烧结矿低温还原粉化指数的试验与研究
烧结矿低温还原粉化指标影响因素的研究
烧结矿低温还原粉化指标影响因素的研究郭兰芬; 王金龙; 刘晓明; 魏琼花【期刊名称】《《河南冶金》》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】6页(P15-19,42)【关键词】烧结矿; 粉化; 因素; 研究【作者】郭兰芬; 王金龙; 刘晓明; 魏琼花【作者单位】河钢集团邯钢公司【正文语种】中文0 前言邯钢高炉入炉原料中烧结矿比例占70%～80%，烧结矿质量的好坏直接影响高炉生产的稳定顺行。
烧结矿的低温还原粉化性能(RDI)是炉料下降到400～600 ℃区间时[1]受煤气还原作用产生不同程度粉化现象的指标，粉化严重时影响高炉透气性，破坏炉况顺行，对高炉有较大影响。
有资料显示[2],烧结矿低温还原粉化指数(RDI+3.15)提高5%，高炉产量提高1.5%，焦比降低1.55%，因此改善烧结矿低温还原粉化指标对高炉生产有重大意义。
近几年，邯钢老区炼铁部的烧结矿低温还原粉化指标RDI+3.15较低，且波动较大，平均为65%，影响高炉料柱的透气性，给高炉操作带来了困难。
为了寻找影响烧结矿低温还原粉化指标的各种因素，进行了大量的数据统计分析、烧结杯试验和对烧结矿微观结构的分析，找到了提高烧结矿RDI+3.15的途径,用于指导烧结生产。
1 烧结矿化学成分与RDI的影响研究根据近几年邯钢烧结使用的原料条件情况，收集并整理了300余项烧结矿低温还原粉化指标以及对应的化学成分，用Minitab软件做烧结矿RDI与对应成分的散点图，分析其关系。
1.1 烧结矿FeO含量对RDI 的影响1.1.1 数据分析应用数据统计软件分析得出烧结矿RDI+3.15随FeO含量的变化趋势，如图1所示。
图1 RDI+3.15随FeO含量的变化趋势从图1可以看出，烧结矿的FeO含量在5.8%～10.9%时，随着FeO含量的升高，RDI+3.15呈明显增加趋势。
1.1.2 烧结矿不同FeO含量对RDI3.15影响的试验根据图1分析可知，烧结矿FeO含量是影响RDI的主要因素之一，为了确保数据分析的准确性，利用烧结杯试验研究了烧结矿FeO含量对RDI的影响，主要采取调整烧结焦粉配比来调整烧结矿中的FeO含量，试验结果见表1，焦粉配加量与RDI+3.15的关系如图2所示。
烧结矿低温还原粉化影响因素研究进展
烧结矿低温还原粉化影响因素研究进展摘要：在目前工业生产建设过程中，由于长期大量配吃落地烧结矿对炉况长期稳定顺行带来较大压力。
本文通过分析低温还原粉化率变化，结合高炉大量配加落地烧结矿后炉况变化，采取针对性措施，保证高炉长期稳定顺行。
关键词：高炉；落地烧结矿；冶金性能1落地烧结矿质量分析1.1 落地烧结矿粒度组成分析低温还原粉化是铁矿石低温还原（400～600 ℃）过程中发生碎裂粉化的特性，影响高炉上部的透气性和煤气流分布，从而影响高炉顺行和燃料消耗。
通常认为其原因是矿石中的Fe2O3 在低温还原时，赤铁矿还原成磁铁矿，由三方晶系六方晶格转变成等轴晶系立方晶格，晶格扭曲，体积膨胀产生内应力，导致矿石碎裂粉化。
影响铁矿石低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、粒度、气孔率、Fe2O3 的结晶形态、碱度、脉石成分中杂质元素的质量分数。
某高炉检修或烧结矿产量超出高炉需要时，组织过量的烧结矿落地。
在烧结机限产或停产时，汽运将落地矿倒运至落地矿仓，再利用皮带上料系统加入高炉矿仓。
落地烧结矿入炉较直送烧结矿入炉增加了多次倒运过程，必然影响落地烧结矿的含粉率和粒度组成结构。
落地烧结矿与直送烧结矿在筛上物粒度组成上存在较大差别:落地烧结矿平均粒度较直送烧结矿偏小1～2mm。
粒度组成上，10～16mm小粒级比例增多约3%～6%，25～40mm大粒级比例降低约2%～3%，40mm以上大粒级比例降低约2%～3%。
随着落地烧结矿配比超过20%后，矿筛筛分负荷大幅增加，对入炉烧结矿含粉率影响显著增大。
1.2低温还原粉化率分析在高炉上部低温区(约500～600℃)，烧结矿受炉内高温冲击及含铁矿物组成变化产生的裂纹而粉化，直接影响上部料柱孔隙度，恶化透气性，进而影响高炉指标。
生产实践表明:烧结矿粒度为－3.15的低温还原粉化率每升高5%，高炉产量会下降1.5%，煤气中CO利用率降低0.5%，焦比升高1.55%。
落地烧结矿各项RDI指标受落地倒运影响不大，甚至出现一定程度优化。
改善烧结矿低温还原粉化研究
改善烧结矿低温还原粉化研究【摘要】本文结合国内外以及包钢有关改善烧结矿RDI指数的研究,就烧结矿碱度、烧结矿MgO含量、FeO含量、Al2O3含量以及喷洒CaCl2对烧结矿RDI指数的影响进行了全面分析.结果表明：随烧结矿的Al2O3含量升高、MgO含量降低或FeO 含量降低，烧结矿的RDI指标变差；而喷洒CaCl2溶液对改善烧结矿RDI效果明显。
【关键词】烧结矿 RDI Al2O3 CaCl2碱度1.前言烧结矿在高炉的低温区会发生低温还原粉化现象,它是烧结矿冶金性能的一项重要指标。
RDI升高或波动直接影响高炉料柱的透气性并增加炉顶吹出量。
因此,烧结矿的低温还原粉化性能受到国内外的广泛关注。
通常采用增加烧结矿成品中的FeO或MgO量，或减少烧结矿中AL2O3，TiO2量来改善烧结矿的低温还原粉化性能（RDI）。
但这些措施往往达不到目的，在某些情况下反而带来反作用.西德矿石准备研究所于1985年首次提出了使用卤化物以改善烧结矿低温还原粉化性能（RDI)的新工艺，1991年武钢在实验室试验的基础上进行了烧结矿表面喷洒CaCL2的工业性试验，并开始应用于工业生产,取得显著效果。
包钢随着生产规模的不断扩大，外矿配比升高、FeO、料层、点火强度等指标的变化，烧结矿RDI迅速恶化，由前几年的10%（-3。
15mm)左右，增加到40%（-3。
15mm）左右，已严重影响到高炉的顺行高产.2。
AL2O3对烧结矿RDI的影响为研究烧结矿Al2O3含量对烧结矿RDI指数的影响，分别取备了不同Al2O3含量的各种含铁料，通过搭配分别烧制了不同Al2O3含量的烧结矿，烧结矿的Al2O3含量完全由澳矿配比的不同来调节.烧结工艺参数控制为：料层550mm,负压9800Pa,烧结矿碱度为2.0，MgO含量为2.0%。
试样烧制控制返矿内配比例为30%，并考虑返矿平衡，返矿平衡系数控制在1.0±0.05.不同Al2O3含量烧结矿的RDI指数具体数据见图1。
改善烧结矿低温还原粉化性能的措施
改善烧结矿低温还原粉化性能的措施摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对烧结矿的应用也越来越广泛。
按照管理和技术进一步创新的思路，烧结厂进行了设备更新和技术改造，并尝试在影响生产稳定性的工艺过程的每个阶段采用新的工艺操作方法，提高了烧结矿的产量和质量，进一步满足了高炉的要求，达到了节能降耗的目的。
本文就改善烧结矿低温还原粉化性能的措施进行研究，希望通过本研究能为提升烧结厂的产量及质量提供借鉴与参考，以加快高炉生产需的提升及节能降耗目标的实现。
关键词：烧结矿；低温还原粉化；碱度引言随着高炉贯彻“精料”方针，对烧结矿质量不仅要求物化性能，同时也注重冶金性能，烧结矿还原度是基本冶金性能，低温还原粉化性是重要冶金性能，而熔滴性能是关键冶金性能。
炉身上部料柱透气性好，减轻炉身结瘤，煤气中CO利用率升高，冶炼强度好，降低焦比，生铁产量高。
1优化烧结配矿结构依据国际市场和各出货港铁矿石价格变动，分析各种铁矿粉中有效成分占比，推算各类材料的性价比，确保烧结矿中质量要求的前提，有效降低购入成本，优化矿产结构，调整配矿方法。
根据多种粉矿的性能价格比，根据铁的各种特性，并结合过往的实践经验，选择适宜工作开展的材料结构。
同时，可以开展不同配比方案的实际效果实验，分析这些配比结构的优点和不足之处，在实践中不断总结配矿方法和操作经验，从配料结构上开展优化和稳定工作，合理地复刻原料搭配实验内容，保证烧结机各项系数得到充分利用，从而改善矿产的质量，提高配料使用的性价比。
2改善烧结工艺条件在基本保证烧结过程热量的情况下，适当减少配碳量，降低烧结温度，降低冷却速度。
（1）实施低温烧结，降低骸晶状菱形赤铁矿的生成。
骸晶状菱形赤铁矿的低温还原粉化严重，RDI+3.15mm仅为53.5%。
骸晶状Fe2O3是Fe3O4在硅酸盐和铁酸盐液相区经氧化生成Fe2O3晶体，且晶体的生长自由度大，质点易扩散迁移，以及冷却速度过快结晶不完善而形成，低配碳和慢冷却，则骸晶Fe2O3减少。
高碱度烧结矿低温还原过程中粉化机理的研究
S 0.015
P 0.066
CO
exit pipe
thermocouple
C
FeO
R2
0.05
6.77
2.11
CO2 N2
control cabinet
computer
Figure 1. Schematic diagram of the experimental setup 图 1. 实验装置示意图
2. 实验
2.1. 实验原料 实验用高碱度烧结矿为马钢现场高炉所用的高碱度烧结矿，其主要化学成分如表 1 所示。
2.2. 实验设备与方法 低温还原实验在铁矿石冶金性能综合测定仪上进行，其实验装置如图 1 所示。其主体主要包括还原
反应管、加热炉、气体流量控制系统和数据采集系统四个部分。 低温还原实验方法：将高碱度烧结矿破碎、筛分后，取 10~12.5 mm 粒级的在 105℃ ± 5℃下烘干 2
Keywords
Hematite, Magnetite, Pore, Microstructure
烧结矿低温还原粉化影响因素研究进展
烧结矿低温还原粉化影响因素研究进展摘要：影响高炉生产稳定性的重要参数之一是烧结矿低温降尘指数。
低温还原粉现象是由于还原气体作用下将烧结矿中再生的铁、氧和铁转化为晶格，造成机械作用下的严重碎裂和粉尘。
对钢生铁成本构成的分析表明，烧结原料成本占生铁成本的44.85%至58.54%。
因此，降低用于烧结的原材料成本对于降低铁水成本至关重要，使用大量廉价矿物是实现用于烧结的低成本原材料结构的重要手段。
因此，必须和有必要分析影响烧结矿山低温除尘的因素，以促进高炉正常运转并降低结构成本。
关键词：烧结矿；RDI；影响因素；优化研究；前言烧结矿质量直接影响高炉生产的良好运行。
烧结矿低温降尘性能(RDI)是炉料下降400 ~ 600 c时不同程度粉尘的指标。
严重粉尘影响高炉的渗透性，破坏了高炉的良好运行，对高炉产生了很大影响。
数据显示，低温降尘指数(RDI+3.15)增加了5%，高炉产量增加了1.5%，结焦率下降了1.55%。
因此，提高烧结矿低温降尘指数对高炉生产具有重要意义。
一、影响烧结低温还原粉化因素的分析1.原料结构的影响烧结矿含有粗红铁矿石，即完全结晶的未还原死红铁矿石，冷却时对Fe3O4进行氧化，形成再生红铁矿石。
大部分回收的红铁矿位于烧结矿的空洞周围。
高炉修复开始时，红钻型红钻矿从Fe2O3恢复到Fe3O4，然后体积膨胀和粉化。
红铁矿石再生有两种生产模式赤铁矿-磁铁矿的还原工艺是控制磁铁矿生产的瓶颈。
随着褐煤开采比的提高，原层的渗透性得到了提高。
氧化气氛占主导地位，降低了红铁矿转变成铁矿石的可能性，减少了烧结矿山回收红铁矿的数量。
采用压力、适当用水控制和加强燃料分散管理等控制技术，减少了褐煤对烧结矿质量的不利影响。
2.FeO料层厚度的影响两个单位的RDI值随着烧结矿铁含量的增加而增加，烧结矿的Fe2O3含量随铁质含量的增加而减少，从而降低了红铁矿的延伸率。
但是，控制铁的高度降低了烧结矿的可逆性，燃料消耗的增加增加了生产铁水的成本。
烧结杯试验报告
达钢烧结杯试验报告重庆科技学院冶金与材料工程学院万新2011年3月23日一、烧结杯试验的基本情况2011年3月13日接受达钢集团有限责任公司的委托，要求完成5个方案的配矿方案的烧结试验。
配矿方案见表1：表1 配矿方案我们从达钢取得了相应原料的化学成分，由于时间紧任务重，项目组未对原料的化学成分进行确认，配矿将按照所提供的成分进行计算。
达钢公司提供的原燃料化学成分可能由于检验批次和送样批次不同带来影响，姑且忽略这种影响。
提供的化学成分见表2：表2 化学成分分析表根据企业实际生产的现实情况，烧结杯试验的条件进行了明确。
（1）料层厚度：考虑按照接近现场的数据，控制料层700mm（含5-10mm铺底料，试验时每杯的铺底料按照5kg加入）；（2）水分：基本按照7%控制，由于试验的规模较小（每杯80～85kg混合料），因此石灰、石灰石、白云石的少量变化都使得水分难于控制，因此试验采用定量加水，经验判断结合的方式；（3）负压：风机的特性决定了风量与风压呈负相关，试验为了保证风量，在现场负压的情况下适当降低烧结抽风负压，基本控制在15kPa左右；（4）点火时间：按照2min进行点火，原因是稍稍延长以模拟适当保温。
（5）点火温度：实验室条件下基本比较稳定，控制1100～1150℃；（6）配碳：生产现场的配碳大约在3.2%左右，考虑到实验室烧结杯的边界效应导致单位统计的烧结料散热较快，所以配碳按照4.0～4.2%控制；（7）表面压实：为了接近现场，烧结杯装料后的表面进行人工轻微压实；（8）落下：按照标准落下3次；（9）转鼓：取样进行转鼓，入鼓料按照成品烧结矿比例（10～16mm、16～25mm、25～40mm）取7.5kg，1/4转鼓测定；（10）取样：按比例取低温还原粉化样（10～16mm、16～25mm、25～40mm）和化学分析样，在25～40mm的成品烧结矿中取矿相样；（11）返矿：混合料再外配30%的返矿，模拟返矿平衡。
烧结矿二元碱度对低温还原粉化性能的影响
表 １ 试验用原料的主要化学成分
Ｔａｂ. １ Ｍａｊｏｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ｍａｔｅｒｉａｌ
ｗｔ％
ｗｔ％
名称 ＰＢ 粉 超特粉 巴混 ＦＭＧ
ＴＦｅ ６０. ７９ ５６. ５０ ６３. ０９ ５８. ３３
ＳｉＯ２ ３. ７０ ６. ５０ ４. ５０ ５. ５０
收稿日期:２０１８ － １１ － ０７ 作者简介:梅忠(１９７９ － ) ꎬ男ꎬ硕士ꎬ工程师ꎬ２０１８ 年毕业于安徽工业 大学钢铁冶金专业ꎬ现在德龙钢铁有限公司从事冶金工程工作ꎬＥ － ｍａｉｌ:７５０１９３２５＠ ｑｑ. ｃｏｍ
７
总第 ２８０ 期 ＨＥＢＥＩ ＹＥＪＩＮ
０ 引言 烧结矿二元碱度( ＣａＯ / ＳｉＯ２ ) 的不同ꎬ不仅表现 在烧结矿化学成分的差异ꎬ还会影响其低温还原粉 化指数 ＲＤＩꎬ而 ＲＤＩ 对高炉影响较大ꎮ 实践证明ꎬ ＲＤＩ 的改善将会直接影响高炉的产量、焦比等经济 技术指标ꎬ有利于生产稳定顺行[１] ꎮ 德龙钢铁公司 现有 １３２ ｍ２ 烧结机一台、９６ ｍ２ 烧结机两台、１ ０８０ ｍ３ 高炉三座ꎬ高炉炉料要以自产烧结矿为主ꎮ 烧 结矿二元碱度直接影响到高炉生产的经济技术指 标ꎬ间接影响后续各工艺的运行ꎬ因此本文主要就烧
ｄｏｉ:１０. １３６３０ / ｊ. ｃｎｋｉ. １３ － １１７２. ２０１９. ０４０２
ＥＦＦＥＣＴＳ ＯＦ ＢＩＮＡＲＹ ＡＬＫＡＬＩＮＩＴＹ ＯＮ ＲＤＩ ＰＲＯＰＥＲＴＹ
Ｍｅｉ Ｚｈｏｎｇꎬ Ｚｈｕ Ｙｕｎｊｉｅ
( Ｄｅｌｏｎｇ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ. ꎬｌｔｄꎬ Ｘｉｎｇｔａｉꎬ Ｈｅｂｅｉꎬ ０５４００９) Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｗｉｔｈ ｂｉｎａｒｙ ｂａｓｉｃｉｔｙ ａｓ ｖａｒｉａｂｌｅꎬ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ＲＤＩ ｉｎｄｅｘ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂａｓｉｃｉｔｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＲＤＩ ｉｎｄｅｘ ｆｉｒｓｔ ｉｎｃｒｅａ￣ ｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ｂａｓｉｃｉｔｙ. Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃｉｔｙ ｉｓ １. ７９ ~ ２. １８ꎬ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ｉｓ ａ ｓｉｎｇｌｅ ａｃｉｃｕｌａｒ ｃａｌｃｉｕｍ ｆｅｒｒｉｔｅ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ＲＤＩ ＋３. １５ ｉｓ ｈｉｇｈ￣ ｅｒ. Ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎꎬ ｏｒｅ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｉｓ ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ｒａｎｇｅ. Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ: ｓｉｎｔｅｒꎻ ｂａｓｉｃｉｔｙꎻ ＲＤＩꎻ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎻ ＲＤＩ ＋ ３. １５
降低烧结矿低温还原粉化率
降低烧结矿低温还原粉化率华吉涛（山东莱钢永锋钢铁有限公司炼铁厂，山东齐河 251100）摘要烧结大量使用进口矿粉后，烧结矿低温还原粉化率指标变差，而烧结矿低温还原粉化影响高炉的透气性及焦比，通过优化配料结构，合理控制烧结矿中SiO2、A12O3、MgO、R2、FeO，改进不合理工艺设备，加强操作等措施，改善烧结矿低温还原粉化率指标。
关键词低温还原粉化率烧结矿化学成分1 前言莱钢永锋钢铁有限公司共有五台烧结机，烧结矿供应五座高炉使用，烧结矿质量的好坏对高炉生产技术经济指标产生重大影响，与炼铁的优质、低耗、高效益密切相关。
随着高炉“精料”技术的发展，对烧结矿质量要求除品位高、杂质少、粒度均匀外，还要求有较好的冶金性能。
烧结矿冶金性能主要包括还原性、低温还原粉化性、软熔性能等。
烧结矿在高炉炉身上部的低温区(温度大约在500℃－600℃)还原时由于热冲击及铁矿石中Fe2O3还原(Fe2O3－Fe3O4－FeO)过程中发生Fe2O3晶形转变，会导致烧结矿严重破裂、粉化，使高炉料柱的空隙度降低、透气性变差、压差升高、炉况不顺。
生产实践表明：烧结矿RDI-3.15每升高5％，高炉产量会下降1．5％，煤气中CO利用率降低0．5％，焦比升高1．55％。
近期，炼铁厂北区烧结由于大量使用进口矿粉，烧结矿RDl-3.15值高达35％以上。
严重影响高炉炉况顺行及高炉寿命。
为此，“降低烧结矿低温还原粉化率”成为烧结技术攻关工作的重点。
2 影响烧结矿低温还原粉化率的因素2．1原料条件的影响矿石原料主要有磁铁矿和赤铁矿两种，赤铁矿烧结矿含Fe2O3较多，因而低温还原粉化率较高。
在2006年前以磁铁矿相的巴西、国内精粉为主生产烧结矿，2007年后随着资源结构的变化及为了提高烧结矿品位，适当配加了赤铁矿相的进口矿粉生产烧结矿，到2008年以后，赤铁矿相的进口矿粉所占比例大约75％以上，又没有采取有效措施抑制烧结矿的低温还原粉化，致使烧结矿低温还原粉化率高达35％以上。
低温还原粉化的知识与分析
低温还原粉化性(reduction disintegration property)铁矿石(烧结矿及球团矿)在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。
在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后，炉料下降到400～600℃的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用，会发生不同程度的碎裂粉化。
严重时则影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。
铁矿石这种性能的强弱以低温还原粉化指数(RDI)来表示，或称LTB(Low Temperature Break-down)。
粉化原因及影响因素低温还原粉化的根本原因是矿石中的Fe2O3。
在低温(400～600℃)还原时，由赤铁矿变成磁铁矿发生了晶格的变化，前者为三方晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立方晶格，还原造成了晶格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力作用下碎裂粉化。
影响铁矿石(烧结矿及球团矿)低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、Fe2O3的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温度及铁矿石中的其他元素的含量。
矿石的种类以赤铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较高；以磁铁矿粉为原料的烧结矿RDI，较低。
例如：烧结原料中澳大利亚赤铁矿配加量由43.5％增加到60.6％时，烧结矿的RDI值由31.36％提高到38.08％。
德国K．格勒勃等研究表明：在烧结矿中碱度、脉石含量及机械应力相同的条件下，烧结矿中Fe。
0。
(包括原始及次生Fe2O3)含量与RDI有密切的关系，Fe2O3含量愈高，则RDI愈高。
Fe2O3的结晶形态Fe2O3结晶形态的差异能引起RDI较大的变化。
结晶良好的天然Fe2O3，RDI一般在30％以下(按日本钢铁厂方法检验，以下同)；天然磁铁矿氧化焙烧成的Fe2O3的结晶，焙烧初期呈线状，RDI为22.4％，焙烧后期呈多晶状，RDI为10.3％；焙烧良好的球团矿，其中的Fe2O3大部分是斑状，RDI较低，酸性球团矿RDI为34.1％，自熔性球团矿为3.1％；烧结矿中的Fe2O3，如斑状结晶体RDI较低，但当磁铁矿原料高温烧结后，在降温初期Fe3O4迅速再氧化成Fe2O3，内部尚包裹着Fe3O4、硅酸盐玻璃质、CaO•Fe2O3，它的晶体外形多为菱形的骸晶状Fe2O3，具有最高的RDI。
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• 3）烧结矿SiO2含量对低温还原粉化率的影 响： • 有关资料表明，在900℃以上的高温下， Fe3O4可以被还原，特别是SiO2存在时， 更会加快它的还原，生成低熔点化合物铁橄 榄石，随着SiO2含量的提高，烧结矿的 FeO升高，低温还原粉化率（+3.15mm） 增大。
• 4）Al2O3对低温还原粉化率的影响： • 烧结矿中含有一定的Al2O3有利于四元系针 状交织结构的铁酸钙的形成，有利于提高烧 结矿强度。但过高有助于玻璃质的形成，使 烧结矿强度和低温还原粉化率升高。
1 国内研究现状
• 目前我国宝钢、攀钢、武钢等部分企业生产的烧结 矿低温还原粉化率较高，一般小于3.15mm达到 30~40%，接近日本平均水平（-3mm部分为 36.3%）。 • 除以上几个方面的技术措施外，国内外还进行了以 下试验与生产：烧结使用复合熔剂；熔剂分加技术； 混合料预压烧结；煤气无焰烧结；富氧点火；富氧 烧结与富氧双层烧结等。
2 选题的目的和意义
• 2.1张钢矿粉的烧结特性 • 张钢烧结常用的几种矿粉的化学成分见表2.1 • 在烧结生产中，应根据各种矿粉的含铁品位， SiO2和Al2O3的含量进行优化，使之在烧结过程中 获得合适的烧结性能。
产地 巴西 澳大利 亚 澳大利 亚 印度 中国 品种 巴西粗 粉 PB粉 烧损 1.07 5.79
前言
• 受国内铁矿石资源和开发技术经济条件的限制，国 内铁矿石产量严重不足，造成进口铁矿石数年大幅 度增长，进口依赖度将进一步增加。但是，随着优 质铁矿粉供应紧张、价格逐年上涨，质量逐步下降， 对烧结生产造成较大影响。因此，合理地利用国内 外廉价铁矿粉资源，生产高质量的烧结矿以及获得 理想的经济效益是每个钢铁企业追求的目标。 • 烧结矿低温还原粉化率（RDI）是烧结矿冶金性能 的一个重要指标，烧结矿RDI的波动，不但直接影 响到高炉料柱的透气性，造成炉况不顺，而且增加 炉顶喷吹出量。因此烧结矿低温还原粉化率直接关 系到高炉的顺行生产，对提高高炉的技术经济指标 起着举足轻重的作用。
3 研究方案及进度安排
• 3.1研究方法 • 1、根据含铁原料的烧结特性，确认合理的 配矿方案。通过烧结杯实验和工业实验找出 最佳方案。 • 2、采用预热炉预热空气和煤气、蒸汽预热 混合料、合理控制混合料水份和FeO含量等 措施。
3.2 技术路线及试验方案
含铁原料的烧结特性
烧结矿成份对低温还原粉化率的影响
TFe 64.86 61.78
SiO2 4.4 3.91
CaO 0.14 0.13
MgO 1.5 1.14
Al2O3 1.06 1.43
H2O 8.5 9.5
罗粉
印粉 铁精粉
56.41
62.77 66.64
5.77
4.16 3.34
0.14
0.13 1.22
2.16
2.46 1.91
2Байду номын сангаас73
2.76 0.88
2.3 烧结矿成份对低温还原粉化率的影响 • 1）FeO含量对低温还原粉化率的影响 • 有关资料表明低温还原粉化率的变化趋势与 烧结矿FeO含量变化相吻合，即随着烧结矿 FeO含量的增加，低温还原粉化率 （±3.15mm）增大。
• 2）MgO含量对低温还原粉化率的影响： • 烧结矿MgO含量与低温还原粉化率的关系是： MgO含量在2.34~2.81%之间波动时，低温还原粉 化率指标呈现先增长后减小的趋势。有关资料表明， MgO含量对烧结矿低温还原粉化具有双重影响， 其含量过高，烧结矿显微结构中铁酸钙大量减少， 玻璃质相对增加，导致强度下降，粉化指标恶化。
9.10
4.25
10.5
9.0 8.0
表2.1张钢烧结常用的几种矿粉的化学成分
2.2烧结配料方案的优化
• 国内精粉是一种磁铁矿，在烧结过程中会氧化放热， 适当配加国内精粉有利于提高烧结料层的温度 • 罗粉是一种典型的褐铁矿，在烧结过程中的收缩比 较大，导致烧结矿中的热应力比较大，过高的配比 不利于提高烧结矿的强度 • PB粉也是一种褐铁矿，与罗粉相比同化温度稍高 一些，但不能大比例使用 • 巴西粗粉中的SiO2含量较高，同化温度低，适当 配加部分巴西粗粉有利于改善烧结矿的成矿过程并 提高烧结矿强度，但巴西粗粉的结构比较致密，过 高的配比不利于改善烧结矿的成矿过程
确定烧结配案方案
烧结杯实验
工业实验
合理的操作制度
采用先进工艺技术
根据结果，找出最佳配矿方案和最佳操作制度
图3.1技术路线如图
3.3 工作计划和进度安排
• • • • • • • • • • 2009.08~2010.06 1、资料调研及资料学习，制订研究实验方案； 2、做烧结杯实验和冶金性能实验； 3、撰写开题报告，进行开题答辩。 2010.07~1010.09 1、做一些补充工业实验； 2、整理实验数据。 2010.11~2011.06 1、全面整理实验数据； 2、撰写论文，准备答辩。
• 5）碱度对低温还原粉化率的影响： • 一般情况下，碱度1.8~2.0的高碱度烧结矿 与低碱度和自熔性烧结矿比较，具有强度好、 还原性能好、低温还原粉化率低等特点。国 内多年研究表明，在碱度1.6~2.0的范围内， 有一个强度最低点，这是因为大量正硅酸钙 生成，在冷却过程中发生相变，体积膨胀， 造成烧结矿破裂所致。有些烧结矿在碱度 1.5~1.7的范围内，低温还原粉化率偏高， 这与结晶颗粒粗大的骸晶状菱形赤铁矿有关。
• 宝钢对可能影响低温还原粉化率的10多个因素进行 两组多元线性回归分析，结果指出，在波动范围内， 烧结矿Al2O3、TiO2、MgO、烧结车速及烧结矿 SiO2含量、碱度等六项与低温还原粉化率有较强 的相关关系。前四项是正相关，后四项是负相关。 对烧结矿低温还原粉化率影响最大的因素是烧结矿 的SiO2、FeO含量、烧结机速，其他的因素影响 较小。降低烧结矿低温还原粉化率的措施是严格控 制混合料中TiO2和Al2O3的含量，提高烧结矿 SiO2和FeO含量，适当提高机速，在保证烧好的 前提下，使烧结矿的终点后移，提高烧结表面的点 火强度等。通过实验在烧结料中蛇纹石的平均粒径 从2.68mm降到1.2mm，可使低温还原粉化率从 41.4%降到35.9%。
• 武钢二烧（机上冷却工艺）烧结矿FeO含量8%左 右时，其低温还原粉化率为40.15%~43.5%，给高 炉冶炼带来影响。武钢开发了往烧结矿表面喷洒氯 化钙溶液新工艺，在成品皮带的头部安装可调张角 喷嘴，对喷嘴的数量、型式、张角和安装位置以及 CaCl2溶液的浓度、数量和喷洒方式等进行了全面 研究。1991年转入正式生产，当喷洒浓度3%的 CaCl2溶液时，低温还原粉化率均降低10.78%， 取样测定烧结矿水分仅为0.2%，高炉槽下烧结矿 粒度组成无明显变化。在3号与4号两座高炉进行2 个月的工业试验表明，校正后的产量分别提高了 7.94%和4.22%，校正焦比分别下降2.36kg/t和 1.31kg/t。攀钢、柳钢、济钢等企业也进行了喷洒 CaCl2溶液的试验与生产。柳钢试生产得出，烧结 矿低温还原粉化率降低（从15~20%降至3%以下）， 高炉增产4.6%，焦比降低15.3kg/t。
• 攀钢研究得出，烧结矿低温还原粉化率的只要原因 是烧结矿晶粒粗大的骸晶菱形赤铁矿含量占烧结矿 的20%左右，通过提高FeO含量达6~8%，在烧结 料中添加萤石或CaCl2等，都可以降低矿物熔点， 增加液相量，可大幅度减少骸晶状赤铁矿的含量， 使低温还原粉化率从50.06%降到21.22%，而添加 1%的CaCl2，其低温还原粉化率可降到8.01%。