10.5影响烧结的因素(新)
烧结温度和时间对烧结矿气孔特征的影响
第45卷 第4期华北理工大学学报(自然科学版)V o l .45 N o .42023年10月J o u r n a l o fN o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )O c t .2023 收稿日期:2023-03-22 修回日期:2023-09-27基金项目:国家自然科学基金资助项目(51774140),河北省自然科学基金资助项目(E 2021209147)㊂ 第一作者:钦礼文,男,硕士研究生㊂ 通讯作者:刘磊,男,硕士,讲师㊂研究方向:工艺矿物学㊁炼铁㊂E -m a i l :h e u t l i u l e i @163.c o m. D O I :10.3969/j.i s s n .2095-2716.2023.04.001文章编号:2095-2716(2023)04-0001-06烧结温度和时间对烧结矿气孔特征的影响钦礼文,刘磊,包国营,段博文,韩秀丽(华北理工大学矿业工程学院,河北唐山063210)关键词:烧结矿;气孔率;孔径;烧结温度;恒温时间摘 要:烧结矿的气孔特征是影响烧结矿质量的重要因素之一㊂通过光学显微镜结合图像分析软件I m a g e J ,研究了不同烧结温度和恒温时间对烧结矿的气孔率㊁气孔形态和大小等特征的影响规律㊂结果表明,随着烧结温度由1200ħ升高到1400ħ,烧结矿的气孔率先升高后降低并在1280ħ时达到峰值,气孔形态呈不规则状㊁变化不大㊂在不同烧结温度下随着恒温时间由1m i n 增加到5m i n ,烧结矿中不同孔径大小的气孔占比变化区别明显,当低于1320ħ烧结时,各级气孔占比均有所减小,而当高于1360ħ烧结时,中㊁小气孔占比明显增大㊂中图分类号:T F 046.4 文献标识码:A烧结矿是高炉炼铁所需的重要原料,其性能好坏直接影响了高炉生产的质量和效率㊂在烧结生产过程中,烧结矿形成的气孔是其质量评估的重要参数,研究不同烧结条件下的气孔特征对改善烧结矿质量具有重要意义㊂国内外学者已经广泛探讨了气孔对烧结矿质量的影响㊂吴胜利等人指出大气孔的集中分布容易引起长裂纹的出现,降低烧结矿机械强度[1-4]㊂韩秀丽等人通过实验发现气孔含量的增多及孔径的增大使得烧结矿强度降低,在还原过程中更易粉碎,从而影响烧结矿的低温还原粉化性能[5,6]㊂Z h o u 等人通过研究发现超过1mm 的大气孔是影响烧结矿导热系数的主要因素[7]㊂大量学者研究了气孔对烧结矿还原性造成的影响[8-10],由此产生了2类相左的观点,P a n i g r a h y 等人通过改变M g O 和C a O 的比值研究了气孔率与烧结矿还原性之间的关系,结果表明,矿物组成对烧结矿还原性带来的影响远大于气孔率变化带来的影响[8],而I g n ác i o 等人在此基础上通过直接选用磁铁矿㊁赤铁矿㊁铁酸钙占比不同的烧结矿研究了矿物和气孔对烧结矿还原性产生的影响,经过研究发现烧结矿的气孔特征可以克服矿物组成对烧结矿还原性产生的影响[11,12]㊂尽管现有的研究已充分证实了气孔对烧结矿质量的影响,但对烧结矿气孔形成机制尚无定论㊂为了更好地调控烧结矿中气孔的形成,需要进一步深入研究不同烧结条件对气孔形成的影响规律㊂因此,本研究将通过光学显微镜,观察不同烧结温度以及不同恒温时间下,气孔宏观和微观特征的变化情况,以探究温度对气孔形态㊁孔径大小和占比率的影响机制,为优化烧结工艺,提高烧结矿质量提供科学依据㊂1实验1.1 样品制备实验采用F e 2O 3㊁S i O 2㊁C a O ㊁M g O ㊁A l 2O 3化学纯试剂(纯度为99.99%)作为实验原料,首先将原料在Copyright ©博看网. All Rights Reserved.120ħ的干燥箱内烘干2h ,冷却后筛分至200目以下,依照配矿方案(如表1所示)将各种原料分别混匀,采用 干粉压制法 使用圆柱压样机进行压样处理,并将其装入50m l 刚玉坩埚;再采用M i C R O -X 型高温气氛炉在空气气氛条件下开展微型烧结实验,以10ħ/m i n 的升温速率,分别升温至最高烧结温度(1240ħ㊁1280ħ㊁1320ħ㊁1360ħ和1400ħ)并设置恒温时间(1m i n 和5m i n );最后在恒温时间结束后以5ħ/m i n的冷却速率冷却至室温,具体烧结参数如表2所示㊂表1 实验配矿方案碱度矿物原料/w t %F e 2O 3C a O S i O 2A l 2O 3M g O 2.280.201151.91.9表2 烧结实验条件样品编号恒温时间/m i n 烧结温度/ħ样品编号恒温时间/m i n 烧结温度/ħA 1240-111240A 1240-551240A 1280-111280A 1280-551280A 1320-111320A 1320-551320A 1360-111360A 1360-551360A 1400-111400A 1400-5514001.2 样品分析首先,观察烧结矿样品的表面特征,并利用切割机将其最大剖面切开,分别记录样品表面和截面气孔的数量㊁形态及大小特征㊂其次,将切割获得的样品用环氧树脂制成光薄片,在透反两用研究型偏光显微镜(P o l a r i z i n g m i c r o s c o p e ,S c o p e -A 1)下观察烧结矿物样品的气孔特征,并使用高分辨率摄像头和计算机拍摄软件采集大量显微照片的清晰图像㊂然后,通过I m a g e J 图像处理软件采集了烧结矿中气孔率和孔径变化的相关信息㊂2实验结果与讨论2.1 烧结温度和时间对气孔宏观特征的影响2.1.1烧结矿表面的气孔特征烧结矿样品的表面特征如图1所示㊂图1 烧结矿表面的气孔特征在烧结温度为1240~1280ħ的样品中,烧结矿样品基本熔融,此时样品表面的气孔较少,多为孔径在2 华北理工大学学报(自然科学版) 第45卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.1~2mm 的圆形气孔㊂当温度升高至1320ħ时,样品表面的气孔数量明显增加,多为孔径1~2mm 的圆形气孔,少数为孔径在3mm 以上的不规则气孔,同时样品表面开始出现长度在6mm 以上的较大裂隙㊂相比于上一温度阶段,烧结温度为1360ħ的样品中,气孔的变化并不明显,但样品的裂隙数量有所增加㊂此外,靠近裂隙边缘的位置可以看到明显的坍塌迹象㊂在烧结温度为1400ħ的样品中,试样中心位置已完全凹陷下落至底层,烧杯壁上可见残留的铁氧化物镀层,烧结试样致密程度明显上升,而样品表面只能看到少量孔径在1mm 左右的圆形气孔㊂值得注意的是对于1360ħ和1400ħ的烧结样品,可以发现相比于恒温1m i n 样品,恒温5m i n 样品的表面存在更多裂隙㊂2.1.2烧结矿截面的气孔特征图2所示为烧结矿样品的截面特征,可以清楚地观察到不同温度下烧结矿的截面存在着明显的差异㊂在烧结温度为1240ħ的样品中,样品中的气孔多为孔径在5~20mm 的贯通性大气孔㊂而烧结温度为1280ħ的样品中,贯通性大气孔孔径有所下降,最大孔径降至约13mm ㊂然而,由于出现了较多1~5mm 之间的不规则气孔,烧结矿总气孔率明显升高㊂当烧结温度升高至1320ħ和1360ħ时,样品表面开始出现裂纹,样品断面上的较小气孔数量明显降低,气孔的形状重新变得规则,但由于样品表面并未塌陷,烧结矿中仍存在较多贯通气孔㊂当烧结温度升至1400ħ时,样品表面基本完全塌陷,试样变得更加致密,贯通的大气孔基本消失,只能在样品断面位置看到少量孔径在2~3mm 的较小气孔㊂图2 烧结矿截面的气孔特征样品中气孔的宏观特征受恒温时间的影响相对较小,而受烧结温度的影响较为显著㊂当烧结温度为1240~1280ħ时,烧结矿中的气孔主要由原料中的孔隙形成㊂在矿物烧结过程中,矿物表面相对较高的温度使烧结矿表面会先形成一层液相㊂尚未熔化的固体颗粒在相互作用的过程中会蠕变收缩,固体颗粒集中的同时,颗粒间的空隙被聚集在一起㊂由于此时冶金熔体的粘度相对较大,烧结矿中的气体难以逸出,从而形成相互连接的较大气孔㊂在烧结温度超过1280ħ时,铁酸钙热解使烧结样品中了出现大量新增中小气孔,烧结矿气孔率逐渐上升㊂当烧结温度为1320ħ时,烧结矿的熔蚀程度进一步增加,烧结矿表面开始出现裂纹,这一现象加剧了气体的逸散,但由于此温度下铁酸钙的分解仍较为剧烈,烧结矿气孔的下降趋势并不明显㊂最后,当烧结温度升至1360~1400ħ时,铁酸钙的分解已接近尾声,样品变得非常致密,烧结矿中气孔率大幅下降㊂2.2 烧结温度和时间对气孔微观特征的影响2.2.1气孔显微形态特征使用偏光显微镜研究了不同温度条件下烧结矿样品的孔隙特征情况㊂图3为不同烧结温度下的气孔形3第4期 钦礼文,等:烧结温度和时间对烧结矿气孔特征的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.4华北理工大学学报(自然科学版)第45卷态特征,由图3可知,随着烧结温度的不断增加,烧结矿样品中气孔形态特征的变化较为明显㊂当烧结温度为1240ħ时,样品中的气孔多为形状规则,而孔径范围处于0~200μm的中小气孔㊂随着烧结温度升高至1280ħ,气孔的主要形态变成了形状相对规则且孔径超过400μm的大气孔㊂在烧结温度为1320ħ时,由于样品中存在大量集中分布的针柱状铁酸钙,不规则形状的气孔含量显著增加,而浑圆的大气孔占比降低㊂而烧结温度为1360~1400ħ时,样品变得更加致密,气孔总量显著减少㊂此外,在烧结温度为1400ħ时,恒温5m i n的样品中比恒温1m i n的样品中存在更多200~400μm的中等大小气孔㊂图3烧结矿的气孔显微形态特征2.2.2气孔率和孔径特征分析了试样中气孔的孔径变化情况,将不同温度条件下烧结矿样品中的孔洞按直径分为小于400μm 的中小气孔和大于400μm的大气孔,图4所示展示了不同温度条件下气孔率的变化情况㊂图4烧结矿的气孔率变化规律从图4中可以看出,随着烧结温度的升高,烧结矿样品中的气孔率呈现出先增加后减小的趋势㊂在烧结温度由1240ħ升高至1280ħ时,烧结矿中大于400μm的大气孔含量相对增加,而小于400μm的中小气孔含量略微降低㊂这是由于随着烧结过程的进行,小气孔之间相互合并形成大气孔导致的㊂在烧结温度由1280ħ升高至1320ħ时,恒温1m i n的样品中大气孔含量呈现出减小的趋势,而恒温5m i n的样品中大气孔含量则呈现出增长的趋势㊂然而这2种样品中都表现出了小气孔的明显增加㊂这可能是由于在烧结温Copyright©博看网. All Rights Reserved.度超过1280ħ后,样品中的部分复合铁酸钙发生了分解,导致了中小气孔的明显增加㊂当烧结温度继续升高至1360ħ和1400ħ时,烧结样品的气孔率都表现出下降趋势,但此时,随着恒温时间由1m i n 增加为5m i n ,烧结矿样品中的中小气孔占比发生明显回升㊂为了研究恒温时间对中小气孔气孔率变化的影响规律,分别统计了孔洞直径0~50μm ㊁50~100μm ㊁100~200μm ㊁200~400μm 的孔洞所占的比例㊂其结果如图5所示,当样品的恒温时间为1m i n 时,不同温度下各级孔径的气孔表现出相似的变化规律,当烧结温度逐渐上升,烧结矿中中小气孔所占比例除1320ħ时出现明显上升外整体呈下降趋势㊂而在恒温时间为5m i n 的样品中,当烧结温度逐渐上升,除孔径为200~400μm 的一组较大气孔外,其他中小气孔占比都表现为整体上升的趋势㊂图5 烧结矿的孔径变化规律在粘度较高的液体中,气泡是否能够上浮离开液体与其孔径尺寸有关,孔径较大的气泡由于受到的阻力加速度相对较小其上浮速度远高于较小气泡㊂在升温过程中,液相中形成的气泡迅速聚并,较大气泡得以迅速散溢离开冶金熔体㊂然而,当烧结温度稳定后,由于矿物持续分解产生的气泡不再能满足迅速生成较大气泡的要求,冶金熔体中的小气泡数量开始发生增长㊂气孔率的变化是气体的溢散和新气泡的生成相互竞争产生的结果[13],当恒温时间逐渐增加,随大气泡大量溢出而降低的气孔率逐渐开始回升㊂烧结矿中大气孔的存在不利于烧结矿机械强度的提升,而小气孔的存在对烧结矿的还原性有利,这意味着,自烧结温度到达1280ħ起,随着烧结温度的升高有利于改善烧结矿的机械强度,而自1320ħ起,随着烧结温度的升高,烧结矿的还原性持续恶化,同时适量的增加恒温时间有益于提高烧结矿的还原性能㊂3结论(1)烧结温度对气孔率变化有着显著的影响,随着烧结温度由1240ħ上升到1280ħ,烧结矿气孔率逐渐增加,而当烧结温度继续升高,烧结矿的气孔率开始逐渐下降㊂(2)烧结温度由1240ħ上升到1320ħ,随着恒温时间的增加,烧结矿各级气孔孔径占比逐渐减小,这是由于恒温时间的延长有助于气体由粘度较高的液相中逸散㊂(3)当烧结温度为1360ħ和1400ħ时,随着恒温时间的增加,烧结矿中小气孔占比明显增大,其原因是由于恒温时间增加导致矿物相变产生了大量新气泡㊂参考文献:[1] 张文兴,黄苑龄,张周位.烧结矿的矿物组成和气孔特征对黏结相强度的影响[J ].现代矿业,2018,34(7):118-121.[2] 肖志新,胡正刚,余珊珊,等.烧结矿孔洞结构对烧结强度的影响[J ].钢铁研究,2017,45(4):1-4.[3] 宋鹤锴,吴胜利,周恒.铁矿烧结黏结相气孔率影响因素分析[J ].中国冶金,2019,29(5):15-21.[4] 乔瑞庆,杜鹤桂.低氟烧结矿微气孔的形成机理及对烧结矿强度的影响[J ].钢铁研究学报,1999,11(6):1-4.5第4期 钦礼文,等:烧结温度和时间对烧结矿气孔特征的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.6华北理工大学学报(自然科学版)第45卷[5]韩秀丽,司天航,刘盈盈,等.不同含量A l2O3烧结矿矿相结构与R D I+3.15mm的定量关系[J].中国冶金,2022,32(2):34-38.[6]司天航,韩秀丽,刘磊,等.镁铝对烧结矿矿相结构的影响规律[J].烧结球团,2021,46(2):24-31.[7] Z H O U M,Z H O U H,MAP,e t a l.E f f e c t o f c o k e r a t e a n db a s i c i t y o nc o m p u t e d t o m o g r a p h y-m e a s u r e d p o r e p a r a m e t e r s a n de f f e c t i v et h e r m a l c o n d u c t i v i t y o f i r o no r e s i n t e r[J].J o u r n a l o fM a t e r i a l sR e s e a r c ha n dT e c h n o l o g y,2019,8(6):6191-6201.[8] S.c.p a n i g r a h y,M.j a l l o u l i m,R i g a u d,等.烧结矿球团矿的气孔率与某些性能之间的关系[J].烧结球团,1985(6):81-87.[9]薛方.铁矿粉的气孔率对其烧结性能的影响[J].山西冶金,2017,40(3):31-32.[10]J U R S O V AS,P U S T E J O V S K AP,B R O Z O V AS.S t u d y o n r e d u c i b i l i t y a n d p o r o s i t y o fm e t a l l u r g i c a l s i n t e r[J].A l e x a n d r i aE n g i n e e r i n gJ o u r n a l,2018,57(3):1657-1664.[11]I G NáC I OI R,B R O O K SG,P OWN C E B Y M I,e t a l.P o r o s i t y,M i n e r a l o g y,S t r e n g t h,a n dR e d u c i b i l i t y o fS i n t e rA n a l o g u e s f r o mt h eF e2O3(F e3O4)-C a O-S i O2(F C S)T e r n a r y S y s t e m[J].M i n e r a l s,2022,12(10):1253-1259.[12] T O N E T I I,D I P P E N A A RA.A n a l t e r n a t i v e t o t r a d i t i o n a l i r o n-o r e s i n t e r p h a s e c l a s s i f i c a t i o n[J].M i n e r a l sE n g i n e e r i n g,2011,24(12):1258-1263.[13] H A R V E Y T,H O N E Y A N D ST,O D E AD,e t a l.S i n t e r S t r e n g t h a n dP o r e S t r u c t u r eD e v e l o p m e n t u s i n g A n a l o g u eT e s t s[J].I s i j I n t e r-n a t i o n a l,2020,60(1):73-83.E f f e c t o f S i n t e r i n g T e m p e r a t u r e a n dT i m e o nP o r eC h a r a c t e r i s t i c s o f S i n t e rQ I N L i-w e n,L I U L e i,B A O G u o-y i n g,D U A NB o-w e n,H A N X i u-l i(C o l l e g e o fM i n i n g E n g i n e e r i n g,N o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,T a n g s h a nH e b e i063210,C h i n a) K e y w o r d s:s i n t e r;p o r o s i t y;a p e r t u r e;s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e;c o n s t a n t t e m p e r a t u r e t i m eA b s t r a c t:T h e p o r e c h a r a c t e r i s t i c s o f s i n t e r a r eo n eo f t h e i m p o r t a n t f a c t o r s a f f e c t i n g t h e q u a l i t y o f s i n t e r. T h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e s a n dh o l d i n g t i m e o n t h e p o r o s i t y,p o r em o r p h o l o g y a n d s i z e o f s i n t e rw e r e s t u d i e db y o p t i c a lm i c r o s c o p e c o m b i n e dw i t h i m a g ea n a l y s i s s o f t w a r e I m a g e J.T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e p o r o s i t y o f s i n t e r i n c r e a s e sw i t h t h e i n c r e a s eo f s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e.W i t h t h e i n c r e a s eo f s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e f r o m1200ħt o1400ħ,t h e p o r o s i t y o f s i n t e r i n c r e a s e s f i r s t,t h e nd e c r e a s e s a n d r e a c h e s t h e p e a k a t1280ħ.T h e p o r em o r p h o l o g y i s i r r e g u l a r a n dh a s l i t t l e c h a n g e.A t d i f f e r e n t s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e s,a s t h ec o n s t a n t t e m p e r a t u r e t i m e i n c r e a s e s f r o m1m i nt o5m i n,t h e p r o p o r t i o no f p o r e s w i t hd i f f e r e n t p o r e s i z e s i n t h e s i n t e r v a r i e s s i g n i f i c a n t l y.W h e n s i n t e r e db e l o w1320ħ,t h e p r o p o r t i o no f p o r e s a t a l l l e v e l sd e c r e a s e s.W h e ns i n t e r e da b o v e1360ħ,t h e p r o p o r t i o no fm e d i u m a n ds m a l l p o r e s i n c r e a s e s s i g n i f i c a n t l y.Copyright©博看网. 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烧结矿质量与高炉技术经济指标
NO
成份矿种
TFe
FeO
CaO
SiO2
Al2O3
MgO
CaO/SiO2
备注
1
宝钢烧结矿
57.83
6.91
9.21
5.85
1.57
1.53
1.57
2
邯钢烧结矿
53.5
7.91
11.40
7.08
1.53
3.90
1.61
3
水冶球烧矿
56.51
9.75
13.32
5.73
有害元素的控制：
7.有害元素的控制： S、P、K2O、NaO、Pb、Zn、Cu、As、Ti、Cr、Ni、Cl S：钢铁材热脆 矿≤0.3%，铁≤0.030%P：钢铁材冷脆 矿≤0.07%，铁≤0.12 %K2O+NaO：炉料易熔易凝和焦炭熔损 矿≤0.20%，碱负荷≤3kg/tPb：破坏炉墙和炉底炉缸，蒸汽中毒 矿≤0.1%Zn：破坏炉衬，堵塞煤气管道 矿≤0.1%Cu：降低钢铁材的强度 矿≤0.2%As：破坏环境和人的呼吸器官 矿≤0.07%Ti：影响渣铁流动性和烧结矿质量 矿≤0.4%Cr：影响渣铁流动性和钢的焊接性能 矿≤0.5%Ni：同CrCl：破坏环境和损坏金属构件 矿≤0.001%
Al2O3的作用：SFCA的化学式5CaO.2SiO2.9(Al.Fe)2O3
高Al2O3对烧结矿质量的影响：（冷强度，RDI）
FeO的作用和影响
FeO的作用（ FeO 和SiO2形成烧结矿的渣相，强度）
高FeO对烧结矿质量的影响（RI，焦比，产量）
表11 某钢铁企业进口高Al2O3铁矿粉和炉渣的化学成分
谢谢大家！
烧结原料水分对烧结生产有何影响
一、烧结原料水分对烧结生产有何影响？相宜的水分应当是什么数值？答1、烧结原料水分过高，如精矿粉简单成团粘矿槽，影响配料的精确性，影响混合料的匀称性，烧结机尾断面产生花脸影响烧结矿产、质量2、烧结原料水分过低，粉尘大影响配料操作，物料得不到提前润湿，在一二次混合加水时润湿不透影响制粒效果，烧结矿的质量也会受到影响。
3、烧结原料的水分波动，将会引起配料的波动，由于配料是按百分之百的湿料配入的，按干料计算的，各种原料的水分都是假定不变的，若原料的水分产生波动，必定会引起配料的波动，也会对混合料水分稳定带来影响。
二、影响配料作业的因素有哪些？答（1）物料的水分影响2物理化学性能的影响3矿槽存料量的影响4设施性能的影响5热返矿的影响6外加料的影响7操作不当和失职带来的影响8取样制样代表性不强,化验的失误三、生石灰前消化对配料有何影响？（1）热量起不到提高混合料温度的作用（2）配入的CaO削减，要保证原生石灰配入的量，就必需增加配比，消化程度不同和不均会影响CaO波动四、填空题1固体燃料工业分析项目有，【水分、灰分、挥发分、固体碳、硫】2烧结原料中的水分含量是指原料中（物理）水3原料的化学成分是指原料中【某元素】或化合物含量与该种干原料式样重量的百分比'五勤一准，、勤检查，勤联系，勤分析推断，勤计算调整，勒总结沟通。
“一准”配料精确容剂种类；石灰石，白云石配料调整应留意的问题？滞后性，返矿循环影响，除尘放灰影响烧结矿主要质量指标，TFe,Si02,CaO,MgO,FeO,A12O3,碱度R,转鼓。
烧结原料分；含铁原料，溶剂，燃料配料作业的定义依据对烧结矿的质量指标要求和原料成分将各种烧结料（含铁原料，溶剂，燃料）按肯定的比例组成协作料的工序过程作用和意义1提高烧结成分的稳定性对高炉顺产增铁节焦具有重大意义。
搞好配料是高炉优质高产，低耗的先决条件2细心配料是获得优质烧结矿的前提。
进口铁矿粉的烧结性能
它既有低温下的固相反应和新相生成，又有在高温下的粘 结相和液相生成，还有在冷却过程中的结晶、再结晶和相变过 程。影响烧结过程成矿和固结的因素也很复杂，既有矿种化学 成分和粒度的影响，又有碱度、配碳、加热和冷却速度的影响， 还有氧化速度的影响等等，其中矿种对烧结成矿和固结的影响 是一个基本因素，矿种和配矿的不同对烧结生产综合反映出来 的是烧结生产率和成品矿的强度，是烧结生产最基本的两个问 题，即产量和强度问题。
2.进口铁矿粉的化学成分及粒度组成
常见十八种进口铁矿粉的化学成分列于表1，粒度组成列于表2
表1
国 别 化学成分铁矿粉 名称 CVRD卡拉加斯 CVRD依塔比拉 巴西 CVRD标准烧结粉 MBR CSF MBR SF3.5 哈默斯利 纽 澳大利亚 曼 TFe 67.50 63.65 66.00 67.00 66.00 62.92 62.08 63.50 64.68 SiO2 0.70 5.31 3.65 1.50 3.39 3.35 2.82 2.76 4.72
常见十八种进口铁矿粉的粒度组成
5.0～3.0 15.0 11.8 6.3～1.0 56.0 16.14 13.79 1.0～0.28 6.46 6.3～0.15 69.0 17.93 13.0 22.0 6.3～1.0 46.7 15.71 14.3 － 14.3 6.3～1.0 51.0 17.66 20.26 24.84 18.24 1.10 15.44 23.4 28.5 18.0 24.17 31.3 21.4 18.4 20.30 21.47 1.50 22.12 14.20 9.46 19.6 (1-0.5)9.96 13.34 7.7 8.0 6.2 6.38 22.49 5.40 19.21 4.90 11.72 0.25～0.063 4.5 (-0.5)6.44 44.5 －0.063 10.5 3.0～1.0 25.4 19.9 1.0～0.25 23.3 16.8 1.0～0.15 10.5 0.28～0.1 6.18 0.25～0.125 11.7 13.8 －0.125 8.7 20.7 －0.15 26.0 －0.1 11.7 －0.15 24.0 4.81 6.7 18.6 22.2 2.56 7.64 92.0 6.15 15.70 MS 2.40 2.20 2.62 4.443 2.70 2.448 2.20 2.02 1.99 2.58 2.26 0.124 2.14 2.97 2.99 2.51 3.507
探讨提高烧结矿质量的措施
探讨提高烧结矿质量的措施烧结矿是指将粉末状铁矿石、焦炭、通风剂和水按一定比例混合后，通过烧结机烧结而成的一种物料。
烧结矿的质量是影响铁炉冶炼质量和效率的重要因素，因此提高烧结矿质量具有非常重要的意义。
影响烧结矿质量的因素1.矿石质量：矿石成分、大小、硬度、结构等，都影响烧结矿的质量。
2.筛分：烧结矿的质量和成分分布与筛分有关。
3.硫、磷、碱金属等化学成分：这些元素的含量超标会影响烧结矿质量，从而影响铁炉冶炼。
4.烧结温度和烧结时间：过高或过低的烧结温度和烧结时间会影响烧结矿的性质。
5.燃料的品质和投放方式：影响烧结过程中燃料的充分燃烧，从而影响烧结矿质量。
提高烧结矿质量的措施针对上述影响因素，提高烧结矿质量的措施如下：1. 优化矿石原料优化矿石质量是提高烧结矿质量的基础。
选择优质的原料，保证矿石中SiO2、Al2O3等重要成分含量的均匀性和稳定性。
同时，要结合矿石生产地区、储量和石质条件等，调整矿石采购策略，降低杂费和环保支出，减少成本。
2. 优化筛分体系筛分过程的优化会显著影响烧结矿的成分分布和质量。
合理设计筛分体系，确保矿石原料的混合比例符合设定要求。
根据矿石层的粒度组成，建立相应的配比方案。
通过精细化细分筛分粒度，消除公差，优化成品配比，控制烧结矿中各组成的含量和分布。
3. 精确成分调整在生产过程中，可以对制备烧结矿时的配比方案进行合理调整，以保证烧结矿的化学成分达到符合要求。
在烧结机的前端预混料，以及在烧结过程中适时添加助燃剂，对燃料进行调剂，实现热量和化学成分的均衡输送。
调整成分分布的同时，还可以达到调节焦比和燃烧温度，消除烧结矿的粉尘和开裂问题。
4. 控制烧结过程中的温度和时间烧结过程的时间和温度要掌握在合理的范围内。
如果烧结时间过短，容易造成某些成分未烧结完全，影响烧结矿质量。
而过长的烧结时间会使得矿石质量下降，从而影响烧结矿质量。
温度方面，控制在1200℃左右最佳。
高温会使烧结矿硬度过高，易熔性下降，而低温则会使物料烧结不完全。
(硅酸盐) 烧结过程
3)烧结与固相反应 (1)相同点: 烧结与固相反应均在低于材料熔点或熔融温度之下进 行,且在过程的自始至终都至少有一相是固态; 不同点:固相反应必须至少有两组元参加,烧结过程可 以只有单组元,或者两组元参加,但两组元并不发生化学 反应,即可以在不发生任何化学反应的情况下,仅仅通过 表面能驱动,简单地将固体粉末成型体加热而转变坚硬 密实的烧结体; (2)烧结体除可见的收缩外,微观晶相组成并未变化, 仅仅是晶相显微组织上排列致密和结晶程度更完善,但 随着粉末体变为致密体,物理性能随之有相应的变化; (3)实际生产中,烧结与固相反应往往同时穿插进行。 固态物质烧结时,可能同时伴随固相反应或局部熔融出 现液相。
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(2)烧成的含义及包括的范围更宽,而烧结只是烧成过 程的一个重要部分。 2)烧结和熔融 (1)烧结是在远低于固态物质的熔融温度下进行； (2)烧结开始温度(TS,也称为泰曼温度):指固体物质 开始烧结的温度,在该温度下,固体质点具有明显可动 性,呈现出显著扩散,烧结以可以度量的速度进行。 (3)烧结开始温度(TS)和熔融温度(Tm)的关系： 金属粉末:TS≈(0.3-0.4)Tm；盐类:TS≈0.57Tm；硅 酸盐:TS≈0.8-0.9Tm (4)烧结和熔融都是由原子热振动而引起,但熔融时全 部组元都转变为液相,而烧结时至少有一组元是处于固 态。
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图10.1 烧结现象示意图 a-颗粒聚集; b-开口堆集体中颗粒 中心逼近; c-封闭堆积体中颗粒 中心逼近
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同时,粉末压块的性 质也随这些物理过程 的进展而出现坯体体 积收缩、气孔率下降、 致密度提高、强度增 加、电阻率下降、晶 粒尺寸增大等变化如 图所示。 因此,衡量烧结程度 的指标:烧结程度可以 用坯体收缩率、气孔 率、吸水率或烧结体 密度与理论密度之比 (相对密度)等指标来 衡量。
烧结基础知识
1. 烧结基础知识2. 烧结的含义将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。
铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。
2.1. 烧结的方法(1)鼓风烧结：烧结锅，平地吹；(2)抽风烧结：(a)连续式：带式烧结机和环式烧结机等；(b)间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机；(3)在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。
2.2. 烧结生产的工艺流程一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节。
机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。
现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。
在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。
2.3. 烧结厂主要技术经济指标烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。
2.3.1. 利用系数每台烧结机每平方米有效抽风面积(m2)每小时(h)的生产量(t)称烧结机利用系数，单位为t/(m2*h)。
它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示：利用系数==台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。
这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。
利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。
2.3.2. 烧结机作业率作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：设备作业率=×100%日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。
它与台数、时间有关。
日历台时=台数×24×天数事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示：事故率=×100%设备完好率是衡量设备良好状况的指标。
按照完好设备的标准，进行定期检查。
设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示：设备完好率=×100%2.3.3. 质量合格率烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品。
碱度、SiO2及MgO含量对烧结矿产质量的影响
2.8
高 SiO2 含量
5 . 15
1.8
2.8
添加蛇纹石
收稿日期：2001 - 02 - 02 联系人：张永中（243021） 安徽 马鞍山钢铁公司二烧结厂
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烧结球团
第 26 卷
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摘 要 在马钢二烧目前的原料条件下，就烧结矿碱度、SiO2 及 MgO 含量对其产质量的 影响进行了研究。结果表明，随烧结矿碱度及 SiO2 含量提高，利用系数提高，烧结矿强度变 好；但 MgO 含量提高，对烧结矿质量有不利影响。
关键词 烧结矿 碱度 SiO2 MgO
1前言
马钢二烧现有 3 台 75m2 烧结机（建于 60 ～ 70 年代），年设计能力 180 万 t，使用的原料基本 上是公司 内 部 的 自 产 精 矿， 系 全 精 矿 烧 结。 由 于设备老化，加之原料条件差，影响了烧结矿产 质量。 近 几 年 来， 通 过 一 系 列 技 术 改 造， 各 项 技术经济指标逐年得到改善，2000 年，生产能 力达到了 250 万 t。但炼铁和烧结能力不匹配的
料结构进行了 SiO2、MgO 含量及碱度的水平试 验。结果表明：随烧结矿 SiO2含量及碱度提高， 技术经 济 指 标 得 到 改 善， 利 用 系 数 及 烧 结 矿 强 度均提高；在高碱度条件下 ，随 MgO 含量增加， 各项指标均变差；以蛇纹石部分取代白云石后， 烧结矿强度改善，利用系数略增；提高碱度，降 低 SiO2 含量，都能使烧结矿冶金性能变好。
14
8.0
7.0
10 . 41
-
2 . 04
6.3
烧结炉料透气性影响因素的分析
烧结炉料透气性影响因素的分析姓名：谈存伟工种：火法冶炼工申报级别：技师单位：白银有色集团股份有限公司第三冶炼厂烧结炉料透气性影响因素的分析【摘要】：本文通过对烧结炉料在焙烧烧结过程中透气性影响因素的分析和探讨，找出主要影响是炉料成分和比例、炉料加水、混合与制粒效果、适宜的鼓风条件等因素，以提高炉料透气性，稳定生产条件，优化工艺指标。
【关键词】：炉料透气性成分混合制粒鼓风强度1、前言我厂采用密闭鼓风炉（ISP）冶炼铅锌工艺，烧结过程主要是物料氧化脱硫和产出符合指标要求的合格的烧结块。
为稳定氧化焙烧过程，促进反应有效进行，保证烧结炉料具有良好、稳定的透气性显得尤为重要。
炉料透气性差，床层阻力大（料层厚度一定），风箱压力偏高，供风量不足，鼓风强度小，造成垂直烧结速度慢，焙烧反应差；造成烧穿点后移，残硫高，结块差，环境差。
长时间得不到改善，将恶化操控条件；精矿处理量上不去，结块率偏低，严重影响ISF炉正常连续生产。
下面就影响烧结炉料透气性的因素作相关分析，以改善和稳定生产条件，优化工艺参数。
2、原因分析：透气性，即炉料的疏松度，表示为在单位面积炉篦上（对一定厚度料层），单位时间内通过鼓风量大小，一般可结合鼓风量和风箱压力来表现其特征。
影响烧结炉料透气性的因素主要有：2.1原料的物化特性及比例烧结采用混合精矿、单一铅、锌精矿原料配料，随着矿山企业的生产模式变化和采购思路的改变，冶炼企业选用的不同矿点的混合矿日益增多，其占总矿量的比例呈逐年上升趋势。
就ISP冶炼方式，发挥了其技术优势和特点，也带来生产组织困难，主要影响因素有:1、其矿源杂，矿种多，供矿量不稳定。
随配入比例增加造成精矿混合均匀性差，金属品位波动大。
2、各矿点的精矿粒度差异大。
粒级不同（如表1），带来各矿种间粘性、亲水性的差异，在混合过程其相互融合性较单一矿种要表现差许多，影响精矿均匀程度。
同时引起炉料成球效果的差异，混合矿成球率适中，较单一铅、锌精矿差，各种矿源混杂会使成球率急剧降低，造成炉料透气性恶化。
烧结机温度
烧结机温度烧结机温度及其对烧结过程的影响烧结机温度是指在烧结机操作过程中，控制烧结机内部温度的参数。
烧结是指将粉状物料加热至一定温度，使其颗粒间形成一定的结合力，从而形成一定强度的块状物料的过程。
烧结机温度对于烧结过程的影响非常重要，它直接影响到烧结品质和生产效率。
首先，烧结机温度对于烧结品质有着重要的影响。
温度过高会导致烧结物料过度烧结，使得烧结块过硬，容易在后续的运输和使用过程中发生破碎。
温度过低则会导致烧结不充分，烧结块的强度不够，影响产品的质量。
因此，控制烧结机温度在适当范围内，是保证烧结品质的关键。
其次，烧结机温度还对于生产效率有着直接的影响。
温度过高会导致烧结物料的烧结速度过快，无法保证均匀的加热，影响产品的均匀性和稳定性。
温度过低则会导致烧结速度过慢，降低了生产效率。
因此，合理控制烧结机温度，既要保证烧结品质，又要提高生产效率，是企业追求的目标。
然而，烧结机温度的控制并不是一件容易的事情。
首先，烧结机温度的控制需要考虑多个因素的综合影响。
例如，烧结物料的成分、粒度、湿度等都会对烧结机温度的控制造成影响，需要根据实际情况进行调整。
其次，烧结机温度的控制需要借助先进的控制系统和技术手段。
例如，可以使用先进的温度传感器和控制器，实时监测和调整烧结机温度，提高控制的准确性和稳定性。
另外，烧结机温度的控制还需要合理的工艺流程和操作规范。
例如，可以通过调整烧结机的加热功率、料层厚度和烧结时间等参数，来控制烧结机温度。
此外，还可以通过优化烧结机的结构和布局，改善热传导和热均衡性能，提高烧结机温度的控制精度和稳定性。
综上所述，烧结机温度是影响烧结品质和生产效率的重要参数。
合理控制烧结机温度，既要保证烧结品质，又要提高生产效率，是企业追求的目标。
为了实现这一目标，需要综合考虑多个因素的综合影响，借助先进的控制系统和技术手段，结合合理的工艺流程和操作规范，来实现对烧结机温度的精确控制。
只有这样，才能够达到优质烧结产品的生产，提高企业的竞争力和市场份额。