进口铁矿粉的烧结性能详解

2019年第5期2018年柳钢进口铁矿石用量首次超过90%。

进口铁矿石的性能直接影响到烧结矿、球团矿的品质，进而影响铁前系统生产的稳定顺行。

本文对2018年进口铁矿石的矿物来源、物理特征和化学成分等进行全面分析，可望为烧结厂的优化配矿提供参考。

铁矿石来源及物理特征（一）烧结粉矿（1）柳钢烧结粉矿的主要矿种包括澳大利亚粉矿、巴西粉矿、南非粉矿和毛里塔尼亚粉矿，烧结配比分别为：20%～40%、25%～45%、8%～15%和5%～15%。

澳大利亚粉矿主要是金布巴粉和纽曼粉，都产于西澳大利亚的皮尔巴拉地区。

巴西粉矿主要由BRBF 粉、SSFG 粉和IOC6粉组成，其中BRBF 混合粉是由卡拉加斯铁矿生产的卡粉与巴西高硅粗粉混合而成。

SS-FG 粉称为巴西南部标准烧结粉，是巴西南部矿区生产的混合矿粉。

IOC6粉是巴西国有黑色金属公司生产的混合粉。

南非粉矿为南非库博标准粉，产于南非北开普省的石山铁矿和林玻玻省的塔巴钦比铁矿，由库博矿业有限公司生产。

毛里塔尼亚粉矿为TZFC 粉，产于毛里塔尼亚西北部的祖埃拉特地区，由毛里塔尼亚国家矿业公司生产。

一般来说，南非粉、金布巴粉和纽曼粉都是单一原矿破碎得到，矿物成分比较稳定。

而BRBF 粉、SSFG 粉、IOC6粉和TZFC 粉属于混合矿，矿物成分波动范围较大。

（2）各进口粉矿的矿型、水分和矿石粒径（＜1mm ）比例等物理特征见表1。

巴西矿中SSFG 粉和IOC6粉的水分质量分数比较高，分别为8.83%和8.86%；BRBF 混合粉、纽曼粉和金布巴粉的水分质量分数比较接近，在7.50%～7.85%；毛粉和南非粉的水分质量分数比较低，均维持在3.0%左右。

此外，TZFC 粉的粒度最小，其粒径在<1mm 矿粉占比达到60.03%；南非矿粉粒度最大，其<1mm 矿粉只占13.46%；而巴西粉矿和澳大利亚粉矿的粒径大体相当，其粒径<1mm 矿粉约占50.0%。

第46卷　第9期　2011年9月钢铁Iron and Steel　Vo l .46,N o .9September 2011铁矿粉的烧结特性及优化配矿试验研究苏步新,　张建良,　常　健,　王广伟,　王春龙,　车晓梅(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083)摘　要:以来自澳大利亚、巴西、印度、南非以及中国的6种烧结铁矿粉作为考察对象,分别研究其化学成分、粒度组成、颗粒形貌和气孔率,并对其同化性、液相流动性、黏结相自身强度和铁酸钙生成特性等高温烧结特性进行试验测定和因素考察。

在该研究基础上,提出基于铁矿粉配矿特性互补配矿原则,设计了6组优化配矿方案,对混合矿进行特性研究,且烧结杯试验结果显示获得较好的烧结经济技术指标。

关键词:铁矿石;烧结;特性;配矿文献标志码:A 文章编号:0449-749X (2011)09-0022-07Sintering Characteristics of Iron Ores and ExperimentStudy on Optimizing Ore -BlendingSU Bu -xin ,　ZH ANG Jian -liang ,　CH ANG Jian ,WA NG G uang -w ei ,　WANG Chun -lo ng ,　CH E Xiao -mei(Schoo l o f M etallurgical and Ecolog ical Enginee ring ,U niver sity o f Science andT echnology Beijing ,Beijing 100083,China )A bstract :T aking the six kinds of iro n o res fro m Austra lia ,Br azil ,India ,So uth A frica and China as the o bjects ,T he chemical co mpo sitio ns ,size distribution ,the pat te rn and po rosity of the selec ted iro n o res were inv estiga ted respec -tively ,w hose high temperature sintering characteristics such a s assimilability ,fluidity of liquid phase ,self -intensity of adher e phase ,calcium fer rite ge nera ted cha racteristics w ere evalua ted and analyzed .A nd then six schemes of ir on ore blending w ere pre sented and char acte ristic of mixed ore we re r esear ched o n the basis of the complementary ac tion of assimilatio n .T hroug h sinte r po t test ,the better sintering economic and technical nor ms w ere o btained .Key words :iro n o re ;sinte ring ;cha racteristic ;o reblending基金项目:国家科技支撑计划项目资助项目(2008BAB32B05)作者简介:苏步新(1985—),男,博士生; E -mail :subu xin2005@ ; 收稿日期:2010-12-08 随着中国经济的发展和工业化程度的提高,近年铁矿石供应日趋紧张。

进口铁矿石种类目前世界范围内,主流矿有广义与狭义之分,狭义上,主流矿指的就是钢厂最常用的MNP,即麦克粉,纽曼粉与PB粉;广义上,就是指年产量最大的四大矿山出产的铁矿石。

力拓(Rio Tinto)(1)PB粉、块PB粉与块就是全世界最主流的矿种,基本所有大型钢厂都在使用,且PB粉也就是普氏指数的模板矿,一般价格比指数贵1美金左右。

PB粉的品位在61、5%左右,部分褐铁矿,烧结性能较好;块的品位在62、5%左右,属褐铁矿,还原性好,热强度一般。

PB粉与块可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿与西安吉拉斯矿等矿山的粉矿混匀成。

2、罗布河粉、块罗布河粉与块品位在57、5%左右,褐铁矿,铁品位低、SiO2与Al2O3含量高、烧损高,但就是价格相对便宜。

罗布河矿粉含3％-5％的复合水,这会导致高燃料率及低生产率;烧结性能不好,但其烧结矿的冶炼性能很好。

3、大杨迪粉力拓杨迪粉(大杨迪),品位为58、6%,目前,必与必拓的杨迪粉(小杨迪)市场流通性比较大,一般我们常见的就是必与必拓的小杨迪。

必与必拓1、纽曼粉、块矿纽曼粉、块矿产于澳大利亚的东皮尔巴拉的纽曼山矿,属赤铁矿,烧结性能较好,粉的品位在62、5%左右,块的品位在65%左右。

纽曼粉烧结性能较好,可以提高烧结矿强度、降低燃耗都比较有利,纽曼粉化学成分也相对稳定,其二氧化硅较低,微量元素较少,但三氧化二铝与磷较高,一般需要搭配低铝的品种,如PB粉、麦克粉、巴粗等,生产铸管的钢厂不宜使用纽曼粉。

2、麦克粉麦克粉的品位在61、5%左右,目前供给中国市场多为58%左右的品位,部分属褐铁矿,烧结性能较好,含有5%左右的结晶水,炼铁时烧损较高,随其配比加大,烧结矿的烧成率逐步下降。

经钢厂研究,麦克粉配比在15%-20%时烧结矿小于5mm级水平较低,配比为20%的烧结成品率最高。

3、小杨迪粉小杨迪粉品位在58%左右,铝含量低,其她有害元素也比较低,成分很稳定、波动小,就是澳矿系列中低铝的品种,小杨迪粉结晶水较高,混合制料所需水分要求较高,因其结构疏松,烧结同化性与反应性较好,因此可部分替代纽曼山粉矿或巴西粉矿,钢厂普遍使用配比在10-20%之间4、金布巴粉金布巴粉属于中品位澳大利亚褐铁矿,该铁矿磷含量较其她的主流澳粉均高,达到0、12%,Al2O3也偏高,约2、6%左右。

澳大利亚新型进口矿粉烧结性能实验研究摘要摘要近年我国钢铁产量的大幅度增长，对铁矿石的需求量迅猛增加，但是，铁矿石价格连续大幅上涨，带来高昂的烧结矿成本和铁水成本。

钢厂烧结投产以来，烧结矿产量及成本压力一直较大。

本文结合钢厂烧结现有的原料条件，在实验室进行了利用澳大利亚进口的新型铁矿粉A矿粉烧结杯试验，烧结杯试验结果表明：（1）A矿粉满足钢厂烧结厂目前在碱度R=2.0、MgO≥2.5%条件下的烧结生产要求，烧结过程中加入一定量的A矿粉可以在一定程度上改善烧结矿的综合性能指标。

（2）烧结过程中配加5%~15%的A矿粉时烧结矿的冶金性能指标可以保持在较为理想的水平；（3）烧结过程配加A矿粉后烧结矿的显微结构发生变化，矿相中还原性能优良的铁酸钙比例增加。

关键词：烧结杯试验；显微结构；冶金性能ABSTRACTABSTRACTIn recent years, wit h the gro wth o f C h ina's steel p ro d uctio n,sub stant ial gro wth in demand fo r iro n o re increased ra p id ly,b ut the co ntinued sharp rise in iro n o re prices, resulted in h ig h co sts o f the sinter in g and the mo lten iro n ore. S ince Q in gGan g sintering p lant p ut into pro d uctio n, o utp ut and co st pressures have b een s ig n ificant. In th is pap er,the lab o rato ry test o f A iro n o re as o ne o f iro n o re fines was co nd ucted in the sinter p o t o n the co nd it io ns o f the ex ist in g raw materia ls in Q in gGang.Exp erimenta l results sho w that :（1）A mineral p o wd er meet prod uct io n req u irements o f Q in gd ao steelp lant when it is und er the co nd it io ns o f R=2.0、MgO≥2.5% ，ad d ing so me A mineral po wder can help imp ro ve the sinter co mp rehens ive Eex to a certain extent in s inter p ro cess.（2）The sinter perfo rmance Eex can maintain a id eal leve l when5%~15% A mineral p o wder were add ed to in p rocess.（3）The microstructure o f sinter mixt ure changed and the calciu m ferrite wh ich have excellent red uctio n pro perty increased in the p rop o rtio n when A mineral po wder were add ed to .Keywords: S inter p o t test；Micro structure；Metallurg y perfo rma nce目录摘要 (I)AB ST RA CT (II)1 文献综述.................................................... - 1 -1.1铁矿石资源的现状. (1)1.1.1国内铁矿石资源现状................................... - 1 -1.1.2国外铁矿石资源现状................................... - 3 -1.2铁矿粉烧结的理论分析 (3)1.2.1烧结成矿机理......................................... - 3 -1.2.2烧结矿的矿物组成与结构及其对质量的影响 ............. - 5 -1.3烧结工艺的发展及意义 (6)1.4我国烧结生产的现状 (8)1.5高品质烧结矿生产工艺分析 (12)1.5.1优化配矿............................................ - 12 -1.5.2小球烧结............................................ - 13 -1.5.3热风烧结............................................ - 13 -1.5.4低温烧结............................................ - 14 -1.5.5厚料层烧结.......................................... - 14 -1.5.6高碱度烧结.......................................... - 16 -1.5.7 硅含量对烧结矿质量的影响........................... - 16 -2 A矿粉烧结实验研究........................................ - 18 -2.1实验方法及实验设备. (18)2.1.1 实验方法............................................ - 18 -2.1.2实验流程............................................ - 22 -2.1.3 实验设备............................................ - 22 -2.2实验用原燃料性能分析.. (24)2.2.1实验用原燃料成分分析................................ - 24 -2.2.2实验用原燃料粒度分析................................ - 24 -2.3 实验方案设计........................................... - 25 -3 烧结杯实验结果与分析 ...................................... - 27 -3.1基础实验研究 . (27)3.2A取代D实验结果与分析 (27)3.3A取代C实验结果与分析 (29)3.4A取代B实验结果与分析 (30)3.5A取代E实验结果与分析 (31)3.6A部分取代进口粉矿实验结果与分析 (32)3.7不同M G O含量条件下使用A粉矿实验结果与分析 (33)3.8烧结杯优化实验研究 (34)3.9烧结过程其它指标检测 (35)3.10烧结矿冶金性能指标测试 (38)3.11烧结矿微观结果检测 (39)4 结论 ....................................................... - 43 -参考文献..................................................... - 44 -1文献综述1 文献综述1.1 铁矿石资源的现状1.1.1国内铁矿石资源现状我国的铁矿石资源比较丰富，目前我国累计探明的铁矿石储量达531亿吨，保有储量为501亿吨。

目前主流外矿粉的品种及特性The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020进口铁矿石种类目前世界范围内，主流矿有广义和狭义之分，狭义上，主流矿指的是钢厂最常用的MNP，即麦克粉，纽曼粉和PB粉；广义上，是指年产量最大的四大矿山出产的铁矿石。

力拓（Rio Tinto）（1）PB粉、块PB粉和块是全世界最主流的矿种，基本所有大型钢厂都在使用，且PB粉也是普氏指数的模板矿，一般价格比指数贵1美金左右。

PB粉的品位在%左右，部分褐铁矿，烧结性能较好；块的品位在%左右，属褐铁矿，还原性好，热强度一般。

PB粉和块可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿和西安吉拉斯矿等矿山的粉矿混匀成。

2、罗布河粉、块罗布河粉和块品位在%左右，褐铁矿，铁品位低、SiO2与Al2O3含量高、烧损高，但是价格相对便宜。

罗布河矿粉含3％-5％的复合水，这会导致高燃料率及低生产率；烧结性能不好，但其烧结矿的冶炼性能很好。

3、大杨迪粉力拓杨迪粉(大杨迪)，品位为%，目前，必和必拓的杨迪粉（小杨迪）市场流通性比较大，一般我们常见的是必和必拓的小杨迪。

必和必拓1、纽曼粉、块矿纽曼粉、块矿产于澳大利亚的东皮尔巴拉的纽曼山矿，属赤铁矿，烧结性能较好，粉的品位在%左右，块的品位在65%左右。

纽曼粉烧结性能较好，可以提高烧结矿强度、降低燃耗都比较有利，纽曼粉化学成分也相对稳定，其二氧化硅较低，微量元素较少，但三氧化二铝和磷较高，一般需要搭配低铝的品种，如PB粉、麦克粉、巴粗等，生产铸管的钢厂不宜使用纽曼粉。

2、麦克粉麦克粉的品位在%左右，目前供给中国市场多为58%左右的品位，部分属褐铁矿，烧结性能较好，含有5%左右的结晶水，炼铁时烧损较高，随其配比加大，烧结矿的烧成率逐步下降。

经钢厂研究，麦克粉配比在15%-20%时烧结矿小于5mm级水平较低，配比为20%的烧结成品率最高。

⽬前主流外矿粉的品种及特性⽬前主流外矿粉的品种及特性The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020进⼝铁矿⽯种类⽬前世界范围内，主流矿有⼴义和狭义之分，狭义上，主流矿指的是钢⼚最常⽤的MNP，即麦克粉，纽曼粉和PB粉；⼴义上，是指年产量最⼤的四⼤矿⼭出产的铁矿⽯。

⼒拓（Rio Tinto）（1）PB粉、块PB粉和块是全世界最主流的矿种，基本所有⼤型钢⼚都在使⽤，且PB粉也是普⽒指数的模板矿，⼀般价格⽐指数贵1美⾦左右。

PB粉的品位在%左右，部分褐铁矿，烧结性能较好；块的品位在%左右，属褐铁矿，还原性好，热强度⼀般。

PB粉和块可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿和西安吉拉斯矿等矿⼭的粉矿混匀成。

2、罗布河粉、块罗布河粉和块品位在%左右，褐铁矿，铁品位低、SiO2与Al2O3含量⾼、烧损⾼，但是价格相对便宜。

罗布河矿粉含3％-5％的复合⽔，这会导致⾼燃料率及低⽣产率；烧结性能不好，但其烧结矿的冶炼性能很好。

3、⼤杨迪粉⼒拓杨迪粉(⼤杨迪)，品位为%，⽬前，必和必拓的杨迪粉（⼩杨迪）市场流通性⽐较⼤，⼀般我们常见的是必和必拓的⼩杨迪。

必和必拓1、纽曼粉、块矿纽曼粉、块矿产于澳⼤利亚的东⽪尔巴拉的纽曼⼭矿，属⾚铁矿，烧结性能较好，粉的品位在%左右，块的品位在65%左右。

纽曼粉烧结性能较好，可以提⾼烧结矿强度、降低燃耗都⽐较有利，纽曼粉化学成分也相对稳定，其⼆氧化硅较低，微量元素较少，但三氧化⼆铝和磷较⾼，⼀般需要搭配低铝的品种，如PB粉、麦克粉、巴粗等，⽣产铸管的钢⼚不宜使⽤纽曼粉。

2、麦克粉麦克粉的品位在%左右，⽬前供给中国市场多为58%左右的品位，部分属褐铁矿，烧结性能较好，含有5%左右的结晶⽔，炼铁时烧损较⾼，随其配⽐加⼤，烧结矿的烧成率逐步下降。

经钢⼚研究，麦克粉配⽐在15%-20%时烧结矿⼩于5mm级⽔平较低，配⽐为20%的烧结成品率最⾼。