降低石钢烧结矿低温还原粉化率的研究
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。
烧结矿低温还原粉化指数的试验与研究
• 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。
降低烧结矿低温还原粉化率
降低烧结矿低温还原粉化率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 前言唐钢炼铁厂北区共有三台烧结机，烧结矿供应三座高炉使用，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。
炼铁厂北区在2001年前以磁铁矿相的冀东精粉为主生产烧结矿，2001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2006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。
随着优质铁矿粉资源的逐渐减少，进口铁矿粉呈现出成分波动大、质量劣化的不利因素，同时品种更换频繁。
高炉炉料用铁矿石 低温还原粉化率的测定 动态试验法
高炉炉料用铁矿石低温还原粉化率的测定动态试验法一、背景介绍高炉炉料用铁矿石低温还原粉化率的测定是一项重要的实验工作，对于高炉冶炼过程中的铁矿石熔融性能和还原性能的评价具有重要意义。
传统的静态试验法存在着实验周期长、数据获取不足等问题，为了更准确、快速地测定高炉炉料用铁矿石的低温还原粉化率，需要引入动态试验法。
二、动态试验法的原理动态试验法是利用高温气流对铁矿石进行还原反应，并通过实时监测还原床的数据变化来评估铁矿石的还原性能。
动态试验法可以模拟高炉内还原条件，快速、准确地获取铁矿石的还原粉化率。
三、动态试验法的步骤1. 实验前准备在进行动态试验之前，需要准备好实验所需的铁矿石样品和实验仪器设备，同时需要根据实验要求调节合适的试验气氛和气流速度。
2. 实验装置搭建搭建合适的实验装置，包括还原床、实时监测系统等。
还原床需要能够模拟高炉内的还原条件，实时监测系统需要能够对还原床的数据变化进行实时监测和记录。
3. 实验操作将铁矿石样品放置在还原床中，设置合适的试验参数，开启气流，开始实验。
4. 数据处理实时监测还原床的数据变化，包括温度变化、气体组成变化等。
根据实验数据对铁矿石的还原粉化率进行评估和计算。
四、动态试验法的优点1. 真实模拟高炉内还原条件，实验结果更具可靠性和代表性。
2. 实验周期短，可以快速获取数据，提高实验效率。
3. 可以实时监测还原床的数据变化，获取更多的实验信息。
五、动态试验法的应用前景动态试验法在高炉炉料用铁矿石低温还原粉化率的测定中具有广阔的应用前景，可以为高炉炉料的优选和高炉冶炼过程的优化提供可靠的实验数据支持，有助于提高高炉炉料的使用效率和降低冶炼成本。
六、结论动态试验法作为一种新型的铁矿石低温还原粉化率测定方法，具有较大的优势和应用前景。
通过合理利用动态试验法，可以更准确地评估高炉炉料用铁矿石的还原性能，推动高炉冶炼技术的进步和提高。
高炉炉料用铁矿石低温还原粉化率的测定动态试验法是近年来研究的热点之一。
铁矿石低温还原粉化率的测定资料
二 粉化原因及影响因素
• 根本原因 是铁矿石中的Fe2O3,,在低温下（400℃-600℃）还原 时，由赤铁矿变为磁铁矿时发生的晶格变化，前者为三方 晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立方晶格，还原造成晶 格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力的作 用下碎裂粉化。
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• 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。烧结矿物组成越复杂、 冷却速度越快，则烧结矿的低温还原粉化越严重。
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三 检测方法
• 3.2 静态法 静态法是将一定粒度范围的烧结矿置于固定床中，在 500℃左右温度下，用由CO、CO2和N2组成的还原气体进行 静态还原一定时间后，将试样冷却到100℃以下，用小转 鼓转以一定速率转动一定时间，然后筛分分级，将各级质 量与入股总质量之百分比作为评价标准。
• 静态有以下三种 (1)ISO检验方法(ISO4696—1984) (2)日本钢铁厂的检验方法 (3)中国国家标准(GB/T13242—91)检验方法
• 2.1 晶格转变 生产溶剂性烧结矿时，石灰石与矿石中的SiO2发生 作用生成硅酸钙系粘结相，它是相变物质，具有多晶转变 的特性。β -C2S在温度252℃至20℃可转变成γ -C2S，晶 体在转变过程中，发生晶格的重新排列，使密度发生变化， 致使体积增加大约10%，由于体积膨胀产生极大的内应力， 导致烧结矿粉碎。
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误差要求
2.试验次数 假如这一对低温还原强度和粉化指数之差符合以上规 定的允许误差, 则试验可以结束。否则从新进行实验。 3.最终结果表示 如果进行了两次实验，结果符合误差要求，则最终结 果取其平均值。用质量百分数表示出来，精确到小数点后 一位。
降低烧结矿低温还原粉化率的试验研究
２００７年１０月第３５卷第５期钢铁研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｌｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌｏｃｔ．２００７Ｖ０１．３５Ｎｏ．５·１·降低烧结矿低温还原粉化率的试验研究贺淑珍１，高玲玲２（１．太原钢铁（集团）公司技术中心，山西太原０３０００３｝２．太原钢铁（集团）公司炼铁厂，山西太原０３０００３）摘要：随着太钢４５０ｍ２烧结机投产，配矿结构中进口矿粉比例大增，烧结矿低温还原粉化率升高。
为了保高炉精料，进行了烧结矿喷洒ｃａｃｌ２溶液的试验研究井加以实施，烧结矿低温还原粉化率平均降低４％～６％，取得了比较明显的效果。
关键词：ＣａＣＩｚ溶液；烧结矿；低温还原粉化率中厢分类号：ＴＦ０４６．４文献标识码：Ａ文章编号：１００ｌ一１４４７（２。
０７）０５—０００卜０４ＳｔｕｄｙｏｎＩｏｗｅｒｉｎｇＲｅｄｕｃｔｉｏｎＤｅｇｒａｄａ“ｏｎＩｎｄｅｘ（ＲＤＩ）ｏｆｓｉｎｔｅｒＨＥＳｈｕ—ｚｈｅｎｌ．ＧＡＯＬｉｎ—ｌｉｎｏ（１．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，ＴａｉｙｕａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｒｐ．，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｒｏｎ—ｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔ，ＴａｉｙｕａｎｈｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｒｐ．，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔ憎ｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｃ。
ｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇｏｆ４５０ｍ２ｓｉｎｔｅｒｓｔｒａｎｄｏｆＴａｉｙｕａｎＳｔｅｅｌ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｒ－ｔｉｏｎｏｆｉｍｐｏｒｔｅｄｏｒｅｆｉｎｅｓｉｎｂｌｅｎｄｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄＲＤＩｏｆｓｉｎｔｅｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｏｄｅｃｒｅａｓｅＲＤＩｂｙｓｐｒａｙｉｎｇＣａＣｌ２ｓ０１ｕｔｉｏｎｏｎｓｉｎｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈａｎｋｓｔｏｔｈｉｓｍｅａｓｕｒｅ，ｓｉｎｔｅｒＲＤｌｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ４％～６％，ｗｈｉｃｈｂｒｏｕｇｈｔａｂｏｕｔｇｏ。
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。
一种改善烧结矿低温还原粉化性能的方法[发明专利]
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201610110609.3(22)申请日 2016.02.29C22B 1/16(2006.01)C22B 1/26(2006.01)C22B 1/00(2006.01)(71)申请人重庆钢铁（集团）有限责任公司地址400080 重庆市大渡口区大堰三村1栋1号(72)发明人黎均红 赵仕清 魏功亮 谭海波宋明明 刘晶波 张晓林 曹养斋(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司 50212代理人伍伦辰(54)发明名称一种改善烧结矿低温还原粉化性能的方法(57)摘要本发明公开了一种改善烧结矿低温还原粉化性能的方法，本方法包括采用卤化物溶液对烧结矿输送皮带上的烧结矿实现喷淋的步骤，其特征在于，还包括将喷淋后带有余温的烧结矿送入一腔室内停留一段时间，利用烧结矿余温产生均化作用提高卤化物溶液和烧结矿原料混合效果的步骤，然后再将烧结矿送入高炉使用。
本发明方法实施简单，使用方便，能够实现卤化物溶液现场配送，成本低廉，能够极大地提高卤化物溶液对烧结矿附着均匀性，提高了烧结矿后续粉化效果，利于高炉使用。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 105671308 A 2016.06.15C N 105671308A1.一种改善烧结矿低温还原粉化性能的方法，本方法包括采用卤化物溶液对烧结矿输送皮带上的烧结矿实现喷淋的步骤，其特征在于，还包括将喷淋后带有余温的烧结矿送入一腔室内停留一段时间，利用烧结矿余温产生均化作用提高卤化物溶液和烧结矿原料混合效果的步骤，然后再将烧结矿送入高炉使用。
2.如权利要求1所述的改善烧结矿低温还原粉化性能的方法，其特征在于，采用了以下的烧结矿输送系统实现，所述烧结矿输送系统，包括烧结矿输送皮带和能够对烧结矿输送皮带上的烧结矿实现喷淋的卤化物溶液喷淋系统，还包括一个均化料仓，均化料仓上端入口和烧结矿输送皮带出料端衔接，均化料仓的出口和高炉相连。
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降低石钢烧结矿低温还原粉化率的研究摘要根据石钢烧结矿冷态性能较好，但低温还原粉化性较差的情况，进行了降低烧结矿低温还原粉化率的实验室试验。
结果发现，烧结矿中次生Fe2O3含量高、微裂纹多是导致其低温还原粉化性恶化的主要原因，要降低还原粉化率，应着重改善其微观结构。
在石钢烧结原料条件下，烧结矿中MgO控制在2.3%时，烧结矿微观结构改善。
关键词 MgO含量矿物组成微观结构 RDI1 前言随着高炉冶炼技术的不断提高，对入炉原料质量的要求也越来越高，不仅要求其具有良好的理化性能，而且要有良好的冶金性能。
石钢烧结厂目前生产的高碱度烧结矿（R2=2.1，MgO含量控制在1.8%）棱台性较好，但其低温还原粉化率较高，对高炉操作有很大的影响。
为解决此问题，我们应石钢要求，进行了降低烧结矿温度还原粉化率的试验研究。
有资料表明，适量MgO的存在，有稳定烧结矿RDI的作用。
其机理是Mg2+能进入磁铁矿品格中取代Fe2+，并填充与八面体空位中，降低磁铁矿的晶格缺陷程度，从而稳定磁铁矿，防止或减轻其氧化成再生赤铁矿，达到抑制烧结矿低温还原粉化的目的。
基于这一考虑，我们对不同MgO含量的烧结矿进行了矿相研究和高温冶金性能试验，以寻求解决石钢烧结矿低温还原粉化的途径。
2 试验原料及准备试验模拟石钢烧结原料条件，其含铁物料配比为：酸性精粉：碱性精粉：澳矿：杨迪矿：巴西矿：麦克矿=23：5：10：32：25：5；配碳量：4.0%；碱度：R2=2.1；返矿（外配）：23%。
用白灰调节碱度，用高镁灰调节MgO含量，根据石钢的烧结生产情况，拟定MgO从1.8%~3.0%，梯度为0.3%。
按以上配比制取烧结矿试样，其化学成分列于表1。
由表可知，随着MgO含量增加，烧结矿TFe含量无明显变化，碱度基本保持同一水平。
3 冶金性能检测对烧结矿冶金性能进行测定，其结果列于表2。
由表可知，烧结矿还原度（RI）较高，达到84%~90%，但低温还原粉化指数（RDI+3.15）较低（为55%~67%）。
随MgO含量增加，烧结矿RDI+3.15呈先升后降的趋势，当MgO含量为2.3%时，RDI+3.15达到最高值66.8%；此后，随MgO含量继续增加，RI逐渐降低，MgO含量增至3.0%时，RI降至８４％。
４微观结构分析为了揭示不同MgO含量对烧结矿强度影响的实质，我们借助光学显微镜对烧结矿矿物组成及内部显微结构进行了分析和研究。
4.1 矿物组成烧结矿的矿物组成列于表3。
从表3可看出，随MgO含量增加，磁铁矿及金属相略有增加，粘结相略有减少；粘结相中硅酸二钙含量减少；各试样粘结相中强度差的玻璃质含量普遍较低；MgO含量为2.3%时（即3#样）综合指标较好，矿相组成较为合理，粘结相以铁酸钙和硅酸二钙为主，且铁酸钙含量较高，达到40%~45%，玻璃质含量较低。
4.2 显微结构1）1#样结构特征：烧结矿矿相结构较均匀，以交织溶蚀结构为主，局部斑状。
气孔大小不一，分布不均匀，大气孔偏多且形态不规则，气孔率为25%~30%，裂隙裂纹发育。
铁矿物：磁铁矿多呈他形晶，捷径粒度细小，一般为0.005~0.078mm，被铁酸钙、硅酸二钙胶结形成交织熔蚀结构。
磁铁矿多呈他形、半自形、自性晶，分布不均匀，结晶粒度不等，一般为0.005~0.135mm。
部分细小他形赤铁矿连接成片，期间被硅酸二钙、钙铁橄榄石、少量钙镁橄榄石和玻璃质胶结形成粒状结构；部分自形、半自形磁铁矿集中分布；还有部分赤铁矿零星分布在磁铁矿中，局部见骸晶状赤铁矿。
粘结相：主要为铁酸钙，多呈针状、板柱状，大量他形铁酸钙连接成片，局部细小针状铁酸钙集中分布，与硅酸二钙共同胶结赤铁矿。
硅酸二钙多呈他形粒状、针状，部分柳叶状，分布不均匀，局部见硅酸二钙集中分布。
2）2#样结构特征：其矿相结构不均匀，以交织熔蚀结构为主。
气孔大小不一，分布不均匀，大气孔偏多且形态不规则，气孔率为45%~50%。
铁矿物：磁铁矿多呈细小他性晶，粒度一般为0.005~0.208mm，被铁酸钙、硅酸二钙和少量玻璃质胶结形成交织熔蚀结构。
赤铁矿呈自形、半自形、他形晶，分布不均匀，结晶粒度不等，一般为0.005~0.156mm。
自形赤铁矿含量较`#样多；部分他形赤铁矿连接成片，期间被硅酸二钙、钙铁橄榄石和少量玻璃质胶结形成粒状结构；部分赤铁矿呈菱形定向排列，局部在气孔边缘呈条形分布在赤铁矿中。
粘结相：主要为铁酸钙，多呈他形板柱状，部分针状，结晶粒度较粗大，局部可见针状铁酸甘集中分布。
硅酸二钙多呈他形粒状、针状，局部呈柳叶状集中分布。
钙铁橄榄石多呈板状，与硅酸二钙共同胶结赤铁矿成粒状结构。
3）3#样结构特征：其矿相结构较均匀，仍以交织熔蚀结构为主。
气孔大小不一，分布不均匀，大气孔偏多且形态不规则，气孔率为20%~25%。
裂隙裂纹发育。
铁矿物：磁铁矿多呈他形晶，结晶粒度细小，一般为0.005~0.062mm，多被铁酸钙、硅酸二钙胶结，形成胶结熔蚀结构。
赤铁矿多呈细小他形晶，少量自形、半自形晶，分布不均匀，结晶粒度不等，一般为0.005~0.078mm。
他形赤铁矿连接成片，期间被硅酸二钙、钙铁橄榄石胶结形成粒状结构，部分赤铁矿零星分布在磁铁矿中，局部见骸晶赤铁矿。
粘结相：主要为铁酸钙，多呈他形板柱状，部分针状，结晶粒度较粗大，分布不均匀。
硅酸二钙主要呈他形粒状，针状，部分柳叶状，与铁酸钙共同胶结磁铁矿形成交织熔蚀结构。
4）4#样结构特征：其矿性结构较均匀，主要为交织熔蚀结构。
气孔大小不一，分布不均匀，大气孔偏多且形态不规则，气孔率为45%~50%。
有连接两个气孔的微隙裂纹。
铁矿物：金属相主要为磁铁矿，磁铁矿多呈他形晶，粒度一般为0.005~0.208mm，被铁酸钙、硅酸二钙胶结形成交织熔蚀结构。
赤铁矿主要呈自形、半自形、他形晶，分布不均匀，结晶粒度不等，一般为0.01~0.27mm，最大达0.52mm。
气孔边缘赤铁矿结晶粒度细小，多呈他形或条形分布在磁铁矿中，部分赤铁矿集中分布，局部见骸晶状赤铁矿。
粘结相：其矿物组成简单，主要为铁酸钙、硅酸二钙、玻璃质和少量钙镁橄榄石。
铁酸钙主要呈针状，板柱状，局部可见针状铁酸钙集中分布。
硅酸二钙多呈柳叶状、麦粒状、针状，与铁酸钙共同交织磁铁矿形成交织熔蚀结构。
钙镁橄榄石主要呈柱状，结晶粒度较小。
局部出现旱井赤铁矿和集中分布的针状铁酸钙。
5）5#样结构特征：其矿相结构不均匀，主要呈粒状结构，部分熔蚀结构，局部见共晶结构。
气孔大小不一，分布不均匀，大气孔偏多且形态不规则，多连通，气孔率为35%~40%。
裂隙裂纹较发育。
铁矿物：磁铁矿多呈他形、半自形晶，少量自形晶。
粒度一般为0.001~0.172mm。
半自形、自形磁铁矿被钙镁橄榄石、钙铁橄榄石、硅酸二钙和玻璃质胶结形成粒状结构，它形磁铁矿被铁酸钙、硅酸二钙和玻璃质胶结形成熔蚀结构。
赤铁矿多呈他形晶，分布不均匀，一般为0.005~0.104mm，主要出现在气孔边缘，局部呈菱形定向排列。
弗氏体主要呈他形混匀粒状、树枝状，集中分布。
粘结相：主要为硅酸二钙、铁酸钙、钙镁橄榄石、钙铁橄榄石、玻璃质和少量黄长石。
硅酸二钙多呈柳叶状、麦粒状、针状。
铁酸钙主要呈板柱状、他形晶，部分针状，局部见针状铁酸钙集中分布。
钙镁橄榄石多呈柱状，与硅酸二钙、玻璃质共同胶结磁铁矿。
6）6#样结构特征：其矿相结构不均匀，以熔蚀结构为主，部分斑状-粒状结构，局部共晶结构。
气孔大小不一，分布不均匀，大气孔偏过且形态不规则，气孔率为30%~35%。
有连接两个气孔的微细裂纹。
铁矿物：磁铁矿为主要金属相，多呈他形、半自形、自形晶，结晶粒度较粗大，一般为0.01~0.172mm。
他形磁铁矿别铁酸钙、硅酸二钙和少量玻利胶结形成熔蚀结构，半自形、自形磁铁矿被钙铁橄榄石、钙镁橄榄石、硅酸二钙和玻璃质胶结形成斑状-粒状结构。
局部见雏形晶磁铁矿，期间被钙铁橄榄石、钙镁橄榄石、硅酸二钙和少量玻璃质胶结形成共晶结构，局部见骸晶状磁铁矿。
赤铁矿多呈他形晶，少量自形、半自形晶，分布不均匀，结晶粒度不等，一般为0.005~0.208mm，主要出现在气孔边缘。
部分他形赤铁矿连接成片，其鉴别硅酸二钙、钙铁橄榄石、少量钙镁橄榄石和玻璃质胶结形成粒状结构，局部可见赤铁矿呈条形分布在磁铁矿中。
粘结相：主要为铁酸矿，多呈他形板柱状、部分针状，局部可见针状铁酸钙集中分布，与硅酸二钙共同胶结磁铁矿。
硅酸二钙多呈他形粒状、针状、柳叶状，分布不均匀。
钙铁橄榄石主要呈细小他形粒状、柱状。
有上述观察发现，烧结矿矿样中均不同程度的存在着骸晶状赤铁矿，该矿物在温度变化过程中发生像变而使体积膨胀，实施岗烧结矿低温还原粉化严重的主要原因。
此外，赤铁矿存在相对集中，且边缘有明显的微裂纹市发生一场粉化的又一重要原因。
MgO含量的变化对烧结矿矿像结构无明显影响，除5#样式以粒状结构为主外，其他均以牢固的熔蚀结构为主，部分成斑状-粒状结构、局部共晶结构。
MgO为1.8%~2.3%时，随其含量增加，烧结矿低温还原粉化性能指标改善。
3#样的矿相结构合理，粘结相主要是强度和还原性均好的铁酸钙，其含量较高，呈他形板柱状、部分针状；硅酸二钙与铁酸钙共同胶结次铁矿形成交织熔蚀结构；脆性大，还原性差的玻璃质含量较少。
MgO对烧结矿具有双重影响，其含量过高时，烧结矿中玻璃质含量增加，强度下降，粉化指标恶化。
4#样中骸晶状赤铁矿数量增加且相对集中，烧结矿粉化指标恶化。
继续提高MgO含量，铁酸一钙大量减少、玻璃质量含量相对增加，而且粘结相中形成镁橄榄石和钙铁橄榄石等新矿物的倾向增大，导致烧结矿强度下降。
5 结语1）烧结矿矿样中运不同程度的存在着骸晶状赤铁矿，且矿体周围存在细小的微裂纹，这实施岗烧结矿低温还原粉化严重的主要原因。
2）试验发现，添加适量MgO有利于抑制烧结矿的低温还原粉化，改善烧结矿微观结构；然而MgO对烧结矿具有双重影响，当MgO含量过高时，烧结矿中玻璃质增加，强度下降，分化指标恶化。
3）综合质量指标和显微结构分析，烧结矿中MgO含量控制在2.3%时，其微观结构得到改善，有效的抑制了低温还原粉化。
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