烧结矿冶金性能的影响因素

烧结矿冶金性能的影响因素

王转丽  翟玉兵

（陕西龙门钢铁有限责任公司炼铁厂，陕西·韩城，715405）

摘  要：烧结矿的冶金性能包括低温粉化性指数，高温还原性能指数和荷重软融性等指标，而影响这些指标的因素很多又复杂。本文分析了部分化学元素对烧结矿冶金性能的影响。

关键词：烧结矿冶金性能影响因素

1 前言

随着钢铁企业的发展，高炉对入炉原料质量要求越来越高，不仅要求含铁品位高，强度好，入炉粉末少，化学成分稳定，有害杂质少，还要具有良好的冶金性能，要使烧结矿在高炉还原过程中不因强度下降而影响高炉炉况顺利运行。而通过对烧结矿的冶金性能进行对比分析，得出烧结矿中的Feo、Mgo、Al2O3等都对冶金性能指标都有影响。

2 对RDI、RI的影响

低温还原性能是指烧结矿在进入高炉炉身上部的低温区还原过程中发生碎裂粉化的特性。粉化严重时影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉矿顺行。因此当RDI指数下降时应采取有效措施，改善烧结矿的低温还原强度，以保证高炉上部顺利稳定。

表1  烧结杯冶金性能化学成分

2.1 FeO的影响

烧结矿FeO含量是反映烧结矿性能的一个重要指标, 对低温还原粉化率是有影响 的，降低烧结矿Feo可以提高烧结矿还原性，但是太低的又会影响低温还原粉化性。从实验结果表1可以看出Feo降低影响还原强度、粉化率降低。当偏重于降低燃料消耗和改善还原性时，该值低一些，当偏重于改善烧结矿粒度组成和低温还原粉化性能时，该值高一些。所以要 适当地控制好FeO含量,找出对生产适合的数据，从而有利于烧结降低固体燃耗,增加高炉生铁产量。

表2  冶金性能和化学成分

2.2  MgO的影响

烧结矿MgO含量对烧结矿低温还原粉化具有双重影响，大量的试验研究和生产实践表明，Mgo有利于烧结矿低温还原粉化性能的改善。在高炉炉缸内，有利于炉渣流动性和脱硫效果的改善。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。由冶金性能数据可知烧结矿还原粉化率会随着Mgo含量的增加和Feo含量的减少而上升。在生产过程中如果发现还原粉化率大幅上升可以通过Feo含量和固体燃料配比的控制进行相应改善。

2.3  Al2O3的影响

低温粉化率指数时评价烧结矿质量的重要指标，Al2O3的含量变化会很大程度的影响这一数值，这是由于Al2O3在烧结矿中于复合铁酸钙和玻璃相中，随着Al2O3含量的增加，Al2O3逐渐在复合铁酸钙相中达到饱和而趋势向于参与并促进玻璃相的生成。玻璃相作为烧结矿中强度最差的物相，它的增加会极大程度的破坏烧结矿的强度。另外当烧结矿中的铝含量增加后，烧结液相粘度会随之增加，影响液相的流动性和粘结作用，且高铁钙比的铝固溶复合铁酸钙容易形成断裂韧性较差的柱状晶，这些影响都会恶化烧结矿的低温还原粉化性能。

表3  Al₂O₃/SiO₂比值与冶金性能分析

Al2O3是烧结矿化学成分不可缺少的成分，因为一定的铝硅比（AL2O3/SIO2）--0.1-0.4是烧结过程形成铁酸钙的必要条件，但生产实践中烧结矿中AL2O3变大后会导致液相流动性变差，还会恶化烧结矿的还原粉化指数，因为烧结矿中AL2O3的含量增加，在铁酸钙中AL2O3的固溶量增加，促进了板状铁酸钙的生成，而板状铁酸钙在低温下就开始还原产生应力，降低了烧结矿抵御裂纹扩展的能力，加剧了粉化的产生。    

2.4 碱度的影响

烧结矿的碱度稳定率是提高烧结矿质量、产量的关键影响因素。碱度不同烧结矿的矿物组成不同，其强度和质量也不同，烧结矿随碱度提高其强度和质量显著提高。

碱度没有最好之说，只要碱度合适就是好的，也就是碱度适合钢厂高炉炉料结构的需要。在碱度增高的情况下，对烧结矿的强度有好处，但会影响烧结矿的品位，降低高炉冶炼强度。在碱度降低的情况下，高炉烧结矿配比降低，入炉品位会提高，对高炉有好处。

表3  烧结矿碱度与冶金性能分析

一般情况下，高碱度烧结矿比低碱度，自溶性烧结矿强度好，还原性好，低温还原粉化率高。自溶性烧结矿还原性好，高炉使用时可少加溶剂，对提高产量和降低焦比有利，但它的强度较差，对高炉顺行不利。高碱度烧结矿强度和还原性都较好，而且高炉冶炼时可不加溶剂，对高炉提高产量和降低焦比以及顺行都有好处。所以应发展高碱度烧结矿来生产。它既是铁料，又是熔剂，既有良好的机械强度和还原性，又有较好的软熔性能及较低的低温还原粉化率，有利于强化高炉冶炼。

3 结论

影响烧结矿冶金性能的因素多杂，不能单一的来说是哪种原料，哪个成分来影响的。所以在生产中应合理优化配矿，实现优势互补，来稳定烧结生产，改善烧结矿的RDI 指标。适当提高烧结矿的碱度，适当提高烧结矿MgO 含量，有利于改善烧结矿的低温还原粉化。控制烧结矿的FeO 和低温烧结工艺，为改善烧结矿RDI 指标奠定基础。根据生产需要,调整配矿结构和工艺参数,以优化高炉的顺行和操作。

参考文献：

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