王 奎，惠宏智，徐號鋒

（陜鋼集團漢鋼公司,陜西 勉縣 724200）

漢鋼公司未有自有礦山，鐵礦粉全部依賴外部采購，經(jīng)過建廠以來的摸索，目前燒結(jié)用鐵礦粉穩(wěn)定為巴西混合粉、PB粉、金布巴粉以及當?shù)刂髁鳍蟮V粉四種。本文主要針對漢鋼公司燒結(jié)常用的這四種鐵礦粉進行系統(tǒng)研究，并按照三因素四水平設計了八組燒結(jié)杯實驗，篩選出質(zhì)量指標及冶金性能最優(yōu)的一組進行工業(yè)實踐，滿足工藝及生產(chǎn)要求，通過此種方式優(yōu)化配礦，提高燒結(jié)礦的產(chǎn)量、質(zhì)量。

1 含鐵料特性

1.1 含鐵料成分

漢鋼公司燒結(jié)配料采取的是一種高品位、低Al2O3的赤鐵礦即巴西混合粉和兩種中等水化程度的褐鐵礦即金布巴粉、PB粉并搭配少量的當?shù)卮盆F礦的配礦體系。其中巴西混合粉為高品位、低Al2O3礦，品位為62.5%以上，Al2O3含量僅為1.22%，有害元素含量較低；澳粉PB粉、金布巴粉的P、Al2O3含量較高，P含量分別為0.108%、0.118%，Al2O3含量分別為1.97%、2.82%；當?shù)刂髁鳍鬄槌齋iO2、MgO含量較高為6.55%、4.78%外，其余指標均在控制范圍內(nèi)，具體見表1：

表1 礦粉的化學成分（%）

1.2 粒級組成

四種礦粉的粒度見表2。從表中可以看出，三種進口礦的粒度適中，較為均勻，＞6.3m占比在13%～19%之間，占比55%～60%粒級均在0.5mm～6.3mm，有利于提升料層透氣性及燒結(jié)過程礦化反應的進行，當?shù)刂髁鳍蟮牧６绕?，小?.2mm的占比達到了86.5%，不利于改善透氣性。

表2 礦粉的粒級組成（%）

1.3 微結(jié)構特性

高爐煉鐵除對燒結(jié)礦性能的要求，除了化學成分、粒級組成等常溫性能外，還對其在高爐內(nèi)的高溫性能有明顯的要求。故鐵礦石燒結(jié)方面，必須對鐵礦粉的基礎特性（同化性、流動性、黏結(jié)相強度）進行研究，分析如下：

（1）同化性溫度。同化性能是鐵礦石在燒結(jié)生產(chǎn)過程中與CaO的反應能力。它表征鐵礦石在燒結(jié)過程中生成液相的難易程度[1]。圖1為我公司燒結(jié)常用的4種鐵礦石的同化性能試驗結(jié)果。

圖1 同化性溫度（℃）

以上4種鐵礦粉的同化性能一般，其中金布巴粉的同化性能最強，巴西混合粉、PB粉的同化溫度偏高，同化能力較差；當?shù)刂髁鳍蟮耐瘻囟茸罡?，同化能力差?/p>

（2）鐵礦粉的流動性。鐵礦粉流動特性指在燒結(jié)過程中鐵礦石與CaO反應生成的液相的流動能力，它表征的是黏結(jié)相的“有效粘結(jié)范圍”。漢鋼用的4種鐵礦粉稍微液相流動性由高到低的排列順序為：當?shù)刂髁鳍?、巴西混合粉、金布巴粉、PB粉。

（3）黏結(jié)相強度。黏結(jié)相強度性能是指鐵礦石在燒結(jié)過程中形成的液相對其周圍的核礦石進行固結(jié)的能力。對燒結(jié)礦的強度有著至關重要的影響。粘結(jié)相自身強度在很大程度上決定看燒結(jié)礦的強度。在1280℃、R=2時漢鋼礦粉的粘結(jié)相強度如圖所示。

圖2 黏結(jié)相強度（N）

2 燒結(jié)杯試驗情況

表3 燒結(jié)含鐵料配比

（1）燒結(jié)配比設計。在高爐穩(wěn)定順行的前提下，穩(wěn)定主體礦結(jié)構，在各項有害元素含量不超標的要求下，考慮到提高進口金布巴粉的比例，可以降低燒結(jié)礦成本，按照金布巴粉比例28%、32%、36%、40%的不斷提高，設計正交試驗八組，實驗配比如表3。

（2）試驗數(shù)據(jù)。根據(jù)以上設計的配比，進行燒結(jié)杯試驗，試驗后的主要指標及冶金性能情況如表4。

表4 燒結(jié)杯主要指標

通過以上數(shù)據(jù)可以得出，隨著金布巴粉比例的增加，爐料透氣性變差，燒結(jié)垂直燃燒速度降低；轉(zhuǎn)鼓指數(shù)均在74%以上，抗磨指數(shù)維持在7%～8%之間，相對最優(yōu)的指標為序號6、7、8；同時考慮低溫還原粉化指數(shù)、還原度及熔滴試驗結(jié)果，配比：32%巴西混合粉+40%金布巴粉+12%PB粉+16%主流Ⅲ的試驗7冶金性能最優(yōu)，其中低溫還原粉化指數(shù)為75.20%，還原度為75.06%，軟化開始溫度1046℃，軟化溫度區(qū)間143℃，熔滴溫度區(qū)間為92℃,能滿足高爐生產(chǎn)要求。

3 工業(yè)生產(chǎn)論證情況

根據(jù)試驗結(jié)果，漢鋼公司從3月18日開始進行工業(yè)生產(chǎn)實踐，試驗開始后，

考慮到澳粉比例由原料的44%提高到52%，原料透氣性變好，要求現(xiàn)場人員在工藝操作上適當提高燒結(jié)機機速，降低負壓，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高1.61%，大于≥16mm粒級比例的比例提高1.80%，低溫粉化指數(shù)提高4.40%；同時因燒結(jié)礦質(zhì)量的提升，高爐在此階段爐況穩(wěn)定順行，產(chǎn)量及利用系數(shù)不斷提升，達到了預期的效果。

表6 試驗前后燒結(jié)主要指標對比

4 結(jié)論

通過對漢鋼公司燒結(jié)常用的四種礦粉基礎特性的研究表明：金布巴粉的同化性能最強，流動性、黏結(jié)相方面當?shù)刂髁鳍笞詈茫ㄗh在原料滿足的條件下，燒結(jié)配礦可適當配加部分當?shù)刂髁鳍?。結(jié)合燒結(jié)用鐵礦粉基礎特性的研究，采取燒結(jié)杯實驗的方式，可以提前對燒結(jié)效果進行預判，從而優(yōu)化配礦方案，指導燒結(jié)生產(chǎn)。燒結(jié)配比每次調(diào)整前，必須進行燒結(jié)杯實驗，提前篩選好的方案，確保燒結(jié)礦的冶金性能及理化指標良好，為高爐穩(wěn)定順行做好服務。