛保持時間短，從而使FeO含量低。

4 燒結礦軟熔滴落性能試驗數據匯總

燒結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，而且燒結礦的荷重還原軟熔滴落也是最重要的指標之一。一般燒結礦堿度在1.95±0.1條件下，軟化的開始溫度○1T10≥1100℃，軟化終了溫度在1300-1350℃，軟化溫度區間○2（T40-T10）≤150°C,在100-120℃比較合適，凡軟化溫度區間（T40-T10）變小，對降低高爐軟熔帶的透氣性是有利的；反之，如果軟化開始溫度低，軟化溫度區間自然變大，不利于軟熔帶透氣性的改善；一般燒結礦熔滴落性能，要求○3Ts≥1400°C,越高越好；要求最大壓差○4ΔPm越低越好；○5熔融區間（Td-Ts）≤100°C，越低越好；○6總特性值S越低越好。試驗期的燒結礦軟熔滴落性能見表4。

根據表4軟熔滴落數據，軟化開始溫度偏高，說明有較多的氣-固相反應空間，且軟化區間、熔滴區間較窄，能夠滿足高爐的需求，結合低溫還原粉化率+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礦質量的日常評定指標。而荷重還原軟熔滴落性能由于沒有統一的判定標準，所以多用于實驗研究。但只要依據其判定原則，并結合還原粉化率、還原度的數據綜合分析才能全面的判斷燒結礦的質量優劣。

5  結論

燒結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合，通過對近段時間燒結礦的冶金性能分析可以得出： 燒結礦R2  1.9±0.1、SiO2 ≤5.5 %、TFe 55.0±0.5 %,燒結礦FeO按9.0±0.5 %比較合適。 但隨著燒結含鐵原料磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦使用配比的不同，燒結礦的SiO2、MgO、R2、FeO應合理控制，才能提高燒結礦冶金性能，滿足高爐需要。

6 參考文獻

［1］許滿興，《燒結礦冶金性能對高爐主要操作指標的影響》

          范曉慧  . 《鐵礦燒結優化配料原理與技術》