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铁精矿粉高铁低硅烧结技术
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摘要：通过对铁矿粉低硅烧结机理进行探讨和研究，解决了低硅烧结带来的液相量少、强度低等技术问题，取得了可观的经济效益。 关键词：精矿 低硅烧结 强度 随着我国高炉炼铁技术的…
摘要：通过对铁矿粉低硅烧结机理进行探讨和研究，解决了低硅烧结带来的液相量少、强度低等技术问题，取得了可观的经济效益。
关键词：精矿 低硅烧结 强度
随着我国高炉炼铁技术的不断进步，对高炉原料的含铁品位和SiO2含量的要求越来越高。众所周知，低硅烧结能改善烧结矿的冶金性能，减少高炉冶炼过程中产生的渣量，减薄软熔带，提高滴落带的透气性，因而有利于高炉顺行和降低焦比；同时，减少渣量还有利于增加高炉的喷煤量。通常入炉矿含铁品位每升高1％，焦比可降低2％，产量提高3％，渣量减少20kg/t铁，生铁成本下降10元/t铁。但随着烧结矿含铁品位的提高，SiO2含量降低，液相减少，烧结矿强度和产量将受到影响，因此，高铁低硅烧结矿的生产必须采取适宜的工艺和技术措施。
近年来，国内外许多烧结厂一直致力于烧结矿的提铁降硅研究与生产。日本在20世纪90年代烧结矿中w(SiO2)已降至4.5％～4.6％。瑞典、芬兰等国家的钢铁企业目前已将烧结矿中w(SiO2)降到4％以下。我国大多数烧结厂的烧结矿中w(SiO2)为6％～8％，近年来，随进口矿粉的增多和选矿技术的进步，w(SiO2)降到了5％～6％，其中宝钢、太钢、莱钢、韶钢烧结矿中w(SiO2)为全国最低(4.5％以下)，达到了世界先进水平。
1 低硅烧结机理
低硅烧结面临的主要技术难题是由于硅低、渣量少而产生强度低的问题。日本、瑞典主要采取提高烧结矿碱度和生产复合优化烧结矿的方法来增加烧结矿中铁酸钙含量，达到提高烧结矿强度的目的。
发展以针状SFCA为主要粘结相的烧结矿是进一步改善烧结矿质量的根本途径。随着烧结碱度的提高，烧结矿中SiO2由主要生成硅铁酸盐渣相变为主要生成铁酸钙。通过控制适宜的烧结温度、碱度、烧结气氛和时间、SiO2和A1203的比值，可以生成强度高、还原性好的以细针状复合铁酸钙(SFCA)为主要粘结相的烧结矿。同时，磁铁矿和赤铁矿都能很好地与铁酸钙形成交织结构。
2 实现低硅烧结的工艺条件
2.1 加强混合料制粒
通过提高生石灰配比及优化生石灰消化与混合料制粒时间，在焦粉配比5％～6％，混合料水分8.0％，生石灰配比6.0％，消化10min，制粒6min的条件下进行强化制粒烧结，可提高烧结矿成品率和转鼓指数，降低Fe0含量，因此，强化制粒能够改善高铁低硅烧结矿质量。同时，强化制粒所得高铁低硅烧结矿铁酸钙含量增加，且呈针状、条状及熔蚀状、与Fe304和Fe203形成良好的交织结构，其中铁橄榄石、硅酸二钙、玻璃质较少，因此，强化制粒显著改善了烧结矿矿物组成和显微结构。
2.2 实行高碱度厚料层烧结
烧结矿碱度是决定铁酸钙生成量的关键因素。从对不同碱度烧结矿中分离出的粘结相性能测试结果表明：粘结相的抗压强度、粘结强度、还原性及抗还原粉化性能都随碱度的提高而逐渐增强，烧结矿的宏观结构也随之由自熔性的多孔薄壁结构过渡到高碱度的大孔厚壁结构，因此，强度得到提高。
厚料层烧结具有良好的蓄热作用，可减少燃料用量，而且垂直烧结速度的减慢和烧结混合料中氧化气氛的增强，有利于铁酸钙液相的充分发展和析晶，从而提高烧结矿的转鼓指数和成品率。
2.3 采用小球团燃料分加工艺
小球团烧结法是在普通烧结法的基础上结合球团焙烧法的优点发展起来的一种新的造块工艺。它将混合料全部造球，燃料大部或全部外滚，有很好的料层透气性和产品性能。通过强化制粒，使原料颗粒间的结合力增强，抑制了成品率和强度的下降，实现了高烧结生产率下的低SiO2烧结生产。
2.4 控制石灰石粒度
石灰石粒度对烧结生产率和烧结矿质量有很大的影响。粒度越粗，料层的透气性越好，烧结生产率越高，但过粗(大于3㎜)时，因其不能完全矿化将会导致液相生成量不足，且矿物中铁酸钙数量减少，赤铁矿量增加，使烧结矿质量下降；而粒度过细(小于0.25㎜)时，又会使生成的液相平均碱度降低而促使渣的生成，且矿物中铁酸钙数量减少，赤铁矿和磁铁矿数量增加，同样降低烧结矿质量。
研究表明：石灰石矿化的最大粒度为3mm，因此，在石灰石的矿化范围内应尽量粗粒化，使其分解反应变缓，可缩短液相烧结时间，提高料层透气性，从而改善烧结矿的矿物组织，减小骸晶状赤铁矿生成，促进针状铁酸钙增多。另外，石灰石粗粒化还可使烧结过程中的液相量增加，流动性增强，使气孔形状由凹凸不规则状转变为球状，有利于烧结矿强度和RDI指标的改善。
3 结语
实施低硅烧结技术不仅能改善烧结矿的冶金性能，还可以降低高炉渣量，减薄软熔带，提高滴落带透气性，有利于高炉顺行和降低焦比。从目前高炉的应用效果来看，w(SiO2)为4.5％左右的烧结矿可以满足高炉正常生产的需要，高炉总体透气性改善，有利于增加喷煤和提高焦炭负荷。低硅烧结是高炉精料技术的发展方向。
延伸阅读
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