18烧结矿冶金性能对其质量和高炉目标的影响[新版]
烧结矿的质量评价及检验方法
烧结矿的质量评价及检验方法摘要：由粉矿和高品位铁精矿生产的烧结矿是目前高炉炼铁的优选原料。
随着高炉炉料中烧结矿比例的增加以及高炉不断的大型化，对烧结矿质量的要求越来越高。
尤其需要生产粒度尽可能大和机械强度高的烧结矿。
关键词:烧结矿质量评价；烧结矿质量的检验方法。
1、前言：21世纪钢铁工业将继续发展和进步,钢铁材料仍是最主要的结构材料和用量最大的工程材料。
烧结矿作为我国高炉的主要原料,随着钢铁产量的日益增加,对烧结矿的质量要求越来越大，因此烧结矿的质量就显得尤为重要，烧结矿的质量要求主要包括化学成分、物理性能与冶金性能三方面内容。
2、烧结矿的质量评价及检验指标：具体的质量评价与检验指标主要有：化学成分及其稳定性、粒度组成与筛分指数、转鼓强度、落下强度、低温还原粉化性、还原性、软化-软熔特性等。
化学成分及其稳定性：化学成分主要检测：TFe，FeO，CaO，SiO2，MgO，Al2O3，MnO，TiO2，S，P等，要求有效成份高，脉石成份低，有害杂质（P、S等）少。
烧结矿化学成分稳定是高炉顺行的前提条件。
烧结矿含铁量和碱度波动会引起高炉炉温和造渣制度波动,严重时会引起悬料、崩料等现象,使冶炼过程难以操作,导致焦比升高,生铁产、质量下降。
烧结矿品位高低及波动大小，对高炉冶炼的影响很大。
品位提高，单位炉容装入的铁量增加，高炉渣量减少，有利于提高高炉利用系数和焦比降低。
鞍钢高炉生产实践证明，烧结矿品位提高1%，可降低焦比2%，高炉增产3%。
2.1粒度组成与筛分指数：筛分指数：取100Kg试样，等分为5份，用筛孔为5X5的摇筛，往复摇动10次，以lt;5mm 出量计算筛分指数：C=（100-A）/100*100，其中C为筛分指数，A为大于5mm粒级的量。
粒度组成：烧结矿中小于5毫米粉末每增加10%，高炉减产6%～8%，焦比升高。
烧结矿粒度均匀，可以增加料柱空隙度，增加透气性和改善气流分布，有利于增产节焦。
2.2落下强度：评价烧结矿冷强度，测量其抗冲击能力，试样量为20±0.2Kg，落下高度为2m，自由落到大于20mm钢板上，往复4次，用10mm筛分级，以大于10mm的粒级出量表示落下强度指标。
高炉炼铁对炉料质量的要求及优化配矿技术
高炉炼铁对炉料质量的要求及优化配矿技术王维兴中国金属学会一．高炉炼铁炉料质量对生产有重要意义炼铁学基本理论和高炉生产实践均证明，优化高炉炼铁原燃料的质量和冶金性能既是高炉高效化、大型化、长寿化、节能减排的前提条件，也是提高喷煤比、降低焦比和燃料比的基础条件。
所谓优化炉料质量即是提高炉料质量是入炉矿品位高，渣量少和改善原燃料性能等。
大高炉做到入炉矿品位≥58%、炉料含低SiO2、低Al2O3、低MgO，高炉渣比在300kg/t铁以下，焦炭的反应性（CRI）≤25%，反应后的强度在≥65%等，这是保证高炉生产高效、低耗和大喷煤的必要条件。
1.高炉炼铁是以精料为基础《钢铁产业发展政策》规定：“企业应积极采用精料入炉、富氧喷吹、大型高炉……先进工艺技术和装备。
精料是基础。
国内外炼铁工作者均公认，高炉炼铁是以精料为基础。
精料技术对高炉生产指标的影响率在70%，工长操作水平的影响占10%，企业现代化管理水平占10%，设备作业水平占5%，外界因素（动力、供应、上下工序等）占5%。
在高冶炼强度、高喷煤比条件下，焦炭质量变化对高炉指标的影响率在35%左右。
炼铁精料技术的内涵：精料技术的内容有：高、熟、稳、均、小、净,少,好八个方面⑴高：入炉矿含铁品位高，原燃料转鼓指数高，烧结矿碱度高。
入炉矿品位高是精料技术的核心，其作用：矿品位在57%条件下，品位升高1%，焦比降%~%，产量增加%~%,吨铁渣量减少30公斤,允许多喷煤粉15公斤.；入炉铁品位在52%左右时，品位下降1%，燃料比升高%~%。
高碱度烧结矿是碱度在~2,2（倍），其转鼓强度高、还原性好。
⑵熟：指熟料（烧结和球团矿）比要高，一般>80%。
⑶稳：入炉的原燃料质量和供应数量要稳定。
要求炉料含铁品位波动±<%，碱度波动±<（倍），FeO含量波动±≤%，合格率大于80%~98%等。
详见表4和表5。
⑷均：入炉的原燃料粒度要均匀。
烧结矿强度的影响因素
影响烧结矿强度的因素分析及其改善举措许满兴罗玉强（北京科技大学）（山西建邦集团有限公司）摘要本文论述了烧结矿强度的重要价值、影响烧结矿强度的因素分析及提高烧结矿强度的技术举措关键词烧结矿强度影响因素技术举措1 前言烧结矿强度是烧结矿质量的重要指标之一，由于烧结矿强度（包括低温还原强度）是影响高炉上部顺行的限制性环节，故烧结矿强度是高炉炼铁对烧结矿质量的一项重要要求。
且不同容积级别的高炉对烧结矿强度的要求不同，高炉有效容积越大，对烧结矿的强度指标要求越高。
众所周知，烧结过程是一个及其复杂的物理化学变化过程，影响烧结矿强度的因素是多方面的，有矿种及烧结基础特性的影响、矿粉粒度组成和表面形态的影响、碱度及化学成分的因素，燃料和熔剂质量及粒度的影响、返矿粒度及数量的影响、料层厚度、配C配水、混合料透气性等烧结主要工艺参数的影响、矿物组成对强度的影响等等。
正因为影响烧结矿强度的因素有如此之多，要改善和提高烧结矿强度的技术措施也必然是多方面的、全方位的。
2 影响烧结矿强度的因素分析2.1矿种及铁矿粉基础特性对烧结矿强度的影响用于烧结生产的铁矿石的种类主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种，四种不同铁矿粉用于烧结生产，其成品矿的强度是不同的。
褐铁矿矿粉组织疏松、堆密度小，用于烧结生产成品率低、强度差；菱铁矿在烧结生产中CO2被分解析出，体积收缩大，也是成品率低、强度差；磁铁矿粉中磁铁矿分子式为Fe3O4，在烧结过程中需要氧化气氛，氧化为Fe2O3＋FeO，比不上赤铁矿粉可以在一定化学成分和温度条件下生成铁酸钙（CaO·Fe2O3）。
不同矿种烧结成品矿强度的高低排序为：赤铁矿＞磁铁矿＞褐铁矿＞菱铁矿。
即便同样是赤铁矿由于Fe2O3含量不同，在烧结过程中生成SFCA的机率不同，也会导致成品矿的强度不同。
巴西和南非的粉矿的Fe2O3含量均＞85%，且有一定含量的SiO2，易与配入熔剂中的CaO反应生成铁酸钙，特别是南非的1~0.25mm的准颗粒比例低，制粒后混合料的透气性好，有利于成品矿的强度提高；而同为赤铁矿印度矿粉的Fe2O3含量比巴西和南非的低10%左右，在烧结过程中形成铁酸钙的几率要低，因此印度粉不大可能烧出很好的烧结矿。
低品质烧结矿在高炉冶炼中的应用
低 品质烧结矿在 高炉冶炼 中的应用
含铁 品位 、 较高 的机械强度 、 良好 的冶 金性能 ， 以达到
酸性 烧结矿 品位一 次下调 到 ５ ％， ７ 碱度下 调到 ０ ５ ．。 ６
２２ 稳 定 烧 结 矿 质 量 ．
高炉冶炼长周期稳定顺行 ， 降低生产成本 的 目的。 ２ １ 以来 ， 市场 影 响 ， 前成 本增 加 ， ００年 受 铁 天铁 采购低成本原燃料 ， 受此影响烧结矿 和入炉矿 品位 降 低。 高炉入炉 品位降低 ， 渣量增加 ， 必然造成高炉操作
３％， Ｏ２％，Ｏ ４％。天铁高炉将 白云石 粉作为 ０ Ｍｇ ２ Ｃ ８ 熔剂 ， 掺人 混喷煤粉 中 ， 在风 口回旋 区直 接发试验期 间高 炉煤 比从 １０ｋ／提高到 １０ｋ／ ６ ｇ ｔ ７ ｇ ，瓦斯 ｔ 灰含碳 量从 ３％降低到 ２％，除尘灰 量没有 明显增 ０ － １ 加 ， 炉炉渣成分 没有变化 ， 高 高炉休风 观察风 口区结
时间 焦 比 煤 比 燃料比 风温 ／ ｋ ， ｋ ／ ｋ
ｓ ｉ入炉品 碱烧 品 渣量 富氧
／ ， 位 ， 位 ／ ， 率 ／ ℃ ％ ％ ％ Ｋ ％
允许高炉多喷煤 ， 有利于 降低焦 比。
４ 月份，天铁进行 风 口喷吹轻烧 白云石粉工业试 验。通过汽车运输轻烧 白云石粉到原料煤场 ， 铲车进 行平铺 混匀 ， 然后 随原煤一起 磨制 ， 试验期 间 白云 在 石的制备 、 可磨 、 输送等都没有对喷吹系统造成影响 。
（钢 铁 冶 炼 ）
一１一
天舜冶 ＂ ４ －
表 ２ 天铁高炉主要技 术指标
炉进 一步提高风量 、 风温和富氧量提供理论基础 。由 于 白云石 中含 有 Ｍ Ｃ ｇ Ｏ ，可 以 中和 炉 渣 中过 多 的 Ａ ， １ 保持渣 中 Ｍ ＯＡ２３０ ５ ０８ ｇ ／１ ＝ ． ～ ． ０ ６ ０的水平 ， 既保证 了炉渣 良好 的流动性 ，又使炉 渣具有较 佳 的脱 硫效 果。白云石粉作 为高炉助熔剂 ， 能够提高煤粉燃烧率 ，
烧结工(高)综合
1、(高级工,综合题,中等,无,辅助要素,标准库)1999年至今，烧结厂一直在试行和实行低温烧结工艺，试总结其主要生产措施。
(1)加强原料准备；(2)强化制粒；(3)高碱度；(4)降低点火温度；(5)低水、低碳；(6)厚料层。
评分标准：(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)各1分，答对任意五个可给满分，共5分。
2、(高级工,综合题,中等,无,辅助要素,标准库)不同类型铁矿石的烧结特性如何？烧结料的特性与烧结料的堆比重、颗粒大小、形状及结构、粘结性、湿容量、烧损以及矿石的软化和熔化温度等因素有关。
磁铁矿结构致密，形状较规则，堆比重大，烧结料颗粒之间有较大的接触面积，烧结时不需要太多的液相即可成型，同时，此铁矿的熔化和软化温度较低，能在较低温度下与脉石成分作用形成低熔点化合物。
因此，烧结过程中可在温度不高和燃料用量较少的情况下得到熔化度适当、FeO含量较低、还原性和强度较好的烧结矿。
但磁铁矿的粘结性差、湿容量小，不利于成球，且烧结过程中过湿带的影响较大。
赤铁矿的软化开始温度较高，较高温度下才能与脉石成分作用形成低熔点化合物，要在料层各部均匀达到这样高温度比较困难，因此，赤铁矿烧结时比磁铁矿烧结燃料用量要高，而且单纯依靠增加燃料用量来增加液相数量，容易产生过熔现象，形成还原性差，大孔薄壁，性脆强度差的烧结矿，使成品率降低。
因此，赤铁矿烧结比磁铁矿困难。
褐铁矿具有结构疏松、堆比重小、孔隙率大、表面粗糙等特点，而且含有大量的挥发物(结晶水达10-12%)，烧损大，烧结这种矿石时，燃料用量大，液相有较大发展，烧结矿严重熔化，FeO含量高，还原性差，同时由于烧结料收缩较大，孔隙率也大，强度差。
菱铁矿的烧结特性基本与磁铁矿相同。
由于菱铁矿在烧结时放出CO2气体，大块菱铁矿的分解需要大量的热量和必需的时间，因此一般对菱铁矿的粒度要求比较严格，要求小于6mm。
#3、(高级工,综合题,较易,无,辅助要素,标准库)磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及黄铁矿，其分子式分别是什么？Fe3O4、Fe2O3、2Fe2O3·3H2O、FeCO3、FeS4、(高级工,综合题,中等,无,辅助要素,标准库)对烧结矿冷却的目的和意义是什么？对烧结矿进行冷却，可简化运输系统，直接用皮带运输；便于高炉曹下筛分，降低入炉粉末；降低炉顶温度，保护炉顶设备，提高炉顶压力，强化高炉冶炼；降低焦比。
烧结矿的矿物组成与结构及其对烧结矿质量的影响
赤铁矿
磁铁矿 铁橄榄石 (CaO)•(FeO)2-x•SiO2
91.5
95.5 2.7
—
— 3.7
—
— 14.0
49.4
25.5 5.0
x=0.3
x=0.6 x=0.8 x=1.2
—
— — —
—
— — —
—
— — —
11.2
11.4 12.3 12.1
CaO•2Fe2O3
CaO•Fe2O3 2CaO•Fe2O3 4CaO•Al2O3•Fe2O3
燃料用量和烧结温度适宜，液 相生成适度，烧结矿的还原性 好、强度高
宏观结构
燃料配比多，烧结温度 高，液相生成多，粘度 小；烧结矿的孔壁和表 面显得光滑；强度和还 原性均较差
粗孔蜂窝 状结构
石头状结 构
燃料配比更多，烧结温度 过高时，产生过熔现象； 孔隙度很低，强度尚好， 还原性较差
烧结矿的显微结构
烧结矿的显微结构是指在显微镜下所观察到的烧结矿矿物
结晶颗粒的形状、相对大小及他们相互结合排列的关系
熔化温度高，比周围其它矿物结晶
低碱度烧结矿的冶金性能分析
低碱度烧结矿的冶金性能分析摘要：低碱度烧结矿的冶金性能分析有助于更好的合理利用低品质铁矿石和矿粉资源，优化烧结质量指标，降低生产成本，为钢铁企业生产带来积极影响。
本次分析了低碱度烧结矿原料成分与特点分析以及冶金性能，证实其能够满足生产需求，有助于降低成本提升效益。
关键词：低碱度烧结矿冶金性能成分成本一直以来我国高炉炉料的选择都倾向于高碱度烧结矿，其冶金性能优良性价比较高，一直以来大受欢迎，但是由于近两年来生产成本上升，为顺应钢铁市场剧烈竞争，低碱度烧结矿开始在市场上占据重要比例，不少钢铁企业都积极寻求各种技术手段利用劣质低价矿粉生产低碱度烧结矿。
由于低碱度烧结矿使用时会对机型产生有害影响，导致生产成本增加等问题，所以加强对其冶金性能的分析有助于更好的合理利用低品质铁矿石和矿粉资源，优化烧结质量指标，降低生产成本，为钢铁企业生产带来积极影响。
下面我们结合国内某钢铁厂实际情况对低碱度烧结矿的冶金性能进行分析。
一、低碱度烧结矿原料成分与特点分析高炉炉料的成分较为复杂，一般主要包括FeO、MgO、TFe、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、SiO2、TiO2等化学成分，这些成分的构成比决定了原料的化学成分和质量。
炉料的品味关系到其质量，直接影响到冶炼的焦比和产量。
烧结矿中MgO含量十分重要，在生产中有些企业将MgO生产配比提升至≥4%，结果烧结矿MgO达4%，同等白云石含量30%配入5%，烧结矿的品味降低3%，关于这个问题在生产实践中是必须予以重视的。
烧结矿中会有一定的MgO有利于抑制烧结矿的自然粉化和还原粉化，不利于烧结矿的强度和中温还原，但有利于高温还原和改善烧结矿的软熔性能。
SiO2的含量是烧结矿的主要成分，也是Al2O3/SiO2是形成复合铁酸钙的一个重要条件，其过高会导致冶炼问题，所以针对当前我国6%-8%的含量比要尽可能的降低比重，以提升冶炼质量和经济效益，这样才能够更好的控制烧结矿的碱度。
烧结矿的矿物组成与结构及其对烧结矿质量的影响
1. 烧结矿碱度由1.7提高到
2.0时，铁酸钙的含量由 34.12%提高到45.54%。
2. 赤铁矿和磁铁矿明显减
少，硅酸盐的含量变化 不大。磁铁矿的含量由
26.64%下降到15.46%。
3. 烧结矿的强度和还原性 烧结矿矿物组成随碱度的变化 得到改善。
配碳量
1.配碳量决定烧结的温度、 气氛性质和烧结速度，因而 对烧结矿的矿物组成和结构 影响很大。 2.铁酸钙的含量随着配碳量 的升高呈现出先升高后降低 的趋势，在配碳量在4%~5% 范围内达到最大，超过此范 围，再提高配碳量，铁酸钙 含量下降。 3.随着配碳量的增加，硅酸 不同配碳量对烧结矿矿物组成的影响 盐粘结相明显增加。
CF
粗板片状铁酸钙
烧结矿的矿物组成
烧结矿的结构
矿物组成与结构对强度和还原性的影响 影响烧结矿矿物组成与结构的因素
提高烧结矿质量的途径
烧结矿的矿物组成与显微结构对强度的影响
烧结矿的强度是受多种因素所影响的
矿物组成 矿物的机械强度
烧结矿的显微结构
烧结矿强度
矿物的不同膨 胀系数
烧结矿组分的多少
烧结矿中主要矿物的机械强度
烧结矿中常见硅酸盐矿物的抗压强度
矿物名称 镁黄长石 煤蔷薇辉石 钙铁橄榄石 抗压强度（kg/mm2） 23.827 19.815 19.444 矿物名称 铝黄长石 钙铁辉石 硅灰石 抗压强度（kg/mm2） 12.963 11.882 11.358
钙镁橄榄石
16.204
枪晶石
6.728
铁黄长石、镁黄长石和镁蔷辉石的抗压强度较高。烧结矿中强度好的粘结相多， 烧结矿的强度就可以改善些；反之，若以强度差得组分为主要粘结相，烧结矿 的强度就降低。