某钢厂烧结原料基础知识培训

烧结原料相关基础知识
1．烧结原料主要有哪些？
烧结生产所使用的原料多种多样，主要为含铁原料、燃料及熔剂。

含铁原料主要有铁矿石（精矿粉和天然富矿粉）、高炉炉尘、氧气转炉炉尘和钢渣、轧钢皮、硫酸渣等。

烧结燃料主要是碎焦粉和无烟煤粉。

熔剂按其化学性质可分为中性，酸性和碱性三类，由于我国铁矿石的脉石多数是酸性氧化物（SiO2），所以普遍使用碱性熔剂，常用的有石灰石、白云石、消石灰及生石灰等。

2．什么是铁矿石的品位？铁矿石的理论含铁量？贫矿和富矿如何区分？
将铁矿石中铁元素的含量称为品位，将铁矿石中含铁矿物的含铁量称为铁矿石的理论含铁量。

矿石品位低于其理论含铁量70%为贫矿，高于70%为富矿。

贫矿应进行选矿、烧结、球团后才能入炉，以提高高炉冶炼的技术经济指标。

3．自然界中的含铁矿物按化学组成、结晶构造的不同可分为哪几类？分别具有什么特征？
自然界中含铁矿物很多，目前已经知道的有300多种，但是能作为炼铁原料的只有20多种。

按照含铁矿物组成及结晶构造的不同，可以分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四大类。

磁铁矿主要化学成分为Fe3O4，外表呈钢灰色或黑色，条痕为黑色，又称“黑矿”，晶体呈八面体，组织结构比较致密坚硬，难还原和破碎，具有磁性。

一般开采出来的磁铁矿含铁量为30%~60%。

当含铁量大于45%，块度大于5~8mm 时，可直接供高炉冶炼，称为富矿；粒度小于5~8mm者称为富矿粉，可送烧结造块。

当含铁量低于45%或含有害杂质数量超过规定值时，皆须经过选矿获得精矿粉去除杂质后造块。

赤铁矿主要化学成分为Fe2O3，结晶的赤铁矿外表颜色为钢灰色或铁黑色，其他为暗红色，但所有的赤铁矿条痕皆为暗红色，又称“红矿”，赤铁矿组织结构多种多样，由非常致密的结晶体到疏松分散的粉体；矿物结构成分也具多种形态，晶形为片状和板状。

一般开采出来的赤铁矿含铁量为40%~60%。

当含铁量大于40%，块度大于5~8mm时，可直接供高炉冶炼，称为富矿；粒度小于5~8mm 者称为富矿粉，可送烧结造块。

当含铁量低于40%或含有害杂质数量超过规定值时，皆须经过选矿获得精矿粉去除杂质后造块。

褐铁矿为含结晶水的赤铁矿（mFe2O3·nH2O），外表颜色为黄褐色、暗褐色、黑色，呈黄色或褐色条痕，无磁性。

自然界褐铁矿富矿很少，一般含铁量为37%~55%，其脉石主要为黏土、石英等，且杂质中S、P含量较高。

当含铁量低于35%时，需进行选矿处理。

菱铁矿化学成分为FeCO3，常见的菱铁矿致密坚硬，外表呈灰色或黄褐色，风化后转变为深褐色，具有灰色或黄色条痕，有玻璃光泽，无磁性。

菱铁矿在烧结造块时，因收缩量大，导致产品强度降低和设备生产能力低，燃料消耗也因碳酸盐分解而增加。

4．为何可将高炉炉尘、氧气转炉炉尘和钢渣、轧钢皮及硫酸渣用作烧结原料？
高炉炉尘是从高炉煤气系统中回收的高炉瓦斯灰，它主要由矿粉、焦粉及少量石灰石粉组成。

含铁量为30%~55%，含碳量为8%~20%。

目前高炉每冶炼1t
生铁炉尘量为20kg左右，若原料粉末过多或原料强度不好，炉尘量还会更多。

将高炉炉尘作为烧结原料，可回收资源，节约熔剂和燃料消耗，降低生产成本。

高炉尘一般亲水性较差，但对黏性大、水分高的烧结料，添加部分高炉尘能降低烧结料水分并提高其透气性。

氧气转炉炉尘是从氧气转炉的炉气中经除尘器回收的含铁原料，它含铁量高，粒度细，可做烧结原料。

转炉钢渣是炼钢生产的废弃物，含有Fe、CaO、MnO、P、S等，利用钢渣作为烧结原料，可以回收资源，还可以代替部分石灰石。

轧钢皮是轧钢过程中剥落下来的氧化铁皮。

轧钢皮一般占总钢材量的2%左右，含铁60%~70%，且有害杂质少、密度大，是很好的烧结原料。

硫酸渣是化工厂用黄铁矿制硫酸的副产品，含铁量为40%~55%，但含硫较高。

由于硫酸渣含有在低温下难以除掉的硫酸盐，故它作为烧结原料时，应考虑脱硫问题，其配比应根据混合料中的含硫量来确定。

5．烧结生产对含铁原料有哪些质量要求？
铁矿粉是烧结生产的主要原料，其物理化学性质对烧结矿质量影响最大。

主要要求铁矿石品位高，成分稳定，杂质少，脉石成分适用于造渣，粒度适宜。

烧结用的精矿粒度不宜太细，一般小于0.074mm（-200网目）的量小于80%。

褐铁矿、菱铁矿的精矿或粉矿要考虑结晶水、二氧化碳的烧损。

国内褐铁矿的烧损为9%~15%，菱铁矿烧损为17%~36%，烧损大，烧结时体积收缩。

褐铁矿收缩8%左右，菱铁矿收缩10%左右。

精矿水分大于12%时，影响配料准确性，不易混合均匀。

粉矿粒度要求控制在8mm以下，便于烧结矿质量提高。

6．烧结生产对熔剂有哪些质量要求？
对熔剂质量总的要求是：有效成分含量高，有害杂质S、P少，粒度、水分适宜，成分稳定。

有效熔剂性高，即：碱性氧化物（CaO+MgO）含量要高，而酸性氧化物（SiO2+Al2O3）含量要低。

熔剂中的酸性氧化物含量偏高，会大大降低熔剂的效能。

质量良好的熔剂中，SiO2+Al2O3的含量一般不超过3%~3.5%。

熔剂中的有害杂质S、P要低，含硫一般为0.01%~0.08%，含磷一般为0.01%~0.03%。

从有利于烧结过程中各种成分之间的化学反应迅速、完全这一点来看，熔剂粒度越细越好。

熔剂粒度过粗时，反应速度缓慢，生成的化合物不均匀程度大，甚至残留未反应的CaO“白点”，对烧结矿强度有很坏的影响。

但是，熔剂破碎过细，不仅使设备和电能消耗增加，而且使烧结时的透气性变坏。

从目前生产条件来看，熔剂粒度一般控制在3mm以下，且粒度小于3mm的熔剂占熔剂总量的比例应大于85%。

若在烧结厂内破碎块状石灰石、白云石时，要求其进厂的粒度上限为80mm。

生石灰进厂不应含水，一般多用封闭式车厢运输，一旦遇水后，发生消化，在矿槽中蒸发，使生石灰从下料口喷出，影响配料，甚至烧伤人。

石灰石、白云石含水以1%~3%为宜；消石灰含水一般不应超过15%~20%。

水分过大，会给运输和破碎带来困难。

7．烧结生产对燃料有哪些质量要求？
对烧结所使用固体燃料的主要要求是化学成分和粒度。

（1）化学成分要求
要求固定碳含量高，灰分、挥发分、硫含量低。

固定碳含量高，燃料的发热
量高，有利于减少燃料的消耗；灰分含量低，可以减少熔剂用量；挥发分含量低，可以防止挥发物挥发时在温度较低的地方凝结下来，恶化料层透气性及黏结在集气管道中，黏附在抽风机翼板上，影响烧结作业的正常进行，一般规定挥发分含量不应超过8%；硫含量低，可以减少烧结矿中的硫含量，提高烧结矿质量。

（2）粒度要求
燃料入厂粒度一般应小于25mm，在烧结厂进行破碎，破碎后粒度控制在3mm以下，且小于3mm的粒度应大于90%。

燃料的粒度过大或过小都对烧结的生产率及烧结矿的品质有不良的影响。

研究表明，燃料最合适的粒度为0.5~3mm。

但在实际生产中，尽可能保证粒度的上限，而粒度的下限很难保证，因为在生产条件下，筛去0.5mm以下的焦粉会使工艺复杂化，且经济上也不合算，所以烧结厂一般只控制粒度上限，即燃料的合适粒度范围为3~0mm。