關(guān)于高爐含鐵原料優(yōu)化的若干技術(shù)問題課件

1、關(guān)于高爐含鐵原料優(yōu)化的若干技術(shù)問題2022/7/191 高爐精料水平高爐設(shè)備水平高爐操作水平 高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展的三大基礎(chǔ)2022/7/192精料是高爐煉鐵工藝發(fā)展的基礎(chǔ)。特別是對(duì)于裝備和操作水平得以很大改善的現(xiàn)代高爐而言，燒結(jié)優(yōu)化配礦以及高爐優(yōu)化含鐵爐料結(jié)構(gòu)的重要性和主導(dǎo)性已逐漸顯現(xiàn)。 2022/7/193首先，我國(guó)高爐的含鐵爐料中高堿度燒結(jié)礦的比例為70以上，冶煉每噸生鐵需要1.1-1.4噸的燒結(jié)礦，且其生產(chǎn)成本占生鐵總成本的50%以上。因此，確保入爐燒結(jié)礦的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足高爐高效率冶煉的需求，是現(xiàn)代高爐煉鐵精料的重要內(nèi)容。 2022/7/194另外，除了高堿度燒結(jié)礦之外，高爐爐料中還有球

2、團(tuán)礦、塊礦等含鐵原料。包含這些含鐵原料之間的搭配模式和配比的高爐含鐵爐料結(jié)構(gòu)，對(duì)高爐的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要的影響。 2022/7/195再者，近來隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，鐵礦石資源的日益緊缺，在多渠道進(jìn)礦、多種類用礦的現(xiàn)狀下，燒結(jié)和高爐用礦的資源適應(yīng)性、以及在此基礎(chǔ)上的優(yōu)化燒結(jié)配礦和高爐含鐵爐料結(jié)構(gòu)，已成為鋼鐵企業(yè)急需解決的重大戰(zhàn)略性技術(shù)課題。 2022/7/196通常而言的高爐爐料結(jié)構(gòu)是指爐料的搭配模式這是一個(gè)狹義爐料結(jié)構(gòu)概念，若僅僅以此為研究對(duì)象，并非就能獲得合理的高爐爐料結(jié)構(gòu)。2022/7/197存 在 的 問 題影響含鐵爐料搭配模式實(shí)際效果的因素很復(fù)雜，加上以往對(duì)此的認(rèn)識(shí)又過于簡(jiǎn)單

3、，因此在評(píng)價(jià)方面存在很大的盲目性。沒有把含鐵爐料的自身質(zhì)量、綜合價(jià)值與含鐵爐料的搭配模式結(jié)合起來考量，導(dǎo)致不能獲得真正意義上的高爐合理或優(yōu)化的含鐵爐料結(jié)構(gòu)。2022/7/198高爐合理含鐵爐料結(jié)構(gòu)的目標(biāo) 使高爐冶煉處于最佳技術(shù)狀態(tài)；使高爐冶煉獲得最低綜合成本。2022/7/199廣義的高爐含鐵爐料結(jié)構(gòu)概念 各種含鐵原料的搭配模式 各種含鐵原料的自身質(zhì)量 各種含鐵原料的綜合價(jià)值以確保高爐過程的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為依據(jù)，綜合考量如下三個(gè)方面2022/7/1910廣義的含鐵爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化的概念各種含鐵原料搭配模式優(yōu)化各種含鐵原料自身質(zhì)量?jī)?yōu)化基于綜合成本的含鐵爐料構(gòu)成優(yōu)化2022/7/1911高爐含鐵爐料

4、結(jié)構(gòu)高爐含鐵爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題中的約束條件化學(xué)成分冶金性能鐵料成本入爐品位爐渣成分（二元堿度、Al2O3含量、MgO含量等）爆裂性低溫還原粉化性、還原膨脹性還原性軟化、熔滴性交互反應(yīng)性等燒結(jié)礦成本球團(tuán)礦成本塊礦成本2022/7/1912含鐵原料搭配模式的技術(shù)要求含鐵原料搭配模式要以高爐的精料方針為依據(jù)；提高含鐵原料入爐品位和改善綜合爐料的冶金性能，是需要重點(diǎn)考慮的問題；應(yīng)有助于選擇適宜的高爐渣系；符合含鐵原料的資源條件和加工能力。2022/7/1913國(guó)內(nèi)外煉鐵原料搭配模式的發(fā)展 國(guó)內(nèi)的發(fā)展國(guó)外的發(fā)展天然塊礦北 美日本/西歐天然塊礦自熔性燒結(jié)礦高堿度燒結(jié)礦球團(tuán)礦高堿度燒結(jié)礦高堿度燒結(jié)礦配酸性球團(tuán)

5、礦或塊礦高堿度燒結(jié)礦配酸性球團(tuán)礦、塊礦獨(dú)聯(lián)體天然塊礦天然塊礦自熔性燒結(jié)礦酸性球團(tuán)礦配超高堿度燒結(jié)礦自熔性燒結(jié)礦配自熔性球團(tuán)礦2022/7/1914國(guó)內(nèi)外若干典型的爐料搭配模式國(guó)別搭配模式渣量（kg/T）瑞典99.5%球團(tuán)礦146加拿大100%球團(tuán)礦194荷蘭48燒結(jié)礦52球團(tuán)礦205德國(guó)51燒結(jié)礦49球團(tuán)礦184芬蘭74燒結(jié)礦26球團(tuán)礦203比利時(shí)87燒結(jié)礦13球團(tuán)礦259中國(guó)寶鋼77燒結(jié)礦7球團(tuán)礦+16%塊礦2602022/7/1915含鐵爐料搭配模式的多樣性問題含鐵爐料搭配模式受一個(gè)企業(yè)各種實(shí)際情況的綜合制約。因此，在整體上形成了含鐵爐料的搭配模式的多樣性。盡管高爐在一定范圍內(nèi)能接受不同的

6、含鐵爐料搭配模式，但是這并不意味具有隨意性。對(duì)一個(gè)條件已定的企業(yè)而言，優(yōu)化的含鐵爐料搭配模式又具有確定性。2022/7/1916根據(jù)我國(guó)的具體條件，總體而言，以高堿度燒結(jié)礦為主，搭配酸性球團(tuán)礦或塊礦是高爐含鐵爐料結(jié)構(gòu)的基本模式。但是各種含鐵原料的使用比例的確定應(yīng)綜合考慮如下技術(shù)原則：燒結(jié)礦二元堿度：1.8-2.6；熟料率：70%以上；高爐盡量不另外加熔劑；高比例塊礦使用時(shí)，應(yīng)盡可能篩凈粉末；綜合含鐵爐料在化學(xué)成分及冶金性能上符合要求。2022/7/1917多用球團(tuán)礦或進(jìn)口塊礦有助于高爐入爐品位的提高，但要結(jié)合高堿度燒結(jié)礦的適宜堿度范圍、高爐最小渣量、礦石資源條件、噸鐵成本等綜合考量。應(yīng)該指出：

7、目前在價(jià)格上，進(jìn)口塊礦比進(jìn)口球團(tuán)礦便宜200-400元/噸。在滿足高爐需求的情況下，適當(dāng)多用進(jìn)口塊礦有助于冶煉成本的降低。因此，探討高爐的進(jìn)口塊礦使用技術(shù)，是煉鐵工作者應(yīng)予以關(guān)注的重要課題。2022/7/1918隨著高爐入爐品位的提高，高爐渣量不斷下降；同時(shí)，隨著進(jìn)口鐵礦石使用量的大幅度增加，特別是基于成本考慮的近程礦的大量使用，高爐渣中Al2O3含量接近或超過了所謂“臨界值”。從各種含鐵爐料帶入Al2O3的控制來看，燒結(jié)礦可控（通過配礦調(diào)整）；進(jìn)口球團(tuán)礦和塊礦只能通過選擇品種解決。2022/7/1919燒結(jié)礦中存在少量的Al2O3，對(duì)SFCA的形成有利。球團(tuán)礦和塊礦中的Al2O3基本沒有任何

8、正面作用，所以是越低越好。對(duì)于大量使用進(jìn)口粉礦、塊礦、球團(tuán)礦的企業(yè)而言，與Al2O3含量密切有關(guān)的近、遠(yuǎn)程礦的選擇搭配問題，是一個(gè)值得研究的課題。2022/7/1920各種含鐵原料自身質(zhì)量?jī)?yōu)化的原則盡可能提高各種入爐礦石含鐵品位；酸性球團(tuán)礦和塊礦降低SiO2含量的必要性更大。需要高鐵份、低SiO2含量燒結(jié)礦的配合；含鐵原料中的MgO需要優(yōu)化配置；應(yīng)深化對(duì)燒結(jié)過程自身精料的認(rèn)識(shí)；確保綜合爐料有良好的冶金性能。2022/7/19212022/7/19222022/7/1923噴煤量 250Kg/t、富氧 2.5左右時(shí)高爐內(nèi)的未燃煤粉量可高達(dá)30對(duì)策危害未燃煤粉對(duì)高爐下部透氣、透液性的不良影響視為“

9、概念渣量”爐渣未燃煤粉其影響等效于高爐爐渣保持高爐大噴煤量前后的“ 概念渣量”基本不變降低高爐渣量是實(shí)施大量噴煤的關(guān)鍵2022/7/1924高爐爐渣的主要構(gòu)成320Kg/t渣量時(shí)SiO2CaOAl2O3MgO115Kg/t118Kg/t35Kg/t32Kg/t363711102022/7/1925渣中SiO2是復(fù)合陰離子網(wǎng)絡(luò)形成者，減少SiO2有利于改善高爐爐渣性能；減少SiO2的降渣量效果可以達(dá)雙倍。降渣量的首要目標(biāo)是減少SiO2高爐渣中的SiO2能否減少2022/7/1926煉鋼生 鐵高爐中SiO2的去向部分還原進(jìn)入生鐵進(jìn)入爐渣8922575鑄造生 鐵高爐渣中的SiO2太多了！只要渣量和渣

10、中Al2O3符合要求，可以降低渣中SiO22022/7/1927高爐中SiO2的主要來源燃 料含鐵原料輔助原料焦炭煤粉含SiO256含SiO228SiO2含量 國(guó)內(nèi)塊礦 15 國(guó)外塊礦 4 燒結(jié)礦 410 球團(tuán)礦 36SiO2含量 石灰石 13 白云石 12 石灰 3 蛇紋石 37 鋼渣 10降低含鐵原料帶入的SiO2是主攻方向占總來源的22占總來源的76占總來源的22022/7/1928降低高爐渣量減少入爐原燃料帶入的脈石量降低燃料灰分含量取消熔劑直接入爐優(yōu)化含鐵爐料結(jié)構(gòu)降低含鐵原料SiO2含量受資源條件影響基本已做到可實(shí)施性大的新技術(shù)2022/7/1929R=1.8時(shí)降低燒結(jié)礦SiO2含量

11、燒結(jié)礦含F(xiàn)e品位升高高爐渣量下降燒結(jié)礦80時(shí)SiO20.1百分點(diǎn)TFe0.280.30個(gè)百分點(diǎn)SiO20.1百分點(diǎn)渣量67Kg/t2022/7/1930降低燒結(jié)礦SiO2含量的效果入爐原料含鐵品位升高燒結(jié)礦還原性改善燒結(jié)礦軟熔性改善高爐渣量減少 有利于高爐增產(chǎn)節(jié)焦 有利于高爐順行 為實(shí)現(xiàn)大量噴煤打下重要基礎(chǔ)2022/7/1931高鐵份、低SiO2含量燒結(jié)礦對(duì)高爐綜合爐料性能改善的貢獻(xiàn)燒結(jié)礦二元堿度一定時(shí)，高鐵份、低SiO2含量燒結(jié)礦帶入高爐的CaO總量減少；為滿足高爐造渣要求而需要平衡的SiO2數(shù)量相應(yīng)減少，酸性爐料的SiO2含量有了下降的空間，從而球團(tuán)礦和塊礦在爐內(nèi)的高溫冶金性能得以大為改善

12、。2022/7/1932高爐中不同燒結(jié)礦的剩余CaO比較項(xiàng)目燒結(jié)礦SiO2%燒結(jié)礦二元堿度燒結(jié)礦CaO%爐渣二元堿度剩余CaO%高硅燒結(jié)礦5.51.8510.21.104.2低硅燒結(jié)礦4.51.858.31.103.4當(dāng)燒結(jié)礦比例為80時(shí)，此種情況下，CaO減量可達(dá)10kg/t， SiO2可有9kg/t的減少幅度，相當(dāng)于酸性爐料的SiO2 約有3的下降余地。2022/7/1933含鐵原料中MgO的優(yōu)化配置問題在高爐煉鐵工藝過程中，無論是燒結(jié)工序還是高爐工序，無論是物流還是成分，均涉及到MgO ，因此受到煉鐵工作者的關(guān)注。傳統(tǒng)的煉鐵學(xué)對(duì)MgO的作用給予了正面評(píng)價(jià)。但是，隨著高爐煉鐵技術(shù)的進(jìn)步以及

13、企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求，關(guān)于高爐煉鐵系統(tǒng)中MgO的合理控制問題擺在了我們面前。2022/7/1934燒結(jié)過程中MgO的正面作用減輕燒結(jié)礦粉化現(xiàn)象燒結(jié)礦粉化的主要原因是由于2CaOSiO2（正硅酸鈣）的相變作用所引起的。燒結(jié)礦中C2S存在時(shí)，在冷卻過程中-C2S向-C2S變化將有10%的體積膨脹，從而使燒結(jié)礦粉化。當(dāng)燒結(jié)礦中MgO含量增加到一定數(shù)量時(shí)，由于產(chǎn)生了鈣鎂橄欖石、鎂橄欖石、鎂薔薇輝石等，燒結(jié)礦中的C2S絕對(duì)含量下降。另外，MgO固溶與-C2S中，有穩(wěn)定-C2S的作用，C2S的相變受到抑制。上述兩方面的因素共同作用，能夠減輕燒結(jié)礦的粉化。 2022/7/1935改善燒結(jié)礦低溫還原粉化性能

14、根據(jù)礦物結(jié)晶學(xué)原理，Mg2+與Fe2+的離子半徑接近（前者0.78A，后者0.83A）。晶格系數(shù)差不多（分別為2.10和2.12）。因此，Mg2+容易進(jìn)入磁鐵礦晶格中，占據(jù)空位和取代Fe2+的位置，使得磁鐵礦氧化度提高，從而形成含鎂磁鐵礦。在此情況下，磁鐵礦趨于穩(wěn)定，不易在冷卻過程中再氧化成再生的赤鐵礦，從而可以減輕燒結(jié)礦的低溫還原粉化。 2022/7/1936改善燒結(jié)礦高溫軟化性能 隨著MgO的增加，燒結(jié)礦開始軟化溫度和軟化終了溫度均有所升高（MgO平均每增加1%，軟化溫度升高約4-7）。這主要是由于熔點(diǎn)較高的含Mg礦物含量增加所致。另外，由于MgO存在，在還原過程中和FexO形成固溶體，使

15、其熔點(diǎn)升高，并使渣相進(jìn)入高溫區(qū)時(shí)熔化溫度提高。 2022/7/1937燒結(jié)過程中MgO的負(fù)面作用燒結(jié)礦含鐵品位降低及燒結(jié)產(chǎn)能下降 隨著燒結(jié)礦中MgO含量的增加，降低了燒結(jié)礦的含鐵品位。同時(shí)，由于MgO是高熔點(diǎn)物質(zhì)（2642），其化合物的熔化溫度也很高，為了維持必要的粘結(jié)相，燒結(jié)固體燃料消耗將會(huì)升高，燒結(jié)的有效產(chǎn)量減少，燒結(jié)礦成本升高。 2022/7/1938降低燒結(jié)礦的常溫強(qiáng)度 在高堿度范圍內(nèi)，隨著MgO含量的增加，燒結(jié)礦的常溫強(qiáng)度有下降的趨勢(shì)，而且細(xì)粒度的燒結(jié)礦有增加的趨勢(shì)。 分析其機(jī)理可知主要有兩個(gè)方面的原因。其一，因?yàn)镸gO及其在燒結(jié)礦中的化合物均具有相對(duì)難熔性，造成粘結(jié)相的數(shù)量減少、粘

16、度上升、表面張力下降，導(dǎo)致被粘結(jié)相包裹的粒子減少，燒結(jié)礦強(qiáng)度因此而下降。 2022/7/1939其二，MgO的反應(yīng)能力比CaO弱，含鎂礦物不易擴(kuò)散，易出現(xiàn)游離的MgO或鎂鐵黃長(zhǎng)石集中的現(xiàn)象，致使燒結(jié)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)不均勻，從而影響到燒結(jié)礦的固結(jié)強(qiáng)度。2022/7/1940燒結(jié)礦還原性降低 隨著MgO的增加，還原性好的赤鐵礦和鐵酸鈣減少，而還原性差的磁鐵礦增加所致。同時(shí)，MgO固溶于磁鐵礦中形成含鎂磁鐵礦，以及磁鐵礦與鐵酸鈣的熔融交織結(jié)構(gòu)，均使這兩種礦物更趨穩(wěn)定，這也是燒結(jié)礦還原性變差的一個(gè)原因。 2022/7/1941二十世紀(jì)五十年代，盛行生產(chǎn)自熔性燒結(jié)礦，并開始把白云石加到燒結(jié)料中，生產(chǎn)含

17、MgO的燒結(jié)礦。六十年代，開始生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦。七十年代，含MgO的燒結(jié)礦在我國(guó)逐漸發(fā)展起來。八十年代，含MgO燒結(jié)礦的生產(chǎn)已經(jīng)相當(dāng)普遍。 2022/7/1942但是，對(duì)于燒結(jié)技術(shù)高度發(fā)展的今天，高堿度燒結(jié)礦、低SiO2燒結(jié)礦、低溫?zé)Y(jié)工藝等，已改變過去那種含MgO的燒結(jié)礦的優(yōu)勢(shì)。例如：高堿度燒結(jié)礦中存在大量鐵酸鈣，已具有抑制-C2S相變的能力，MgO抑制-C2S相變的作用則相對(duì)減弱；又如：高鐵份、低SiO2燒結(jié)礦已具備優(yōu)良的高溫軟熔性能，MgO改善燒結(jié)礦高溫軟化性能的作用已不再明顯。2022/7/1943另外，含MgO的燒結(jié)礦的劣勢(shì)，在當(dāng)今燒結(jié)工藝和技術(shù)下影響有增大趨勢(shì)。例如：隨著燒結(jié)礦Si

18、O2含量的降低，粘結(jié)相數(shù)量大大減少，MgO對(duì)燒結(jié)礦常溫強(qiáng)度的負(fù)面影響增大；又如：低SiO2燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相為鐵酸鈣，MgO的存在降低了鐵酸鈣的含量，因而不僅影響燒結(jié)礦的固結(jié)強(qiáng)度，還直接影響燒結(jié)礦的還原性。 2022/7/1944綜上所述，隨著燒結(jié)工藝及技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)條件已發(fā)生很大變化，在MgO對(duì)燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量以及成本的影響方面，已表現(xiàn)出弊大于利的傾向。 2022/7/1945高爐為了保證爐渣良好的流動(dòng)性和脫硫能力，需要渣中含有一定量的MgO。但是高爐渣中適宜的MgO含量是值得深入探討的研究課題。高爐需要的部分MgO，可以加到球團(tuán)礦中。這一措施同時(shí)還具有改善球團(tuán)礦冶金性能的作用，從而確保綜合

19、爐料有良好的冶金性能。高爐直接加部分鎂質(zhì)熔劑，也是可以探討的技術(shù)問題。2022/7/1946深化對(duì)燒結(jié)過程自身精料的認(rèn)識(shí)問題為了進(jìn)一步改善燒結(jié)礦的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以優(yōu)化高爐的含鐵爐料結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)一步深化對(duì)燒結(jié)過程自身精料的研究工作。長(zhǎng)期以來，燒結(jié)過程對(duì)其含鐵原料鐵礦粉的認(rèn)識(shí)，一般僅停留在化學(xué)成份、粒度分布、礦物組成等常溫特性方面。2022/7/1947無論是鐵礦石供應(yīng)商還是燒結(jié)用戶，均以上述常溫性能作為燒結(jié)用鐵礦石的技術(shù)評(píng)價(jià)依據(jù)。缺乏對(duì)鐵礦石自身特性的綜合認(rèn)識(shí)，特別是對(duì)鐵礦石在燒結(jié)過程所表現(xiàn)的高溫物理化學(xué)特性知之甚少。沒有建立各種鐵礦粉之間燒結(jié)特性互補(bǔ)的明確性概念。2022/7/1948目前燒結(jié)

20、配礦中存在的問題鐵礦石種類與燒結(jié)效果之間存在一個(gè)黑箱?，F(xiàn)有的配礦方法，從本質(zhì)上而言，屬于試探性配礦，故盲目性較大，需耗費(fèi)較多的人力和財(cái)力。由于沒能全面把握鐵礦石的燒結(jié)綜合特性，很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的優(yōu)化配礦。因?yàn)闊o法自主地優(yōu)化配礦，導(dǎo)致只能以燒結(jié)工藝去迎合燒結(jié)原料，使燒結(jié)過程的整體優(yōu)化受到制約。2022/7/1949鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性與常溫特性的關(guān)系圖物理性能高溫特性微觀特性鐵礦石自身特性孔隙率同化性液相流動(dòng)性鐵酸鈣生成性粘結(jié)相強(qiáng)度微觀結(jié)構(gòu)礦物組成粒度組成連晶能力化學(xué)成份TFe、SiO2、Al2O3、MgO、TiO2、鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性2022/7/1950鐵礦粉的自身特性 1 鐵礦粉的常溫

21、特性 2 鐵礦粉的微觀特性 3 鐵礦粉的高溫特性 2022/7/19511 鐵礦粉的常溫特性常 溫 特 性鐵礦粉類型化學(xué)成分粒度組成孔隙率制粒性。2022/7/1952赤鐵礦Fe2O3 理論含F(xiàn)e70，紅條痕，較軟，易還原；磁鐵礦Fe3O4 理論含F(xiàn)e72.4，黑條痕，較硬，難還原；褐鐵礦xFe2O3.yH2O 黃褐條痕，疏松多孔，易還原；1) 鐵 礦 粉 的 類 型2022/7/1953假象及半假象赤鐵礦 由于地表的氧化作用，自然界中純磁鐵礦少見。 磁鐵礦變成：半假象赤鐵礦 （Fe/FeO在3.57） 或 假象赤鐵礦 （Fe/FeO7）。 所謂“假象”化學(xué)成分：Fe3O4Fe2O3 結(jié)晶構(gòu)造

22、：仍為磁鐵礦特征2022/7/19542) 鐵礦粉的化學(xué)成分 含F(xiàn)e品位 礦石品位基本上決定了礦石的價(jià)值，即冶煉的經(jīng)濟(jì)性。市場(chǎng)上往往以含F(xiàn)e量單位數(shù)計(jì)價(jià)。因?yàn)楹現(xiàn)e量愈高的礦石，脈石含量愈低，則冶煉時(shí)所需熔劑量和形成的渣量也少，用于分離渣與鐵所耗能量相應(yīng)降低。2022/7/1955脈石成分 礦粉中除Fe以外的其它化合物統(tǒng)稱為脈石 SiO2要少，Al2O3要少，CaO要多，MgO 要合適。 Fe礦物與脈石礦物的結(jié)合程度要弱，以易于礦物的單體分離和化學(xué)反應(yīng)。 2022/7/1956 有害元素 常見的有害元素是S、P；較少見的有堿金屬（K、Na等）以及Cu、Pb、Zn、F及As等 S、P、As、Cu

23、 對(duì)鋼鐵產(chǎn)品性能有害K、Na、Zn、Pb、F 對(duì)爐襯和高爐順行有害 鐵礦粉中的有害元素要盡可能少 2022/7/1957 有益元素 有益元素有Mn、Cr、Ni、V、Ti、Nb、稀土元素等 Mn、Cr、Ni、V、Ti、Nb、稀土元素等,其含量多時(shí)可作為復(fù)合礦石考慮綜合利用。 上述元素多時(shí)，高爐冶煉會(huì)出現(xiàn)一定的問題，要考慮冶煉的特殊性。 有益元素合適 2022/7/19583) 礦粉的粒度 粒度分布要合適 對(duì)于燒結(jié)用的粉礦 太大對(duì)液相生成不利 太小對(duì)燒結(jié)透氣性不利 2022/7/19594) 鐵礦粉的孔隙率 鐵礦粉的孔隙多時(shí)，合適的制粒水分需要增加；為了固結(jié)需要更多的液相數(shù)量。 鐵礦粉的孔隙小時(shí)，

24、它的毛細(xì)作用就強(qiáng)，可以使更多的水從顆粒表面吸收到顆粒內(nèi)部，從而在制粒過程中，使顆粒具有較強(qiáng)的粘附能力。 2022/7/19605) 鐵礦粉的制粒性 對(duì)于燒結(jié)用粉礦石，要求其制粒性要好。（1）粉礦石中應(yīng)有起核顆粒作用的粗粒礦粉；（2）粘附粉顆粒的平均粒度應(yīng)盡可能??；（3）中間粒度的顆粒要盡可能少；（4）礦粉的親水性要好。2022/7/19612 鐵礦粉的微觀特性水化程度鐵礦物存在狀態(tài) 脈石礦物存在狀態(tài) 微 觀 特 性2022/7/19621) 水化程度鐵礦粉的水化程度是指鐵礦粉中礦物的結(jié)晶水含量 不同種類的鐵礦石水化程度不同，在燒結(jié)過程中的行為也不相同。 如：褐鐵礦比赤鐵礦的結(jié)晶水含量高，在燒結(jié)

25、過程中結(jié)晶水分解使礦石更易于同化，故大幅度增加其配比時(shí)，應(yīng)防止其過度熔化而使燒結(jié)料層的熱態(tài)透氣性降低。 2022/7/1963某礦石的TG-DTA曲線圖（圖中：TG熱重曲線；DTA差熱曲線；DTG差重曲線；T溫度曲線） 2022/7/1964（圖中：TG熱重曲線；DTA差熱曲線；DTG差重曲線；T溫度曲線） 某礦石的TG-DTA曲線圖2022/7/19652)脈石礦物存在狀態(tài) 不同類型的鐵礦粉在成礦過程中，由于所受的壓力、溫度及環(huán)境等其它因素的影響，鐵礦粉中各礦物的存在狀態(tài)也有很大的區(qū)別。 脈石礦物的存在狀態(tài)對(duì)燒結(jié)行為、燒結(jié)礦質(zhì)量具有非常重要的影響。例如，如果鐵礦石中的Al2O3以粘土（鋁硅酸

26、鹽）而不是以三水鋁礦的形式存在于鐵礦石中，則燒結(jié)礦的RDI可明顯改善。2022/7/1966兩種礦石的X射線衍射圖譜比較2022/7/1967某礦石中的石英礦物能譜圖某礦石中的三水鋁礦物能譜圖2022/7/1968兩種鐵礦粉的脈石礦物形貌（SEM )比較2022/7/19693)鐵礦物存在狀態(tài) 不同產(chǎn)地的鐵礦石，在含鐵礦物類型、結(jié)晶粒度、晶粒形貌、致密性等方面都有很大的區(qū)別。 如果鐵礦物的結(jié)晶粒度細(xì)小，且晶粒形貌為豆?fàn)?，則這類鐵礦石在燒結(jié)過程易于反應(yīng)；若鐵礦物的結(jié)晶粒度粗大，且晶粒形貌為柱狀，則這類鐵礦石在燒結(jié)過程不易于反應(yīng)。2022/7/1970兩種鐵礦粉的鐵礦物形貌比較2022/7/197

27、1礦石鐵礦石鐵礦物結(jié)晶粒度分布（）平均粒徑m孔隙率晶體形貌超細(xì)220mA101872-55低板狀/不均勻B46036-40低柱狀/不均勻C49429-25中片狀/均勻E-354520120低塊狀/不均勻H185527-18中絮狀/交織較多I991-3高豆?fàn)?均勻/有交織J991-2高豆?fàn)?均勻/有交織K36559-28低葉片狀/交織較多L57520-35低帶狀或條狀/不均勻M8614-8中膠體/熔融交織/均勻Q55540-40低石林狀/不均勻R255520-26低棉絮狀/不均勻不同鐵礦粉的鐵礦物特征等的比較2022/7/1972鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性，就是指鐵礦粉在燒結(jié)過程中

28、呈現(xiàn)的高溫物理化學(xué)性質(zhì)，它反映了鐵礦粉的燒結(jié)行為和作用，亦是評(píng)價(jià)鐵礦粉對(duì)燒結(jié)過程以及燒結(jié)礦質(zhì)量所作貢獻(xiàn)的基本指標(biāo)。3 鐵礦粉的高溫特性燒結(jié)過程2022/7/1973國(guó)內(nèi)外這方面的研究工作非常少。在國(guó)外為數(shù)不多的研究?jī)H限于同化性的研究。同化性是鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性的一個(gè)指標(biāo)，整體把握鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性是非常重要的。鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性主要包含以下幾個(gè)特性：同化性；液相流動(dòng)性；粘結(jié)相自身強(qiáng)度；鐵酸鈣生成能力；連晶固結(jié)特性。2022/7/1974鐵礦石的同化性概念（1）對(duì)于鐵礦石而言，表征其同化性的一個(gè)重要指標(biāo)是它與CaO反應(yīng)而生成低熔點(diǎn)液相的能力。低熔點(diǎn)液相的生成是燒結(jié)礦成礦的基礎(chǔ)，故礦石同化性

29、直接影響著燒結(jié)礦的產(chǎn)、質(zhì)量。2022/7/1975鐵礦石的同化性概念（2）若鐵礦石的同化能力過弱，一方面不利于鐵礦石粘結(jié)；另一方面會(huì)影響鐵酸鈣的形成能力；同時(shí)，易形成CaO殘余物，影響燒結(jié)礦的常溫強(qiáng)度。2022/7/1976鐵礦石的同化性概念（3）對(duì)于非均質(zhì)燒結(jié)礦而言，基于燒結(jié)礦的固結(jié)以及燒結(jié)料層的透氣性考慮，并不希望鐵礦石過分熔化，即礦石同化性并非越高越好。2022/7/1977鐵礦石的同化性概念（4）利用鐵礦石的同化特性，可以指導(dǎo)配礦。例如，若實(shí)際生產(chǎn)中未熔礦石較多，液相量不足時(shí)，則可以考慮適當(dāng)加大同化性強(qiáng)的礦石的配比；反之，則應(yīng)適當(dāng)減少同化性較強(qiáng)的礦石的配比。2022/7/1978鐵礦石

30、同化性實(shí)驗(yàn)結(jié)果2022/7/1979鐵礦石的液相流動(dòng)性概念（1）燒結(jié)礦主要是通過液相固結(jié)。因此，有效液相量對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量有重要的影響。當(dāng)燒結(jié)液相生成量和粘度適宜時(shí)，可使燒結(jié)礦形成微孔海綿狀結(jié)構(gòu)的有效固結(jié)，從而改善其強(qiáng)度和還原性。2022/7/1980鐵礦石的液相流動(dòng)性概念（2）鐵礦石的同化性是考察粘結(jié)相數(shù)量的重要指標(biāo)，但是鐵礦石同化性的強(qiáng)弱并不能完全反映有效粘結(jié)相量的多少。因?yàn)榱鲃?dòng)性很弱的液相不可能使周圍礦粉有效粘結(jié)起來。2022/7/1981鐵礦石的液相流動(dòng)性概念（3）一般來說，液相流動(dòng)性較高時(shí)，其粘結(jié)的周圍物料的范圍也較大，因而可提高燒結(jié)礦的固結(jié)強(qiáng)度。但是，粘結(jié)相流動(dòng)性也不可過大，否則會(huì)因粘

31、結(jié)層厚度變薄而使燒結(jié)礦強(qiáng)度下降。由此可見，適宜的液相流動(dòng)性才是確保燒結(jié)礦有效固結(jié)的基礎(chǔ)。2022/7/1982鐵礦石的液相流動(dòng)性概念（4）一般用粘度來衡量液相流動(dòng)性的大小，但燒結(jié)粘結(jié)相的流動(dòng)性無法用通常的粘度測(cè)定方法評(píng)價(jià)。作者開發(fā)了基于流動(dòng)面積的粘度測(cè)定法。其要點(diǎn)是：將要考察的試樣壓制成小餅，然后根據(jù)試驗(yàn)條件在高溫下焙燒，取出小餅試樣冷卻后，根據(jù)流動(dòng)后的面積來確定其流動(dòng)性。2022/7/1983鐵礦石液相流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果2022/7/1984鐵礦石的粘結(jié)相強(qiáng)度概念（1）燒結(jié)礦的固結(jié)主要是依靠粘結(jié)相對(duì)周圍核礦石的物理浸潤(rùn)、化學(xué)溶解而完成的。根據(jù)材料的破損理論可以推知，燒結(jié)礦的固結(jié)強(qiáng)度主要受3個(gè)方面

32、的影響，即： 核礦石自身強(qiáng)度； 粘結(jié)相自身強(qiáng)度； 核礦石與粘結(jié)相的結(jié)合強(qiáng)度。2022/7/1985鐵礦石的粘結(jié)相強(qiáng)度概念（2）核礦石與粘結(jié)相的結(jié)合強(qiáng)度，主要是含CaO粘附粉所產(chǎn)生的粘結(jié)相與核礦石作用的結(jié)果。若相互間的物理浸潤(rùn)性強(qiáng)，則彼此的結(jié)合強(qiáng)度就高；若相互間的化學(xué)反應(yīng)性好，則在其接合部易形成化合物，從而可獲得比物理粘附力更高的化學(xué)結(jié)合強(qiáng)度。2022/7/1986鐵礦石的粘結(jié)相強(qiáng)度概念（3）一般情況下，核礦石的自身強(qiáng)度較高，它不是燒結(jié)礦固結(jié)強(qiáng)度的限制性因素。通常粘結(jié)相的自身強(qiáng)度較核礦石弱，它是影響燒結(jié)礦固結(jié)強(qiáng)度的重要因素。2022/7/1987鐵礦石的粘結(jié)相強(qiáng)度概念（4）通常，粘結(jié)相的自身強(qiáng)度

33、可以用其壓潰強(qiáng)度來表征，亦可通過微觀特性方面的礦物斷裂韌性測(cè)定。粘結(jié)相的自身強(qiáng)度越高，鐵礦石的固結(jié)特性就越好。2022/7/1988鐵礦石的粘結(jié)相強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果2022/7/1989鐵礦石的SFCA生成性概念(1)作為粘結(jié)相礦物組成之一的鐵酸鈣，與所有的其它粘結(jié)相礦物相比，既具有較高強(qiáng)度又有較好還原性。所以受到人們的普遍重視。2022/7/1990鐵礦石的SFCA生成性概念(2)燒結(jié)礦中SFCA的形成起源于礦石中的鐵氧化物與CaO的反應(yīng)。礦石與CaO的反應(yīng)能力強(qiáng)時(shí)，燒結(jié)礦的粘結(jié)相中SFCA的含量就高。2022/7/1991鐵礦石的SFCA生成性概念(3)以往只是在燒結(jié)工藝上，通過低溫?zé)Y(jié)和提高燒

34、結(jié)礦堿度的方法，發(fā)展燒結(jié)礦中的鐵酸鈣物相。但是，我們認(rèn)為：鐵礦粉的種類對(duì)燒結(jié)礦中的鐵酸鈣物相的生成是有重要影響的。2022/7/1992鐵礦石的鐵酸鈣生成性實(shí)驗(yàn)結(jié)果2022/7/1993鐵礦石的連晶能力概念鐵礦石產(chǎn)生連晶的能力反映了鐵礦石的固相固結(jié)能力。燒結(jié)生產(chǎn)過程中，在部分區(qū)域，燒結(jié)礦有可能通過產(chǎn)生連晶的方式來獲得強(qiáng)度，特別是對(duì)非均質(zhì)燒結(jié)礦而言，這一現(xiàn)象更明顯。鐵礦石自身產(chǎn)生連晶的能力是影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的一個(gè)因素。2022/7/1994鐵礦石連晶能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果2022/7/1995由于鐵礦石自身性質(zhì)的影響，各種鐵礦石在燒結(jié)過程中的高溫行為和作用有明顯差異，這是用傳統(tǒng)的常溫性能評(píng)價(jià)方法所無法認(rèn)識(shí)的

35、。因此，在燒結(jié)配礦以及燒結(jié)過程中必須予以重視。2022/7/1996燒 結(jié) 優(yōu) 化 配 礦 原 理 1 鐵礦粉的自身特性各不相同。 2 鐵礦粉的燒結(jié)行為亦有差別。 3 鐵礦粉的自身特性可以互補(bǔ)。 4 調(diào)整混合料的燒結(jié)特性有利于優(yōu)化燒結(jié)過程。2022/7/1997鐵礦粉使用技術(shù)要點(diǎn)世界上不存在十全十美的燒結(jié)用鐵礦石，也沒有無法使用的商品礦。關(guān)鍵是掌握它的使用技術(shù)。2022/7/1998鐵礦粉是一種特殊的商品，它不同于設(shè)備的備品備件，其購(gòu)買和使用需要技術(shù)的支撐。2022/7/1999掌握鐵礦石使用技術(shù)的關(guān)鍵是：明確各種鐵礦石的自身特性，并從互補(bǔ)性出發(fā)考量搭配問題。2022/7/19100與人的性格等類似，鐵礦石也存在自身