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1、烧结矿质量及其对高炉冶炼主要操作指标的影响1 烧结矿在高炉炼铁中的地位和作用自上世纪八十年代以来，高碱度烧结矿一直是我国高炉炼铁的主要原料，近几十年来，铁铁原原料料占占高高炉炉炼炼铁铁成成本本接接近近70%，烧烧结结矿矿占占高高炉炉炼炼铁铁炉炉料料的的70%以以上上，占占吨吨钢钢能能耗耗指指标标的的10%以以上上，是是钢钢铁铁生生产产能能耗耗的的第第二二大大户户，也也是是废废气气物物排排放放的的大大户户，因此不论从炉料组成比例、生铁成本、还是废弃物排放及环境保护，烧结矿生产对高炉炼铁都有着举足轻重的影响。1.1 烧烧结结矿矿的的物物理理性性能能对对高高炉炉上上部部块块状状带带的的透透气气性性起
2、起决决定定性性的的作作用用（強強度、粒度、低温度、粒度、低温还还原強度）原強度）1.2 烧结矿烧结矿的荷重的荷重还还原原软软化性能化性能对对高炉高炉软软化化带带的透气性起决定性的作用的透气性起决定性的作用1.3 烧结矿烧结矿的熔滴高能的熔滴高能对对高炉下部熔融高炉下部熔融带带的透气性起决定性的作用的透气性起决定性的作用1.4 烧烧结结矿矿的的品品位位、碱碱度度和和脉脉石石含含量量对对高高炉炉冶冶炼炼的的主主要要指指标标（包包括括产产量量、燃料比、生燃料比、生铁质铁质量和成本）起着决定性的作用量和成本）起着决定性的作用2 烧结矿质量的内涵和价值 烧烧结结矿矿的的质质量量由由化化学学成成分分、物物
3、理理性性能能和和冶冶金金性性能能三三部部分分组组成成，它们三者间的关系是：化学成分是基础，物理性能是保证，冶金性能是关键。2.1 烧结矿烧结矿的主要化学成分及其价的主要化学成分及其价值值烧结矿的主要化学成分包括品位和SiO2、碱度、MgO、Al2O3和FeO，还有S、P、Ka2O、ZnO和Cl等有害元素。2.1.1 含含铁铁品位品位对烧结矿质对烧结矿质量的价量的价值值含含铁铁品品位位是是烧烧结结矿矿质质量量的的核核心心，我国自解放后至今半个多世纪以来，提高烧结矿质量的一个核心问题就是不断提高烧结矿的品位、降低烧结矿的SiO2含量，由于品位的提高，渣量的降低、高炉炼铁的产量提高，燃料比降低，表1
4、列出了首钢、包钢和酒钢的烧结矿质量与高炉主要技术经济指标的关系。含表1首钢等企业烧结矿品位、SiO2含量与高炉炼铁技术经济指标的关系123企业名称年份烧结矿质量高炉主要操作指标TFeSiO2FeOCaO/SiO2利用系数燃料比首钢196143.7210.4523.001.401.228813197853.2910.2521.01.351.998559.4199057.2012.791.552.412535.0200056.986.069.701.612.153496.7201056.195.398.682.052.28478.0包钢196746.7811.9827.00.910.788793.
5、2197745.757.9127.231.840.463878.0199753.246.0610.491.871.519556.9200056.975.6411.171.351.719547.6201057.164.638.791.982.147538.0酒钢197543.0813.421.01.200.472986198649.3510.6111.651.241.234610199049.6710.3013.291.25200048.398.1010.981.782.04601201049.3787.879.951.932.20550近几年有不少钢铁企业采用低品位、大渣量的做法，主观愿望想降
6、低成本，实际适得其反，造成大排放、高燃料比和低效的结果，总总结结历历史史的的经经验验，应应继继续续走走精精料料之之路路，才才能能实实现现低低成成本本、低低燃燃料比和高效料比和高效炼铁炼铁的目的目标标。2.1.2 碱度碱度对烧结矿质对烧结矿质量的价量的价值值理论研究和多年来的生产实践证明，高碱度是高碱度是烧结矿质烧结矿质量的基量的基础础。由于烧结矿的质量取决于其矿物组成，而烧结矿的矿物组成取决于碱度还配碳。对高炉炼铁而言，烧结矿烧结矿的最佳碱度范的最佳碱度范围为围为1.902.30，莱钢、太钢不同碱度烧结矿矿物组成列于表2，在生在生产实产实践中，践中，烧结矿烧结矿的的强强度和粒度和粒度，度，烧结
7、矿烧结矿的冶金性能均与其碱度直接相关。的冶金性能均与其碱度直接相关。表2莱钢、太钢不同碱度烧结矿的矿物组成4企业名称烧结矿碱度SFCAFe2O3Fe3O4玻璃相2CaO/SiO2未矿化化熔剂莱钢1.351012712505520253121.61571050151768231.8025710451268122.10355740785735太钢1.31101571050552035未见1.78354010153035351031.96401525302310352.15457103012101535几个企业烧结矿强度与碱度的关系列于表3，几个企业烧结矿的冶金性能与碱度的关系列于表4.表3几个企业
8、烧结矿强度与碱度的关系烧结矿碱度CaO/SiO2烧结矿强度（转鼓指数/Ti+6.3%）韶钢石刚邯钢马钢宣钢1.656.7851.3451.2965.39（1.67）74.33（1.82）1.8066.7358.0059.8466.37（1.84）76.17（1.97）2.071.4463.0065.5067.88（1.98）78.54（2.08）表4几个企业烧结矿的冶金性能与碱度的关系烧结矿CaO/SiO2900500还原粉化/%软化性能/熔融滴落性能RI/%RDI+6.3RDI+3.15RDI-_0.5T10T40TTsTdPm9.8paS值(Kpa)石石钢1.1173.116.349.21
9、3.510911134431267133310233.631.9182.414.355.99.6109212471551435145013011.76济钢1.8375.144.070.48.6108512271421448146418821.641.9374.642.368.28.2104312261831486151924663.39八八钢1.721185134716213821488292251.391.991215138917414351505310178.362.021183134716413701518338417.72酒酒钢0.4861.063.9680.157.910851140
10、5511801300900999.601.8485.939.573.137.4117012801101320152011802214.80 由表2表4可见，烧结矿的质量与碱度密切相关，烧结生产必须坚持高碱度的方向烧结矿的质量与碱度密切相关，烧结生产必须坚持高碱度的方向。2.1.3 SiO2.1.3 SiO2 2含量对烧结矿质量的价值含量对烧结矿质量的价值 SiOSiO2 2是烧结矿质量的一个重要元素，在烧结生产中是烧结矿质量的一个重要元素，在烧结生产中SiOSiO2 2是烧结生成渣相的主要组分，也是是烧结生成渣相的主要组分，也是烧结生产生成铁酸钙粘结相的重要组分烧结生产生成铁酸钙粘结相的重要组
11、分。在烧结矿生产中，SiOSiO2 2含量既不能太低也不能过高，最佳含量既不能太低也不能过高，最佳含量为含量为4.65.3%74.65.3%7，0.10.30.10.3的的AlAl2 2O O3 3/SiO/SiO2 2是形成复合铁酸钙的重要条件。是形成复合铁酸钙的重要条件。当SiO2含量低于4.6%，会因为渣相不足影响烧结矿的强度；当SiO2高于5.3%后，随硅酸盐渣相增大将影响烧结矿的强度和冶金性能。SiO2含量对鞍钢烧结矿的质量影响列表列于表5，SiO2含量对鞍钢和太钢高炉操作指标的影响列于表6。SiO2含量/%FeO/%TFe/%烧结矿质量指标固体燃耗（kg/t）转鼓指数（%）8.62
12、9.7451.8041.7980.195.788.5256.5145.8982.595.008.2258.0440.0078.164.807.9157.9637.7980.78表5SiO2含量对鞍钢烧结矿质量的影响表6SiO2含量对鞍钢太钢高炉操作指标的影响企业年份烧结矿质量入炉矿品位渣铁比高炉主要操作指标TFeSiO2利用系数（t/m3d）燃料比/kgt-1鞍钢200052.687.5754.794701.887577.0200657.545.0759.692902.155501.2太钢200055.176.7056.513802.070512.0200658.464.7559.452852
13、.193492.42.1.4 Al2O3含量含量对烧结矿质对烧结矿质量的价量的价值值对烧结矿的质量而言，Al2O3含量也是影响质量的一个重要元素，首先，一定的Al2O3/SiO2，是烧结 生 成 针 状 复 合 铁 酸 钙 的 重 要 条 件，在在 常常 态态 下下，高高 碱碱 度度 烧烧 结结 矿矿 的的 化化 学学 分分 子子 式式 是是：5 CaO2SiO29（FeAl）2O3，烧烧结结矿矿没没有有Al2O3就就不不能能生生成成SFCA，但含量不能太高，超过了2%就会影响烧结矿的冷强度和RDI指数，烧烧结结矿矿的的Al2O3含含量量一一般般控控制制在在1.02.0%的的范范围围内内，Al
14、2O3对杭钢烧结矿强度和RDI指数的影响列于表7。表7Al2O3含量对杭钢烧结矿强度和RDI指数的影响表8MgO含量对首钢烧结矿质量的影响Al2O3CaO/SiO2SiO2FeO转鼓指数RDI+3.151.951.876.148.3277.9479.52.451.846.468.6875.6978.52.601.866.928.7376.2477.32.801.866.588.3974.06-3.211.866.718.6273.29-2.1.5 MgO含量含量对烧结矿质对烧结矿质量的价量的价值值MgO含含量量对对烧烧结结矿矿质质量量而而言言是是一一个个负负能能量量元元素素，它有利于改善烧结矿
15、的低温还原粉化性能还是建立在降低烧结矿还原性上得到的。MgO含量在烧结过程中易与Fe3O4反应生成镁磁铁矿（MgOFe3O4），阻碍Fe3O4在烧结过程中氧化为Fe2O3，降降低低铁铁酸酸钙钙相相的的生生成成，造造成成成成品品烧烧结结矿矿的的冷冷强强度度和和还还原原性性降低降低。MgO含量对首钢和梅钢烧结矿质量的影响列于表8和表9.MgO/%FeO/%成品率/%转鼓指数/%1.9111.0779.3866.672.0611.8778.3263.042.2213.9479.8560.002.3214.4479.5858.52表9MgO含量对梅钢烧结矿质量的影响MgO/%CaO/SiO2固体燃耗/
16、kgt-1成品率/%转鼓指数/%900还原/%1.001.868.7972.6968.6780.751.501.869.7973.9067.6780.102.001.870.9871.3463.3377.121.001.9066.0475.7168.4085.511.501.9068.7072.7867.3381.562.001.9068.1374.0265.2079.12烧烧结结生生产产之之所所以以要要配配MgO是是为为了了满满足足高高炉炉炼炼铁铁炉炉渣渣流流动动性性、脱脱硫硫和和脱脱碱碱（K2O+Na2O）的的需需求。求。2.1.6 FeO含量含量对烧结矿质对烧结矿质量的价量的价值值FeO
17、含量也是烧结矿的一个重要内容，FeO含量的高低直接影响烧结矿的强度、粒度和冶金性能，烧结矿的FeO与配碳密切相关，烧烧结结生生产产应应追追求求高高强强度度、低低FeO的的目目标标，目前FeO含量全国平均水平8.408.50%，有有些些企企业业为为了了追追求求高高强强度度片片面面的的提提高高FeO含含量量，这这是是既既不不科科学学又又不不合合理理的的做做法法，烧烧结结矿矿的的强强度度与与FeO有有关关，但但取取决决于于烧烧结结矿矿的的矿矿物物组组成成。烧结矿不同矿物组成的强度列于表10，FeO含量对烧结矿质量的影响列于表11.表10烧结矿不同矿物组成的强度指数矿物组成Fe2O3Fe3O4CaOF
18、e2O32FeOSiO2CaoFeOSiO22CaOFe2O3强度指数26.736.93720.2623.314.2由表10和表11可见，含FeO高的硅酸盐矿物相的强度都比较低，烧结矿的强度并不是FeO含量越高强度越好，兼兼顾烧结矿顾烧结矿的的强强度和冶金性能，度和冶金性能，FeO低于低于9%，在，在6.5%8.5%是最佳范是最佳范围围。2.1.7 S、P、Ka2O、ZnO和和Cl等等有有害害元元素素的的含含量量是是烧烧结结矿矿质质量量不不可可忽忽视视的的内内容容，这这些些有有害害元元素素要要进进行行控控制，它制，它们们的危害和限量列于表的危害和限量列于表12.表12S、P、Ka2O、ZnO和
19、Cl元素的危害及限量有害元素主要危害表现限量要求/%S引起钢材料热脆0.3P引起钢材料冷脆0.07Ka2O在高炉内循环富集，炉料在炉内易熔易凝引起高炉悬料和结瘤，加速焦炭的熔损反应0.20Pb铅蒸汽容易让人中毒，破坏炉墙和炉底。0.1ZnO在高炉内循环富集，破坏高炉炉衬，堵塞煤气管道。0.01Cu降低钢材料的强度。0.2TiO2影响高炉内渣铁流动性，影响烧结矿的冶金性能。0.4Cl破坏环境、破坏炉料质量、损坏高炉过程金属件。0.001表表11 FeO 含量含量对烧结矿质对烧结矿质量的影响量的影响FeO/%转鼓指数/%900还原性/%500低温还原粉化/%5.2654.2335.1170.206
20、.3969.1733.6278.826.8572.8534.7581.508.2473.5232.8775.0810.4075.5831.0674.3311.0872.3729.8570.09表13不同炉容对烧结矿转鼓指数、FeO和粒度的要求5炉容/m310002000300040005000转鼓指数/%7174777878FeO/%9.08.88.58.08.0粒度/mm550mm，大于50mm粒级8%，小于5mm粒级5%。2.3 烧结矿烧结矿冶金性能的价冶金性能的价值值烧结矿的冶金性能包括：900还原性（RI），500低温还原粉化（RDI），荷重还原软化性能（TBS，TBE，TB）和熔滴性
21、能（TS、Td、T、Pm,S值），这些性能是反应烧结矿在高炉冶炼过程中性状的，烧结矿冶金性能有什么价值呢？这要从高炉过程各带的透气阻力说起，详见高炉内各带透气阻力图（示图1）。通过高炉解剖和实测发现：高高炉炉炉炉内内含含铁炉炉料料存存在在的的状状态，可可以以分分为块状状带、软化化带和和熔熔融融滴滴落落三三种种状状态。高炉上部块状带的阻力损失占高炉总压损的15%；处于炉身下部和炉腰部位的软化帶的阻力损失占总压损的25%；处于炉腹部位的熔融滴落带的阻力损失占高炉总压损的60%。因此影响高炉顺行的主要部位在高炉下部的熔滴带。正正因因如如此此，保保持持高高炉炉长期期稳定定顺行行的的新新理理念念是是：高
22、高炉炉操操作作以以控控制制高高炉炉下下部部炉炉腹腹煤气量指数煤气量指数为主，主，辅之以高炉上部布料操作，形成大平台加小漏斗的煤气分布曲之以高炉上部布料操作，形成大平台加小漏斗的煤气分布曲线。900还原原性性的优劣不仅影响高炉上部煤气利用率，同时还影响其软熔性能，即影响高炉下部的透气性，因此它是一是一项基本的冶金性能，一般碱度基本的冶金性能，一般碱度1.9的高碱度的高碱度烧结矿，其，其RI值应大于大于85%。2.2 烧结矿烧结矿强强度和粒度的价度和粒度的价值值强度和粒度是烧结矿的主要物理性能，除此之外还有堆密度和孔隙度等。强强度度和和粒粒度度是是烧烧结结矿矿的的重重要要质质量量指指标标，因因为为
23、它它是是高高炉炉上上部部透透气气性性的的限限制制性性环环节节。不同高炉容积对烧结矿的强度和粒度有不同的要求，新修订的高炉炼铁工程设计规范列出了不同炉容对烧结矿强度、FeO和粒度的不同要求列于表13.块状带约占总15%软化带约占总25%约占总 25%图1 高炉内各高炉内各带透气阻力透气阻力图500低低温温还原原粉粉化化性性能能是烧结矿在高炉内的低温还原强度，它是是高高炉炉上上部部透透气气性性的的限限制制性性环节，高炉冶炼要求RDI+3.1572%，如果粉化指数低于60%，就应该在入炉前对其做喷洒处理，以往喷洒CaCl，但Cl元素进高炉带来的危害太大，所以现在改喷无Cl的新型环保产品降低RDI指数
24、是方向。高炉冶炼要求烧结矿的开始软化温度（TBS）高于1050，低于900的酸性炉料不利于高炉中部软化带的透气性。烧结矿的的软化化性性能能往往与熔剂的矿物形态相关联。硅酸盐的熔剂会降低TBS值，而碳酸盐的熔剂有利于提高烧结矿的TBS值。它是是炉炉身身下下部部和和炉炉腰腰部部分分透透气气性性的的限限制制性性环节。熔熔滴滴性性能能是是烧结矿冶冶金金性性能能最最重重要要的的一一项性性能能，它它是是高高炉炉下下部部透透气气性性的的限限制制性性环节。因为熔滴带的透气阻力占高炉总阻力损失的60%以上，因此应重视烧结矿熔滴性能的改善，烧结矿的的熔熔滴滴性性能能与与其其品品位位、SiO2、Al2O3、FeO、
25、TiO2等等成成分分的的含含量量相相关关，高品位、低渣量、低Al2O3、低FeO的烧结矿其熔滴性能均比较好，反之比较差，高高炉炉炼铁要要求求综合合炉炉料料的的S值40(Kpa)是适宜的是适宜的.3 烧结矿质量对高炉冶炼主要操作指标的影响3.1 烧结矿主要化学成分主要化学成分对高炉冶高炉冶炼主要操作指主要操作指标的影响的影响2016年我国几家企业烧结生产主要技术质量指标列于表14.3.1.1.品位和品位和SiO2含量含量对对高炉冶高炉冶炼炼主要操作指主要操作指标标的影响的影响 在常态下，入入炉炉矿矿品品位位变变动动1%，高高炉炉燃燃料料比比会会变变动动11.5%，产产量量变变动动22.5%，确认
26、了炉料结构烧结矿的比例，即可计算出烧结矿品位变动1%对高炉燃料比和产量的影响了。入入炉炉矿矿SiO2含含量量变变动动1%，影影响响渣渣铁铁比比3035kg/t，100kg渣渣量量将将影影响响燃燃料料比比和和产产量量各各3.03.5%，有了烧结矿的入炉比例，乘以比例即是烧结矿SiO2含量变动对高炉主要操作指标的影响。表142016年我国几家企业烧结生产主要技术质量指标企业名称台车面积/m2利 用 系/t（m2d）-1料层厚度/mm成品率/%返矿率/%固 耗/%电耗/kgt-1TFe%FeO%SiO2%CaO/SiO2太钢16601.00271212.9237.741.0957.239.125.2
27、42.11马钢23801.30490087.5714.2035.457.328.555.011.97首钢京唐25501.169812.378.81-43.3447.8557.358.564.812.06宝钢本部249526001.209747.078.327.7343.9852.3758.368.364.8451.84宝钢湛江25501.210781.676.0331.8946.7244.1758.038.435.161.76宝钢梅山24501.135726.077.4910.3050.7141.7557.639.184.931.92沙钢53601.30780.080.9523.85-40.2
28、557.269.235.131.92武钢34351.328676.783.3113.8042.753.5856.898.555.211.92鞍钢总厂23601.218708.0-11.9044.8451.3856.478.935.612.07本钢22651.16722-12.9237.741.0957.239.125.125.24兴澄特钢13601.29671.480.8812.5241.236.2657.388.415.261.88值得指出的是近年来一些企业还受着“低品质矿冶炼新技术”的影响，片面追求低成本，入炉矿品位低至5354%，造成渣铁比接近500kg/t，吨铁燃料比高于560kg，这
29、样的指标哪来低成本和高效益，这样的结果值得企业经营者考虑。3.1.2 烧结矿碱度碱度对高炉冶高炉冶炼主要操作指主要操作指标的影响的影响 上文已经说明碱度是烧结矿质量的基础，生产实践证明，烧结矿的的最最佳佳碱碱度度范范围是是1.92.3，当当碱碱度度低低于于1.85，每每降降低低0.1的的碱碱度度将将影影响响燃燃料料比比和和产量量各各3.03.5%，据了解，在实际生产中降低碱度对高炉燃料比的影响远高于3.5%的比例。在近年生产中还有一些企业烧结矿碱度低于1.80甚至还有低于1.70的，应该认识到碱度对烧结矿质量和高炉主要操作指标的影响，几个企业不同烧结矿碱度的高炉主要操作指标列于表15.表15几
30、个企业烧结矿碱度对高炉指标的影响企业名称烧结矿质量入炉矿品位高炉冶炼主要指标TFeSiO2CaO/SiO2利用系/t（m2d）-1燃料比/kgt-1宝钢56.546.191.5658.111.764544.056.725.381.8158.861.983489.0济钢55.281.7757.072.69256956.271.8157.092.754542包钢53.226.091.7555.841.637579.754.346.061.8055.211.719547.6安钢水冶55.65-1.1855.971.928625.055.45-2.057.132.94613.2957.02-1.925
31、7.713.71585.03.1.3 烧结矿的的MgO和和Al2O3含量含量对高炉冶高炉冶炼主要操作指主要操作指标的影响的影响 MgO和Al2O3都是高炉炉渣的重要成分，一定量的MgO含量有利于改善炉渣的流动性，并有利于脱硫和脱碱，考虑到MgO对烧结矿质量主要是负面影响，而烧结矿提高MgO含量会明显增加烧结矿成本，当然也增加了生铁成本，故近年来不少高炉提倡低MgO/Al2O3冶炼，据不完全统计，全国已有40多座高炉将MgO/Al2O3从0.65降低到低于0.5的水平，在在常常态下下，烧结矿MgO含含量量应控控制制在在1.6%1.8%，不不要要高高于于2.0%；在在高高炉炉渣渣Al2O3不不高高
32、于于17%的的条条件件下下，MgO不不高高于于9%是是合合理理的的。正正常常情情况况下下，烧结矿的的Al2O3含含量量不不高高于于2%，近几年随着进口铁矿资源Al2O3含量不断升高，我国烧结矿和高炉渣的Al2O3含量都有升高的趋势，但为了降低成本去采购高Al2O3矿，实行高铝、高镁、大渣量、高燃料比的做法是不科学不合理的，它不仅与高炉炼铁的精料方针背道而驰，也达不到低成本高效益的目的。一般情况下炉渣的Al2O3含量保持在1315%的水平，高于15%后，会降低炉渣的流动性和脱硫效果，已已有有的的实验研研究究发现，高高炉炉渣渣的的Al2O3含含量量不不高高于于17%，能能保保持持高高炉炉的的稳定定
33、和和顺行行。3.1.4.烧结矿的的FeO含量含量对高炉冶高炉冶炼主要操作指主要操作指标的影响的影响 冶金行业标准和高炉炼铁工程设计规范规定，烧结矿的的FeO含含量量应9%，适适当当的的FeO有有利利于于烧结矿的的强度度，但但不不是是FeO含含量量越越高高烧结矿强度度越越好好，有些企业炼铁厂厂长提出，FeO含量不得低于9.5%，甚至不得低于10.5%，从烧结矿的质量出发，FeO含量高就意味着高配碳和高温型烧结，高温烧结生产不出优质烧结矿，不利于改善高炉冶炼指标。高FeO烧结矿影响烧结矿的还原性，不利于提高产量和降低燃料比，烧结矿的的FeO每每提提高高1%，将将会会影影响响高高炉炉产量和燃料比各量
34、和燃料比各1.01.5%。3.1.5 S、P、Ka2O、ZnO、Cl等有害元素等有害元素对高炉冶高炉冶炼主要指主要指标的影响的影响S和P对高炉过程的影响早已进入常态化，当前炼铁工作者应重视Ka2O、ZnO、Cl对高炉过程的危害和破坏，多多年年来来的的高高炉炉炼铁实践践，低低碱碱度度（炉炉渣渣碱碱度度低低于于1.05）能能有有效效排排碱碱（Ka2O、+Na2O），高高顶温温（炉炉喉喉温温度度大大于于550）能能有有效效排排ZnO，这已成为成功的经验做法，但对Cl的危害和破坏往往被忽视，现在尚有几个大钢企还在对烧结矿喷洒CaCl溶液，CaCl进入高炉后，炉料中的Ka、Na将CaCl2的Ca置换出来
35、，生成KCl和NaCl蒸汽，在高炉内循环富集，破坏炉料运动和焦炭质量，腐蚀和破坏风口6。因此必必须对Cl元元素素进入入高高炉炉后后的的危危害害和和破破坏坏作作用用引引起起重重视。3.2 烧结矿强度和粒度度和粒度对高炉冶高炉冶炼主要操作指主要操作指标的影响的影响 不同容积的高炉对烧结矿的强度和粒度都有一定的要求，烧结矿的的强度度不不够就就会会产生生粉粉末末，经验数据数据证明：小于明：小于5mm的粉末每增加的粉末每增加1%，燃料比会升高，燃料比会升高0.5%，产量降低量降低0.51%。粒度是影响煤气利用率和燃料比的一个重要因素粒度是影响煤气利用率和燃料比的一个重要因素，高炉炼铁不是原料的粒度越大透
36、气性越好，也不是粒度越小越好，总的应该是小而匀，中小高炉粒度以1025mm为宜，大于3000m3的大高炉粒级可以2540mm的为主。适当缩小烧结矿粒度，改善高炉上部块状带的还原性值得炼铁工作者关注。法国索里梅公司法国索里梅公司2813m3高炉，入炉高炉，入炉烧结矿的粒度从的粒度从15mm缩小到小到13mm，510mm粒粒级从从30%增加到增加到34%，大于，大于25mm的粒的粒级从从23%降低到降低到17%，该高炉渣高炉渣铁比比305kg，风温温1250，由于，由于缩小小烧结矿的粒度的粒度创造了造了439kg/t燃料比的世界燃料比的世界纪录7。日本学者羽田野道羽田野道春对烧结矿在高炉内的诸特性
37、作了大量的测试和研究工作，得出了烧结矿粒度对高炉透气性，春对烧结矿在高炉内的诸特性作了大量的测试和研究工作，得出了烧结矿粒度对高炉透气性，燃料比和煤气利用率的影响，均证明了粒度在燃料比和煤气利用率的影响，均证明了粒度在8-15mm8-15mm是最佳粒级范围是最佳粒级范围（见图3-5）。3.3 烧结矿冶金性能冶金性能对高炉主要操作指高炉主要操作指标的影响的影响3.3.1烧结矿还原性原性对高炉冶高炉冶炼主要操作指主要操作指标的影响的影响 烧结矿还原原性性取取决决于于其其矿物物组成成和和气气孔孔结构构8。还原性不好的烧结矿装入高炉后，首先会影响高炉上部块状带的煤气利用率，造成高炉内上部间接还原降低，
38、直接还原增加，影响高炉的燃料比和产量，经验数据显示，入入炉炉矿的的直直接接还原原变动10%影影响响高高炉炉燃燃料料比比和和产量量各各10%9。多数高碱度烧结矿的900还原性应85%，烧结矿的氧化镁和亚铁含量高均会明显降低烧结矿的还原性。3.3.2烧结矿低温低温还原粉化性能原粉化性能对高炉主要操作指高炉主要操作指标的影响的影响 烧结矿的的低低温温下下还原原产生生粉粉化化的的原原因因主主要要是是骸骸晶晶状状赤赤铁矿（又又称称再再生生赤赤铁矿）在在低低温温还原原过程程中中发生生晶晶格格转变产生生的的极极大大内内应力力，导致致烧结矿碎碎裂裂。除此之外，矿种、配碳、二氧化钛和三氧化二铝含量过高等因素也会
39、导致烧结矿产生低温还原粉化，这是影响高炉上部块状带透气性的限制性环节。已有的生产实践数据证明10，烧结矿的的RDI-3.15每每增增加加10%，影影响响高高炉炉产量量3%以上，燃料比升高以上，燃料比升高1.5%。3.3.3烧结矿荷重荷重还原原软化性能化性能对高炉冶高炉冶炼主要操作指主要操作指标的影响的影响 烧结矿的的荷荷重重还原原软化化性性能能取取决决于于其其矿物物组成成和和气气孔孔结构构强度度8。开始软化温度的高低往往是其气孔结构强度起主导作用的结果，说明软化终了温度往往是矿物组成起主导作用。由高炉内各带透气阻力图示可知，软化带的阻力损失约占25%，关于荷重软化性能对高炉主要操作指标的影响，
40、目前国内外仅有意大利的皮昂比诺公司在其4#高炉上做过的统计，含铁原料的开始软化温度（TBS）由1285提高到1335，高高炉炉的的透透气气性性P由由5.2kpa降降低低到到4.75kpa，产量量提提高高了了16%，可说明烧结矿的荷重还原软化性能对高炉操作指标的影响不容忽视。3.3.4 烧结矿的熔滴性能的熔滴性能对高炉主要操作指高炉主要操作指标的影响的影响 熔融滴落性能简称熔滴性能，是烧结矿最重要的冶金性能，因为熔融滴落带的阻力损失占高炉总压损的60%，这也是近年来高炉操作由也是近年来高炉操作由过去去长期以高炉上部操作期以高炉上部操作为主改主改变为下部操作下部操作为主，形成新的高炉操作主，形成新
41、的高炉操作理念的原因所在理念的原因所在。美国学者L.A.Hass等提出对高炉炉料来说，熔滴性能总特性值（S）40kpa是适宜的11。为了掌握和改善烧结矿的熔滴性能，炼铁工作者认识和理解TS（开始熔融温度）、Td（开始滴落温度）和Pm（最大压差值）的取决条件是十分必要的。开始熔融温度（开始熔融温度（Ts）也即）也即压差开始陡升温度（差开始陡升温度（Ps）取决于）取决于FeO低熔点渣的熔点低熔点渣的熔点。含FeO高的炉料，会较早地造成压差开始陡升。而渣相中的FeO取决于炉料被还原的程度。开始滴落温度（开始滴落温度（Td）取决于渣相熔点和金属渗碳反）取决于渣相熔点和金属渗碳反应。高碱度烧结矿由于含F
42、eO低和还原性优良，形成渣熔点高，滴落温度也就高。烧结矿在高炉内熔滴在高炉内熔滴带最大最大压差差值（Pm）取决于渣相量和渣相粘度的高低）取决于渣相量和渣相粘度的高低。一般品位低、渣铁比高、Al2O3或TiO2含量高的烧结矿Pm值越高。4改善烧结矿质量的几点结论性意见由以上讨论和分析，可以对烧结矿的质量得出以下几点结论性意见：1）烧结矿的质量由化学成分、物理性能和冶金性能组成，它们三者之间的关系为：化学成化学成分是基分是基础，物理性能是，物理性能是保保证，冶金性能是关，冶金性能是关键。2）烧结矿的化学成分主要有品位、SiO2、碱度、MgO、Al2O3和FeO，还有少量的S、P、Ka2O、ZnO、
43、Cl等有害元素。3）含）含铁品位是品位是烧结矿质量的核心，高碱度是量的核心，高碱度是烧结矿质量的基量的基础，烧结矿生产追求高料层、高碱度、高还原性和低碳、低亚铁的三高两低目标。4）高MgO、高Al2O3、高FeO和大粒度的高温型烧结不是烧结生产的方向，低碳厚料低碳厚料层的低的低温温烧结才是才是烧结生生产的的方向，方向，优良的烧结矿质量有利于实现高炉冶炼低燃料比炼铁。5）优良的冶金性能是良的冶金性能是烧结矿质量的关量的关键，炼铁工作者为改善高炉操作指标应重视和关注烧结矿冶金性能的改善。主要参考文献主要参考文献：1丁书慎.为首钢炼铁准备原料C./1987年炼铁精料学术会议论文集.嘉峪关：中国金属学
44、会：1987：25-392刘维汉.从首钢烧结生产的发展谈谈对炼铁精料的一点认识.C./1987年炼铁精料学术会议论文集.嘉峪关：中国金属学会：1987：40-50.3许满兴.高炉炉料结构的进步与发展.C./中国铁矿石造块适用技术.北京：冶金工业出版社：2000年：258-270.4许满兴.影响烧结矿强度的因素分析.M.铁矿石优化配矿实用技术.北京:冶金工业出版社，2017.186-196.5王维兴.高炉炼铁对炉料质量要求C./第十四届全国炼铁原料学术会议论文集.兰州：中国金属学会：2015：1-4.6王再义.CaCl2对高炉内碱金属富集和焦炭热性能的影响.J.炼铁.2009,3,：45-50.
45、7N.ZhuSu.TherelationshipbetweentheimprovementofburdenstructureandoperationofblastfurnaceinFrenchsolmerAcollectionofblastfurnaceburdenstructures（110）8Y.Shin Momaraetc.Thebehaviorofreductivesofteningandmeltingofsinterundersimulatedblastfurnaceconditions。Acollectionofblastfurnaceburdenstructures1986.1（80）9周传典.影响焦比和产量的因素.M.高炉炼铁生产技术手册.北京，冶金工业出版社，2000，41-42.10周传典.降低烧结矿低温还原粉化的措施.M.高炉炼铁生产技术手册.北京:冶金工业出版社，2002，817-821.11L.Ahass etc.Softening and melting properties of taconite pelletsSintering andPelletizing1991.NO.6谢谢大家！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢