碱度对烧结矿软熔性能的影响

烧结矿碱度对综合炉料交互反应的影响摘要：以不同碱度的烧结矿及烧结矿与块矿的混合矿为研究对象，利用荷重软化熔滴装置，考察了烧结矿碱度对综合炉料软熔性能及不同炉料间交互作用的影响. 研究发现：随着烧结矿碱度增加，炉料结构中块矿的质量配加比例提高，炉料间的交互作用增强，主要表现为综合炉料软化开始温度及熔融开始温度降低，混合炉料的透气性得到改善。

炉料结构的变化使矿物间的交互反应随着烧结矿碱度的提高而增强，进而导致液相成分发生改变，降低了初渣物相熔点，而烧结矿碱度过高时会恶化料柱的透气性. 同时通过扫描电子显微镜−能量色散谱仪(SEM−EDS)及X射线衍射(XRD)精修表征整个还原过程烧结矿物相变化，渣相中主要物相为浮氏体和硅酸钙，随着烧结矿碱度增加，在不同断点2CaO·SiO2的含量呈现降低趋势，表明烧结矿还原过程生成的高熔点物相随之降低，综合炉料的液相生成温度随之降低，炉料间交互作用增强. 因此，适当提高烧结矿碱度，提高块矿入炉的质量配比，利于高炉的强化冶炼。

关键词：烧结矿；块矿；综合炉料；交互作用；冶金性能引言我国高炉使用的含铁炉料为高碱度烧结矿搭配球团矿和天然块矿。

烧结矿、球团矿和天然块矿3种含铁炉料由于生产方式、化学成分和组成结构等的不同，冶金性能特别是软熔性能有较大的差别。

高碱度烧结矿荷重软化温度高、难以滴落，而块矿软化、熔滴温度却相对较低，且软熔区间较宽.搭配后的综合炉料既可避免酸性炉料软化温度过低，软化区间过宽的弱点，同时可以克服烧结矿因碱度过高难熔不能滴落的缺点P。

但是传统的炼铁理论存在不少未解决的问题.例如综合炉料的软熔性能与单一炉料的软熔性能之间的关系以及是否可以根据单一含铁炉料的软熔性能来推断综合炉料的软熔性能。

若各种单一炉料在高炉内不是简单的物理混合而存在交互反应，综合炉料的软熔性能则不能根据单一炉料的软熔性能来推断.这是因为含铁炉料之间如果发生交互反应的话，则必有新相的出现，从而改变了炉料的脉石组成.而含铁炉料的脉石组成变化和分布对含铁炉料的冶金性能有重大的影响P。

碱金属对原燃料的影响1恶化焦炭冶金性能。

碱金属首先吸附在焦炭的气孔，而后逐渐向焦炭内部的基质扩散，随着焦炭在碱蒸汽内暴露时间的延长，碱金属的吸附量逐渐增多。

向焦炭基质部分扩散的碱金属会侵蚀到石墨晶体内部，破坏了原有的层状结构，产生层间化合物。

当生成层间化合物时，会产生比较大的体积膨胀，导致焦炭强度下降，块度减小，产生较多碎焦和粉末。

不同碱量条件下测定的焦炭反应性及反应后强度结果表明，加入钾、钠浓度增加后，焦炭的反应性增加，而且钾、钠浓度越高，反应性越大。

这说明钾、钠对焦炭的碳溶反应起正催化作用，而且钾的催化作用高于钠。

有关资料测定表明焦炭含K2O量每增加1％，反应性增加8％，焦炭反应后强度降低9.2％。

同时，高炉冶炼统计表明，碱负荷每增加1kg/t,焦比平均上升18.75kg/t。

2碱金属对烧结矿的影响2.1碱金属对还原性的影响烧结矿的还原度均随烧结矿含碱量（K2O）的增高而提高，但随着含碱量的进一步增加，烧结矿的还原度提高幅度较小。

碱金属能促进烧结矿还原的原因：一是碱金属对还原反应的催化作用，二是碱金属能增加烧结矿的气孔率。

.2.2碱金属对还原粉化率的影响碱金属使烧结矿中温还原粉化率倍增的原因是：一是在还原过程中，碱金属会进入氧化铁的晶格。

当还原到FeO时，碱金属大量进入FeO晶格，由于碱金属对还原反应的催化作用，使该区域的金属铁晶体生长较快，在相界面上产生应力，当应力积累到一定程度，便产生大量的裂纹，导致粉化率升高；二是在还原过程中会发生含钾矿物中钾元素的迁出与再集中，迁出的钾（或游离的钾）与硅铝等元素结合，生成钾铝硅酸盐，由于析晶困难，往往形成一些超显微的结晶，晶化愈强，结构也会更加疏松。

2.3碱金属对烧结矿软熔性能的影响烧结矿少量碱金属可以提高烧结矿的软熔温度，使软熔带下移，但是碱金属含量过多时，会使软熔带温度区间变宽而不利于高炉冶炼。

3碱金属对球团矿的影响碱金属是球团矿产生异常膨胀的重要原因。

不同碱度对烧结矿冶金性能的影响摘要：在龙钢公司3#配比基础上,保持FeO在9.5±0.5范围内，通过碱度的变化，对烧结矿低温粉化指数、高温还原指数等方面进行研究。

低温粉化率在2.1±0.05左右最佳，高温还原率在2.0±0.05最佳。

综合评定当FeO稳定在9.5±0.5，碱度在2.0±0.05时烧结矿冶金性能最好。

关键词：碱度低温粉化高温还原冶金性能1前言近年来随着内外的试验研究及现有的烧结规律研究表明，当碱度升高达到一定值时，其冶金性能达到最好状态，当碱度再次升高时，其冶金性能状态有所下滑。

近年来，随着烧结技术的提升，对生产质量的要求也越来越高，合适的碱度变化成为烧结研究的主要问题。

本文主要研究碱度含量对烧结矿冶金性能的影响，通过合理的控制碱度来降低成本，稳定烧结矿质量，进而保证高炉的顺利运行，从而为公司降本增产提供有利的指导性参考。

2实验原料主要原料包括超特、巴混、纽曼及生灰、返矿、固体燃料等。

实验原料均取自烧结原料现场，所有原料均科学随机取样并且一次性取够八次实验所需的样。

实验原料化学成分见表1。

3实验方法与方案3.1实验方法实验参数混合料水分为7.0±0.2%，烧结杯为Ø300X1000mm，混合料质量为110kg，混合时间为300s，烧结料层厚度为800mm，烧结点火温度为1200℃，点火时间为30s，烧结点火负压为12KPa，铺地料5kg。

实验将烧结废气开始下降定为烧结终点，采用人工布料，烧结过程用计算机控制。

3.2试验方案设计五组烧结杯试验，其中FeO均控制为9.5±0.5，碱度含量分别为2.1±0.05，2.0±0.05，1.9±0.05，1.8±0.05，1.7±0.05，分别对应方案1-5，对烧结矿冶金性能进行研究；表1 含铁原料化学成分/%名称烧损率TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3矿1956.45.88.08.083.2矿23.9662.6.724.62.02.061.58矿35.6154.4.489.25.09.13.6矿44.5462.454.19.09.162.32矿5505002A.499.6.11.03.09.87矿B 2.559.85.5.34.22.59矿C -1.0963.226.623.44.434.11.08矿D 1.661.68.65.61.14.761.1矿E 7.0559.7.434.49.02.052.4矿F-1.862.7255.26.873.87.75矿G-1.8463.124.311.07.55.341.64表2 烧结矿主要成分/% 表3低温还原粉化、还原度指数/%实验方TFe%FeO%SiO2%CaO%MgO%Al2O3%案方案155.019.045.3411.122.002.18方案255.699.485.2910.471.822.04方案355.139.285.4510.561.852.18方案455.809.725.369.501.772.08方案556.329.095.209.111.712.186.3mm% 3.15mm%5mm%I%方案144.172.037.6961.332.08方案237.9770.836.4675.901.98方案337.5668.338.4673.061.94方案429.1165.78.7174.061.77方案536.7166.875.4571.861.754 试验结果分析4.1 碱度与低温粉化指数的关系图1碱度与低温粉化指数的关系图2碱度与高温还原指数关系图由表3和图1可看知，以1.75为基准，碱度提高到1.77时RDI+3.15从66.87%降到 65.7%，降低了1.17%主要原因是由于碱度的增加，SiO2的含量相对较低，作为粘结相的硅酸盐的含量相对较低，妨碍了铁矿石内部间的连晶作用，致使烧结矿抗膨胀粉化能力减弱，进而使烧结矿低温粉化指数降低；当碱度增加到2.08时，低温粉化指数RDI+3.15增加到72.03%，主要是因为碱度的增加，使铁酸钙和硅酸盐都增加，铁酸钙和硅酸盐相结合抑制了低温还原过程中体积的膨胀，进而使粉化指数显著提高；当碱度在2.1左右出现最大值，烧结矿碱度与低温还原粉化指数在部分区域内呈明显的增长关系。

不同碱度与配矿结构对球团矿性能的影响来源：本站作者：匿名发布：2010-5-18修改：2010-5-18隶属：炼铁技术资料点击：5蒋大军林千谷何木光向绍红何群(攀枝花钢铁公司炼铁厂攀枝花钢铁研究院)摘要根据攀钢资源状况，高炉球团矿比例可能达到38％以上，烧结矿碱度将达到2．8以上，对烧结矿质量影响极大，对此进行了不同配矿结构与提高球团碱度的实验室试验，球团碱度为0．4，0．6，0．8，“钒钛精矿+普通精矿”与“全钒钛精矿”两种方案分别做平行试验，试验结果表明钒钛精矿+普通精矿或全钒钛矿精矿，不用膨润土，用消石灰为添加剂能生产满意的碱性球团，为目前单一酸性球团的生产方式开辟了新途径。

试验表明碱度为0．4、0．6的碱性球团生球性能可满足焙烧要求，在优化焙烧制度下成品球抗压强度、还原膨胀指数、冶金性能良好，均能满足高炉冶炼需要。

生产碱性球团为降低烧结矿超高碱度，提高烧结矿质量创造了条件。

关键词钒钛球团／碱性球团／碱度／焙烧制度／配矿结构／生球性能／抗压强度／冶金性能1前言熔剂性球团矿也叫碱性球团矿，按照美国钢铁协会20世纪60年代的实验标准，碱度高于0．6才能称为熔剂性球团或碱性球团。

日本是最早开始从酸性球团转向添加石灰石生产熔剂性球团的国家，造球前向铁精矿中添加CaO或MgO的细粒物料(例如石灰石或白云石)，对改善球团矿的物理性能和冶金性能起到重要作用。

熔剂性球团在国内首钢、包钢、鞍钢、杭钢、重钢等已有成功的运用，球团碱度在0．4~1．2之间，球团还原性与还原膨胀性能均得到改善。

酸性球团矿的冷态强度、低温还原粉化性、低中温还原性有优势，但由于其还原膨胀指数较高，高温存在还原停滞现象，高温还原性较差，熔剂性球团可克服酸性球团的部分缺陷。

根据攀钢资源状况，高炉酸性球团矿比例可达到38％以上，烧结矿碱度将达到2．8以上，对烧结矿质量影响极大。

烧结生产表明，当烧结碱度超过2．4时，烧结矿成品粒级细化，强度变差。

有害元素对高炉操作的影响1有害元素在高炉中的行为1.1碱金属危害机理碱金属主要来源于铁矿石、焦炭等物质，碱金属常以复杂硅酸盐的形式存在于各种矿石中，这些复杂化合物在常规的烧结过程中去除很少。

在高炉的中、上部，以复杂硅酸盐形式进入高炉的碱金属是很稳定的，当它随炉料下降到高炉下部高温区后，能按式(1)和式(2)进行还原，生成K 、Na [1]。

)()(2232g CO SiO g K C SiO K ++→+ (1))()(2232g CO SiO g Na C SiO Na ++=+(2)式(1)还原温度大于1550℃；式(2)还原温度大于1700℃。

由于煤气的高速运动，反应不能达到平衡，只有小部分碱金属硅酸盐参加反应，生成的碱蒸气随着煤气流向上运动。

在高温区产生的碱蒸气离开风口区后，能按式(3)至式(5)反应生成氰化物蒸气随煤气流上升。

)(2)(2)(22g KCN g N C g K →++ (3))(2)(2)(22g NaCN g N C g Na →++ (4) CON CO K COg KCN 54)(22322++→+ (5)夹杂着碱蒸气、碱金属氰化物及碳酸盐的高炉煤气流，在上升过程中与高炉料柱和内衬充分接触，其碱金属一部分被焦炭吸收，一部分沉积于耐火材料上，一部分随煤气排出炉外，炉料中大部分未还原的碱金属以硅酸盐形式随高炉渣排出[2]。

被焦炭吸收和黏附在炉料上的碱金属及其化合物，随炉料下降到高炉高温区后又将挥发而重新进入煤气流中，这样导致碱金属的循环往复，最终出现碱金属的富集，进而影响高炉冶炼的正常进行。

锌是与含铁矿物在矿石中共存的元素，在天然矿石中锌的含量是微量的。

入炉后分解成为氧化物ZnO ，随炉料下降，在CO/CO2=l ～5的条件下，于100℃以上的高温区还原成Zn 。

Zn 的沸点为907℃，蒸发进入煤气，升至高炉中上部又被氧化成ZnO ，一部分随煤气逸出，另一部分黏附在炉料上，又下降而被还原、汽化，形成循环。

第45卷　第7期　2010年7月钢铁Iron and Steel　Vol.45,No.7J uly 2010碱度对热压含碳球团软熔滴落性能的影响储满生1,　柳政根1,　王兆才1,　付　磊2,　李壮年1(1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;　2.中冶东方工程技术有限公司,内蒙古包头014010)摘　要:热压含碳球团是一种利用煤的热塑性提高冶金性能的新型炼铁原料,具有还原速度快、高温强度高、原料适应性强等优点。

在固定碳氧比n (FC )/n (O )为1.00的条件下,通过改变热压含碳球团碱度,系统研究了碱度对热压含碳球团软熔滴落性能的影响。

研究表明:碱度对软化区间、熔化区间、滴落率等软熔滴落性能参数有显著的影响。

随着碱度的增加,软化区间t 402t 4先变窄后加宽,在碱度为1.40时最窄,降至331℃;熔化区间t D 2t S 先缓慢变窄后急剧加宽,在碱度为1.00时最窄,降至47℃;滴落率先增加后降低,在碱度为1.20时滴落率最高,达到22122%。

从软熔滴落性能角度综合考虑,实际生产热压含碳球团时其适宜的碱度范围为1.00～1.20。

关键词:炼铁原料;热压含碳球团;软熔滴落性能;碱度中图分类号:TF046.6 文献标志码:A 文章编号:04492749X (2010)0720008205E ffects of B asicity on Softening 2Dripping Properties ofC arbon Composite Iron Ore H ot B riquetteC HU Man 2sheng 1,　L IU Zheng 2gen 1,　WAN G Zhao 2cai 1,　FU Lei 2,　L I Zhuang 2nian 1(1.School of Materials and Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110819,Liaoning ,China ;2.BERIS Engineering and Research Corporation ,Baotou 014010,Nei Monggol ,China )Abstract :As a new type of iron 2making materials ,carbon composite iron ore hot briquette (CCB )effectively utilizes the thermal plasticity of coal to enhance the metallurgical properties ,owing to the following merits ,such as fast re 2duction rate ,excellent high temperature strength ,and wide adaptability to raw materials.Effects of basicity on sof 2tening 2dripping properties of CCB were researched systemically and theoretically ,with the carbon ratio 1.00.The results show that the basicity affects greatly on the softening 2dripping parameters ,such as softening zone ,melting zone ,and dripping ratio.With the increasing basicity ,the softening zone t 402t 4tends to narrowing then widening ,and becomes the narrowest (331℃)at the basicity 1.40.The melting zone t D 2t S also tends to narrowing then wide 2ning ,and becomes the narrowest (47℃)at the basicity 1.00.The dripping ratio tends to increasing then decreasing ,which comes up to its highest value (22.22%)at the basicity 1.20.Taking account of the softening 2dripping prop 2erties comprehensively ,the basicity appropriate to actual production of CCB should be set around 1.20.K ey w ords :iron 2making raw material ;carbon composite iron ore hot briquette (CCB );softening 2dripping property ;basicity基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2008AA03Z102)作者简介:储满生(1973—),男,博士,教授; E 2m ail :chums @ ; 收稿日期:2009209204 高炉炼铁是炼铁生产的主体,经过长时期的发展,它的技术已经非常成熟。

影响烧结矿强度的因素分析及其改善举措许满兴罗玉强（北京科技大学山西建邦集团有限公司）摘要本文论述了烧结矿强度的重要价值、影响烧结矿强度的因素分析及提高烧结矿强度的技术举措关键词烧结矿强度影响因素技术举措1.前言烧结矿强度是烧结矿质量的重要指标之一，由于烧结矿强度（包括低温还原强度）是影响高炉上部顺行的限制性环节，故烧结矿强度是高炉炼铁对烧结矿质量的一项重要要求。

且不同容积级别的高炉对烧结矿强度的要求不同，高炉有效容积越大，对烧结矿的强度指标要求越高。

众所周知，烧结过程是一个及其复杂的物理化学变化过程，影响烧结矿强度的因素是多方面的，有矿种及烧结基础特性的影响、矿粉粒度组成和表面形态的影响、碱度及化学成分的因素，燃料和熔剂质量及粒度的影响、返矿粒度及数量的影响、料层厚度、配C配水、混合料透气性等烧结主要工艺参数的影响、矿物组成对强度的影响等等。

正因为影响烧结矿强度的因素有如此之多，要改善和提高烧结矿强度的技术措施也必然是多方面的、全方位的。

2.影响烧结矿强度的因素分析2.1 矿种及铁矿粉基础特性对烧结矿强度的影响用于烧结生产的铁矿石的种类主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种，四种不同铁矿粉用于烧结生产，其成品矿的强度是不同的。

褐铁矿矿粉组织疏松、堆密度小，用于烧结生产成品率低、强度差；菱铁矿在烧结生产中CO2被分解析出，体积收缩大，也是成品率低、强度差；磁铁矿粉分子式为Fe3O4，在烧结过程中需要氧化气氛，氧化为Fe2O3＋FeO，比不上赤铁矿粉可以在一定化学成分和温度条件下生成铁酸钙（CaO·Fe2O3）。

不同矿种烧结成品矿强度的高低排序为：赤铁矿＞磁铁矿＞褐铁矿＞菱铁矿。

即便同样是赤铁矿由于Fe2O 3含量不同，在烧结过程中生成SFCA的机率不同，也会导致成品矿的强度不同。

巴西和南非的粉矿的Fe2O3含量均＞85%，且有一定含量的SiO2，易与配入熔剂中的CaO反应生成铁酸钙，特别是南非的1~0.25mm的准颗粒比例低，制粒后混合料的透气性好，有利于成品矿的强度提高；而同为赤铁矿印度矿粉的Fe2O3含量比巴西和南非的低10%左右，在烧结过程中形成铁酸钙的机率低，因此印度粉不大可能烧出很好的烧结矿。

烧结矿原矿碱度要求烧结矿是一种重要的铁矿石原料，广泛应用于钢铁冶炼过程中。

在烧结矿生产中，原矿的碱度是一个重要的指标，对烧结矿的质量和冶炼过程有着重要影响。

碱度是指原矿中含有的碱性氧化物的量。

常见的碱性氧化物有钙氧化物（CaO）和镁氧化物（MgO）。

高碱度的原矿可以提高烧结矿的碱度，有助于提高烧结矿的熔融性和热稳定性，减少烧结过程中的结块现象，提高烧结矿的强度。

烧结矿原矿碱度的要求根据具体的冶炼工艺和矿石特性而定。

一般来说，烧结矿原矿碱度要求较高。

较高的碱度可以提高烧结矿的热稳定性，降低结块风险，有利于烧结矿的均匀热化和均匀冷却，提高烧结矿的质量。

同时，较高的碱度还可以提高烧结矿的熔融性，降低热还原过程中的烧结矿损失。

为了满足烧结矿原矿碱度的要求，可以采取以下措施：1.选择高碱度的铁矿石原矿。

在铁矿石采购过程中，可以选择含有较高碱度的铁矿石原矿，以提高烧结矿的碱度。

2.控制矿石的混合配比。

在矿石的混合配比过程中，可以根据矿石的碱度情况进行合理的配比，以达到所需的碱度要求。

3.调整烧结矿的烧结工艺。

通过调整烧结矿的烧结工艺参数，如烧结温度、烧结时间等，可以改变烧结矿的碱度。

4.加入辅助原料。

在烧结矿生产过程中，可以适量加入一些辅助原料，如石灰石、白云石等，以提高烧结矿的碱度。

烧结矿原矿碱度对烧结矿的质量和冶炼过程有着重要影响。

合理控制烧结矿原矿碱度，可以提高烧结矿的热稳定性和熔融性，降低烧结过程中的结块现象，提高烧结矿的强度和冶炼效果。

因此，在烧结矿生产过程中，要重视烧结矿原矿碱度的控制，并采取相应的措施来满足碱度要求。

只有这样，才能保证烧结矿在钢铁冶炼过程中的稳定供应和优质产出。