高碱度烧结矿矿物结构对其冶金性能的影响

高碱度烧结矿矿物结构对其冶金性能的影响

戚岳刚

珠海裕嘉矿产品有限公司519050

摘要：采用光学显微镜及ＩＰＰ软件对高碱度烧结矿显微结构及矿物组成进行了研究，并检测和分析了高碱度烧结矿的冶金性能。研究结果表明：高碱度烧结矿主要由赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙、硅酸二钙等矿物组成，不同碱度条件的烧结矿显微结构基本相似，主要为交织熔蚀结构；当碱度从１．５提高到２．０时，烧结矿中的赤铁矿质量分数增加了８％，磁铁矿质量分数降低了１８％，铁酸钙质量分数增加了２３％，磁铁矿与铁酸钙形成熔蚀结构；烧结矿的成品率从７５．０９％增加到８２．７８％之后稍有降低，转鼓指数从５４％增加到６９．３３％，低温还原粉化性能和还原性均得到较大改善。

关键词：高碱度烧结矿；矿物组成；显微结构；冶金性能

高碱度烧结矿有着优良的冶金性能,早在60年代,即引起人们的广泛注意。近年来高碱度烧结矿已在国外一些大高炉上得到广泛应用;在国内不仅在一些中小厂得到了应用,而且在重点企业中,如重钢、包钢、攀钢、湘钢等都进行了工业试验和应用,取得了较好的结果。我国贫矿多且人造富矿中烧结又占主要地位,推广高碱度烧结矿并对其进行深入研究,对于提高烧结矿质量,进一步提高炼铁生产水平,有着积极而现实的意义。

1.烧结生产

烧结是铁原材料、燃料、溶剂、等,比例匹配在一起,混合造粒后,加水润湿后躺在烧结设备,从上到下点火烧结,点火烧结机的底部开始抽搐的同时,从上到下的燃油混合矿石燃烧的同时,将容易融化材料熔体润湿困难的材料,液体冷却将很难融化材料粘在一起,这个过程直到烧结炉篦结束。得到的块状物体叫烧结矿，也叫人造富矿。需用到的设备包括翻车机、行车、燃料溶剂破碎设备（锤式、四辊）等；配料系统设备如配料秤等；烧结机（分带式、步进式、环烧等，及配套的抽烟机等）圆通混料机、破碎（单辊）热筛；冷却设备：带冷机或环冷机、冷筛等。另外最多的是皮带等转运设备。

2.原料处理

2.1原燃料成分值管理

原燃料质量的稳定性是烧结、高炉生产,工厂为了使原燃料质量相对稳定,进入院子里的原始燃料将严格实施价值管理,即通过商检,停车测试组件进入工厂,黑色材料根据不同,二氧化硅含量堆积在指定地址,禁止混合物质事故;同时在积累过程中堆积颗粒，以保证原料的粒度和均匀性。对烧结燃料(焦炭粉、烧结煤)进行了采购，以保证燃料成分的相对稳定性。

2.2优化配矿结构

进口矿石的使用主要有巴西、澳大利亚、巴西系列高品位、SiO2和有害杂质含量低，但烧结性能较差，巴西矿石有利于烧结铁硅还原，但影响烧结产量;矿石系列相对较低，高SiO2和有害杂质，mike粉、PB粉、杨迪、含高结晶水的火箭粉，影响烧结的燃耗，但矿石烧结性能相对较好。为了掌握进口铁矿石烧结性能,近年来,唐钢铁机和大学的科学和技术合作,与所有的矿石烧结性能检测,根据检测结果,符合混合矿石组成和稳定,为提高烧结矿产量和质量的烧结,降低烧结成本合理调整混合矿石匹配的原理结构,降低烧结矿碱度条件下,保证烧结矿质量的稳定性。

2.3合理配焦稳定入炉焦炭质量

高炉生产采用自产焦炭，购买焦炭。自产混合焦炭、水焦高、不稳定，影响焦炉数量，反应相对较差。购买可口可乐，美国锦热性能较好，其余部分波动较大。随着注入煤的改善，不仅需要焦炭的化学成分、冷稳定性、机械强度和焦炭热性能(CRI)和反应后的强度(CSR)要求达到高指标，确保高炉煤气的通透性。

2.4优化烧结操作参数合理控制混合料水碳

入炉烧结矿约占75%，2009年频繁变料，由于巴西系列(中特粉、巴精、巴卡粉)与澳洲系列（澳矿粉、PB粉、麦克粉、火箭粉、扬迪粉）烧结性能存在较大差别，尤其是澳洲系列火箭粉、扬迪粉含结晶水较高粒度组成较好，吸水性、液相流动性均好于巴西系列，最低同化温度低于巴西系列。巴西系列配比接近30%,烧结负压高，在操作上适当减水、减料层、提C。随着扬迪粉、火箭粉陆续配加取代部分中特粉，在烧结操作上适当提水、提C、提料层厚度；通过及时调整操作参数，烧结生产稳步提高。

烧结用的固体燃料有焦粉和白煤。除白煤灰分偏高外，其粒度不合理也是影响烧结矿产量原因之一。白煤中-1mm%比例大，在烧结过程中，混合物不吸收和利用热，所以烧结材料不足以产生足够的液体来粘结烧结材料，从而导致烧结的低产。因此,房颤粉、白煤粒度标准修订,焦粉粒度-3毫米%>80%,%>75%白色煤粒径3毫米,白色煤粒度5~1毫米%不小于70%,石煤的粒度变化,化学成分相似的情况下,因为增加的石煤热利用早期的烧结矿质量改善。

3.矿相结构对高碱度烧结矿还原性的影响

烧结矿的还原是还原气在反应界面中扩散形成的，还原性与晶粒尺寸、孔隙率和粘结剂相的含量有关高碱度烧结矿中还原性由大到小的顺序为：赤铁矿、铁酸钙、磁铁矿等。由图３可得，随碱度的提高，烧结矿的还原性有所提高，碱度１．９时相对于碱度１．５时的还原度从７３．０９％增加到８８．９０％，但碱度２．０时还原度稍有降低。还原度升高主要是因为低碱度烧结矿中难还原的矿物组成较多，而随碱度的提高，粘结相中易还原的铁酸钙增加，尤其是针状铁酸钙的含量增加，使高碱度烧结矿的还原指数提高。其次，由烧结矿的矿物组成可得，随碱度的提高，气孔率增加了约１５％，较高的气孔率也有利于还原度的提高，还原反应进行得更快。

图1还原性与碱度变化的关系

4.矿相结构对高碱度烧结矿强度的影响

烧结矿中化学成分、显微结构、粘结相组成对高碱度烧结矿的强度有非常重要的影响。最理想烧结矿为均匀的显微结构、简单的矿物组成、以及粒度较细的针状铁酸钙胶结金属相矿物形成的交织熔蚀结构。如果高碱度烧结矿的矿物成分较复杂，烧结矿在冷却过程中则会产生裂纹导致烧结矿易破碎，铁酸钙含量较少，玻璃质或硅酸二钙较多会导致强度降低。试验所得烧结矿的转鼓指数如图２所示。

图２烧结矿质量随碱度变化的影响

由图２可知，随着碱度上升，成品率基本呈增高趋势，碱度１．５～１．９的烧结矿成品率由７５．０９％上升至８２．７８％，但在碱度２．０时又降低到７８．４３％，其中烧结过程中液相量的逐渐增加是成品率提高的主要原因。随着碱度继续升高，烧结过程中液相的形成需要更多的热，导致烧结温度较低，因此产量略有降低。如图2所示，碱度1是可用的。5→2。0。高碱度烧结矿的鼓点呈线性增长。碱度1。主要结合期5、烧结矿钙镁橄榄石、玻璃体、钙镁橄榄石是还原物质，高碱度、高碱度烧结矿成分、钙镁橄榄石含量、玻璃切割等明显变化，良好的粘结强度大大增加钙铁氧体，碱度2。0是69。33%。另一个重要原因是大量的磁铁矿碳酸钙溶蚀和钙铁素体相互交织，针状铁素体是混合腐蚀结构的钙胶结金属矿物形式，以提高烧结强度，使烧结强度随着碱度的增加而增加。

结论

炼铁厂通过加强料场矿等方面的管理、优化混匀配矿及烧结矿生产过程控制、强化整粒、合理配焦，烧结矿碱度稳定率达到100%，平均转鼓强度>80.7%，＜5mm达到2.49%，满足了高炉生产需要，高炉生产处于长周期稳定状态，各种生产经济技术指标都有明显进步。

参考文献

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