影响烧结矿强度的因素分析及改善举措

吴琪琳  吴战林

（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关键环节，故而提高烧结矿强度、质量是保证生产顺行的重要因素。

关键词：烧结矿强度、质量、改善举措

1 前言

烧结矿的烧结过程是一个极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、碱度与化学成分的因素、透气性等烧结主要工艺参数的影响等等。正因为影响烧结矿强度因素如此之多，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 影响烧结矿强的因素

2.1矿种及铁矿粉基础特性对烧结矿强度的影响

现在已知的铁矿石有300多种，但是能作为炼铁原料的只有20多种。它们按照矿物组成的不同，又被分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四大类。四种不同的矿石用于烧结生产，成品的强度也是不同的。按其强度可以高低排序为：赤铁矿＞磁铁矿＞褐铁矿＞菱铁矿。即便是同种类的矿石，含铁量的不同，也会导致成品矿的强的不同。褐铁矿成品对烧结矿成品率和强度影响列于表1. 

表1 褐铁矿配比对烧结矿成品率和转鼓指数的影响

表1可见由于褐铁矿是由于其它矿石风化而成，密度小、质地疏松、收缩性大的矿石特性，直接影响着成品矿的品质。故而褐铁矿占比越高成矿率和转鼓强度就越低。同时褐铁矿的含水量大、气孔多，且在温度升高时结晶水脱出后又留下新的气孔，所以褐铁矿矿石的还原性比赤铁矿和磁铁矿好。因各种矿石的自身特性会影响烧结矿成品的质量与强度，所以在配料时根据需要调节各个矿石的配料占比。

2.2 碱度和铁矿粉的化学成分对烧结矿强度的影响

表2 褐铁矿为64%时矿物配比表

表3 褐铁矿同配比下对碱度对转鼓强度的影响

碱度是烧结矿质量的一个基本因素，碱度不同的烧结矿物原料组成时不相同的（表2见），其强度和质量也不同，烧结矿随着碱度的提高强和质量显著提高。表3可见在褐铁矿占比为64%时，在一定的范围内，碱度越高转鼓指数就越高。随着碱度的提高烧结矿强度的提高是显而易见的。因此为保持烧结矿强度，生产高碱度烧结矿是必须坚持的一个原则。

2.3  SiO2和FeO对烧结矿强度的影响

表4 SiO2和FeO对烧结矿转鼓强度和成品率的影响

在烧结生产过程中，SiO2 和FeO在低于1200℃的温度条件下生成液相，包裹未熔化的矿物，将散料变为块状成品矿。实验实践证明，表4中在SJB-05#、2019-01#和2019-1t01#，在MgO、Al2O3和R相接近时，并且SiO2 和FeO在一定的范围内,SiO2 和FeO越高转鼓强度、成矿率和固燃单耗就越高。所以适当的调节成品矿的SiO2 和FeO含量，可以促进铁酸钙的形成，从而改善成品矿的强度。在12019-1t01#和SJB-02#对比中可以看出FeO高出一定的范围也会影响转鼓强度,所以合理的SiO2 和FeO占比，是提高烧结成品矿强度的又一重要因素。

2.4  MgO对烧结矿强度的影响

表5  MgO对烧结矿强度的影响

大量的实践证明，MgO有利于炉渣流动性和脱硫效果的改善，故而高炉炼铁都要求烧结矿就有一定含量的MgO。但是由于MgO在烧结过程中易于与Fe3O4反应成MgO. Fe3O4,从而阻碍Fe3O4在烧结过程中氧化为Fe2O3,从而降低铁酸钙的生成，造成成品烧结矿的冷强度和还原性降低。MgO是难熔矿物，其熔点为2799℃。因此高镁会导致燃耗高、强度低。

2.5  Al2O3对烧结矿度的影响

表6  Al₂O₃对烧结矿强度的影响

Al2O3是烧结矿化学成分不可缺少的成分，一定的铝硅比是生成铁酸钙的必要条件。过高的Al2O3会导致液相流动性变差，所以Al2O3是影响烧结矿质量和强度的又一因素。在表5中可以看出，Al2O3在由2.18%上升到2.35%时，转鼓指数下降2.67%。由于Al2O3的熔点为2042℃，在烧结过程中熔化不了液相流动性变差，严重影响了成品矿的还原粉化指数。

2.6 混合料的透气性对烧结矿强度的影响

表6 混合料的透气性对烧结矿强度的影响

工艺参数对烧结产质量的影响，混合料的透气性是关键。烧结料层的透气性是有混合料的粒度及粒度的组成、混合料的水分和抽风负压等因素决定。在这些因素中，混合料的粒度及粒度的组成是基础，适宜的水分是保证条件，抽风负压起的主导作用。在料层厚度同为800mm时，抽风负压增大，会增加料层的通风量，垂直速度也会增加，提高烧结产量、质量及强度，这样有利于烧结生产增加产量，降低燃耗。但是，抽风负压不是越高越好，负压在增加到一定程度也会不同程度的影响烧结成品矿的质量和强度。

3 提高和改善烧结矿强度的举措

影响烧结矿强度的因素是多方面的，从中也不难找出提高和改善烧结矿强度的技术举措：

（1）优化配矿  对不同的矿种的烧结特性合理的搭配。

（2）根据SiO2的含量合理掌控成品矿的FeO水平，保持一定黏结相来获得高强度的烧结矿。

（3）坚持高碱度、低碳操作下的高强度