低硅烧结矿的冶金性能及其优化配用研究

低硅烧结矿的冶金性能及其优化配用研究

吕晓鹏

广西柳钢中金不锈钢有限公司

摘要：为确保高炉低硅烧结矿的顺利稳定融合，研究了二氧化硅含量降低对烧结和综合炉料冶金性能的影响，并优化了低硅烧结矿在烧结成分方面的冶金性能，结果表明，当二氧化硅含量从5 %下降到4.8%时，烧结矿的RDI变化不大；尽管二氧化硅含量继续下降，但由于氯化钙的注入，可大大降低二氧化硅含量。RI在低硅烧结的生产和应用中不是一个有限的环节。二氧化硅含量下降到4.8%的两组烧结矿具有最佳的软化特性，随着二氧化硅含量的持续下降，烧结矿的熔炼间隔略有扩大。矿用烧结、水煤炉结构优化后，高炉合料的冶炼性能显着提高。

关键词：低硅烧结矿；冶金性能；优化措施；改善；

前言

浓缩液是高温铁的基础。对高炉生产有决定性的影响。低硅矿物的烧结是推广高炉炼铁技术的重要措施之一，将大大改善铁的技术和经济指标。低硅烧结可以提高烧结矿的冶金性能。减少高炉冶炼过程中产生的渣量；降低柔性熔复层可以提高滴滴的渗透性，促进高炉正常运转，降低结焦比。与此同时，减少炉渣数量也有助于增加高炉喷煤量。一般来说，在烧结矿中，Si02每减少1%，高炉结焦率就减少2%，生产率提高3%。但是，人们普遍认为，Si02含量低于5%时，烧结效率下降，寒冷程度和低温降尘指标下降。因此，低硅烧结技术的研究与发展已成为世界热点。

一、SiO2含量与烧结矿冶金性能的关系

为了研究烧结矿中的二氧化硅含量对其金属性能的影响，在实验室条件下，通过对烧结矿进行试验制备了分别含有6.0%、5.0%和4.0%二氧化硅的烧结饼。但低温降尘性能有所恶化。因此低温降尘性能是影响低硅烧结矿金属性能的有限环节。为了提高烧结矿的低温还原性能，首先要了解二氧化硅含量对矿山的影响机理，然后采取相应措施。在实验室中，使用电子扫描仪和x射线光谱仪分析了内部微观结构，在烧结矿中，二氧化硅浓度分别为6.0%、5.0%和4.0%。

随着二氧化硅含量的下降，烧结矿微观结构的均匀性从夹层结构降低到大理石结构。裂纹扩展，当二氧化硅含量为4.0%时，裂纹连接了整个矿块。胶合阶段总数大幅减少，铁质钙量也大幅减少，由针状、树枝状向粒状、片状转变。总之，正是由于粘合剂总量减少，在烧结过程中铁质钙的生产也有所减少， 从微组织均匀性差异和裂纹发展看，烧结矿低温降尘性能恶化，为了提高低硅烧结矿的RDI指数，有必要促进这种反应，有利于连相的增加。

二、烧结矿SiO2降低对低温还原粉化的影响研究

1.未喷洒CaCl2

根据GB/T13242-91标准，研究了逐步减少硅含量5.0%至4.5%时缺乏氯化钙溶液对烧结矿低温降尘性能的影响。实验结果表明，当烧结矿的二氧化硅含量从5 %下降到4.8%时，RDI+3.15和RDI+6.3变化不大。然而，在继续下降到4.8%以下的同时，RDI+3.15和RDI+6.3卷大幅下降。当烧结矿碱度稳定时，低硅烧结矿的二氧化硅含量降低，导致铁酸钙含量下降，红钻骨架金刚石形式的铁矿比例上升。烧结过程中产生的红钻型红钻矿是造成该矿低温降尘的主要原因，而降尘又因其含量增加而加剧。此外，用于烧结的高品位矿粉是红铁矿，在还原过程中，α-fe2o 3向Fe3O4的体积扩张导致了烧结矿化。因此，低硅矿低温还原粉比中高硅矿更严重。

2.喷洒CaCl2

在矿址二氧化硅含量下降到4.80%和4.50%时，对参考组和三个优化矿化、水和碳的烧结组进行了钙试验。低温降尘实验结果表明:(1)将一种抑尘氯化钙溶液喷洒到烧结矿表面，对提高烧结矿低温降尘指标有明显影响。RDI增加了8 %至10 %，RDI增加了11%至18 %，RDI增加了0.5%至1.5%。(2)烧结矿氯化钙的趋势与未喷氯化钙相同。当烧结矿中的二氧化硅含量从5 %下降到4.8%时，RDI+3.15和RDI+6.3变化不大。随着二氧化硅含量的下降，RDI+3.15和RDI+6.3越来越少。(3)在注入钙后，低二氧化硅(4.8%和4.5%的二氧化硅)磷矿中的RDI+3.15和RDI+6.3不仅满足了高炉渣低温降尘的RDI+3.15≥65%指标的技术要求。

三、烧结矿SiO2降低对还原性的影响

当烧结矿中的二氧化硅含量下降到4.80%和4.50%时，对参考组和三个经水化和碳优化的烧结矿组进行了钙试验。可逆性实验结果表明:(1)将氯化钙注入烧结矿后，烧结矿可逆性的笑度仍在上升，随着烧结矿二氧化硅含量的下降变化不大；(2)注钙后，低硅油矿的RI(分别为4.8%和4.5 %)不仅符合高炉烧结矿的RI≥65%的技术要求，而且与无注钙硅油矿5%的RI指数相似。

四、烧结矿SiO2降低对熔滴性能的影响

研究了二氧化硅含量变化对烧结矿冶炼性能的影响，实验结果表明:(1)作为研究的一部分，两组二氧化硅含量为4.8%的烧结矿具有良好的软化特性、高温软化特性。其他烧结组的起降温度为1150 ~ 1200℃，起降温度为1260 ~ 1310℃，起降范围约为100℃。 (2)随着二氧化硅含量的下降，烧结矿的熔点温度趋于下降，下降温度约1550℃，下降间隔稍长，最大压力差趋于增大，烧结矿的特性下降值趋于随下降而增大主要原因是，近年来，用于烧结的进口铁矿石粒度较大，在烧结过程中未充分参与反应，但仍留在烧结矿中。

五、低硅烧结矿的冶金性能及其配用优化研究

1.烧结配矿优化

(1)随着烧结矿二氧化硅含量的下降，合成炉的典型起爆温度，即ta起爆温度、Ts起爆温度、Tm熔炼起始温度和Td起爆温度呈整体上升趋势，下降范围的变化不明显，最大压力差趋于减小，特性值逐渐减小。 结果表明，在炉结构保持不变的情况下，在适当降低和优化了烧结矿的二氧化硅含量后，熔炼性能不会下降。硅还原对烧结矿和综合炉料的柔性熔炼性能的影响不同，主要原因是集成式af炉中块和球的组合。(2)ta衰减起始温度和Tm融合起始温度较高，但Ts衰减结束温度和Td衰减结束温度较高，从而扩大衰减范围和软融合范围。尽管最大压力差较低，但以4.8-2烧结为原料的综合炉的特性值，软化开始温度Ta和熔化开始温度Tm较高,因此，使用4.8-2烧结的综合炉料的熔炼性能优于使用4.8-1烧结的综合炉料。(3)与以4.5-1型烧结矿为原料的综合炉相比，以4.5-2型烧结矿为原料的综合炉具有ta型起爆温度、Tm型熔炼温度、Ts型起爆温度和Td型起爆温度，起爆区狭窄，范围。因此，以4.5-2型烧结矿为原料的荷载组合的锤性能优于以4.5-1型烧结矿为原料的荷载组合的锤性能。

2.高炉炉料结构优化

与含5%硅片烧结的参考负荷相比，集成药1、2液滴的特征温度较高，滑移区稍窄，液滴区稍宽，最大压力差较小，从而大大提高液滴性能与组合载荷1相比，组合载荷2中球的比例降低了3%，澳块的比例增加了3%，其软熔特性温度升高，衰减区和液滴区扩大，最大压力差大大减小，特性值s减小在合成炉3中，烧结比降低3%，澳块体比提高3%，从而提高柔性熔胶功能温度，扩大压浆区和熔胶区，增大最大压差，增大特性值s，降低熔胶性能。就4号综合炉而言，烧结矿配比增加了2%，球团增加了2.5%，澳块配比减少了4.5%。Ta软启动温度和Ts软启动温度显着升高，压力差与下降温度一样急剧上升。衰减范围和液滴范围略有扩大，最大压力差增大，特性值s增大，液滴性能下降。因此，用澳块体取代部分球有利于提高熔体的特征温度和减小最大压力差，从而提高综合炉料熔解材料的性能。

结束语

总而言之，适当提高烧结矿碱度可以提高低硅烧结矿低温降尘性能。MgO含量对低硅烧结矿的低温还原和粉末性能具有双重影响，因此适当含量应根据具体原料条件而定。低硅烧结时，碳含量的适当增加可以在不影响可逆的情况下提高烧结矿低温降尘性能。

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