国内外几种球团矿冶金性能
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参考文献略
国内外几种球团矿的冶金性能 及质量分析
许满兴
北京科技大学 2004.8.
接要：
本文论述了我国钢铁工业发展从国外进口球团矿和发展 国内球团矿生产是一种长期的状态，认识国内外球团矿的 质量及分析具有重要价值。介绍和分析了国内外几种球团 矿的冶金性能及质量。
关键词： 球团矿、冶金性能、质量分析
1.前言：
升高，更主要的是会影响高炉冶炼指标，国内外几种球团矿 的SiO2含量仅有CVRD的低于3%的水平，由化学成分看， CVRD球团矿无疑是优质球团矿，乌克兰球团，南昌钢和 新临钢球团由于它们的品位低，SiO2含量高，将会对其质 量造成较大的影响。
4.2 对国内外几种球团矿物理性能的分析
表5 国内外几种球团矿的物理性能
27
新临钢球团矿
1130 1304
174
139 148 38
95
密云球团矿
1121 1397
276
147 151 24
42
CVRD球团矿
1138 1378
240
140 141 62
6
乌克兰球团矿
源自文库1146 1255
109
147 148 36
13
△Pm
S值
×9.8Pa KPa·℃
122
22.18
260
55.57
4.3.3 对国内外几种球团矿抗还原膨胀指数的分析
试验研究证明，球团矿在还原过程中均会产生体积膨胀， 在还原的第一阶段即由Fe2O3还原为Fe3O4过程中体积
会发生3.84%～27.90%的膨胀(RSI)，RSI＜20%的属正常 膨胀，球团矿的还原膨胀受很多因素的影响，主要是K、 A、F和碱度的影响，本试验中南昌钢球团的RSI值＞20%， 应采取改进的措施，以减小对高炉指标的影响。 4.3.4 对国内外几种球团矿软熔性能的影响
64.32 0.67 0.17 0.74 6.37 1.30 —
0.027
密云球团
65.48 0.60 0.14 0.94 4.50 1.02 —
0.031
南昌钢球团
62.65 0.35 1.25 1.20 6.40 0.90 0.042 0.195
CVRD球团
66.00 0.25 1.04 0.92 2.98 0.66 0.035 0.349
500℃低温还原粉化(%)
RDI+6.3
68.5 57.7 58.8 96.3 88.9 81.0
RDI+3.1
5
73.9 88.4 77.8 97.3 93.6 93.7
RDI－0.5
22.6 4.9 15.7 2.4 4.4 2.4
荷重还原软化性能(℃)
TBS
TBE
△TB
852 1177 325 1054 1181 127
378 305.37
342 120.19
324
16.11
496
56.82
4.对国内外几种球团矿的质量分析
球团矿的质量应包括化学成分、物理性能和冶金性能，它 们之间的相互关系，化学成分是基础，物理性能(强度和粒 度组成)是保证，冶金性能是关键，冶金性能应包括900℃ 还原性(RI)，500℃低温还原粉化性能(RDI)，900℃还原膨 胀指数(RSI)，荷重软化和熔滴性能。因此对球团矿的质量 分析应包括上面三个方面的分析。
3500
5380
2005 5020
26700
42720
11.75
3524
5660
2006 6700
29800
47680
14.06
2836
5220
今后数年内，我国钢铁生产每年尚短缺球团矿3000万t以上， 因此，重视国内外球团矿的生产和质量问题，仍然是我国炼 铁工作者值得重视的一个重要问题。去冬今年以来，我们对 国内外几种球团矿的质量特别是冶金性能进行了测试，现将 有关情况作如下报告和分析。 2、国内外几种球团矿的化学成分和质量检测方法： 2.1.国内外几种球团矿的化学成分
3、国内外几种球团矿冶金性能试验结果：
表3 国内外几种球团矿的冶金性能
冶金性能
球团矿名称
济钢球团矿1# 新临钢球团矿 密云球团矿 南昌钢球团矿 CVRD球团矿 乌克兰球团矿
900℃ 还原 性RI %
73.7 61.0 66.0 72.9 74.7 54.7
还原膨胀 指数 RSI%
13.9 14.77 19.44 22.64 19.15 14.64
2828.9 3877.0
2001 1783.9 14541
23266
7.67
2869.3 4032.6
2002 2585.1 16908
27053
9.56
2825.5 4178.2
2003 3320
20331
32530
10.21
3186.0 4812.5
2004 4020
23500
37600
10.69
大，反应表面积相对小，影响其RI值。从900℃还原性比较， CVRD球团矿的RI达到74.7%，在酸性球团矿中是属优良的。
4.3.2 对国内外几种球团矿500℃低温还原粉化性能的分析
由表3可见，国内外几种球团矿的低温还原粉化性能，除 了济钢1#球团和密云球团的RDI－0.5不正常外，其它几种球 团的RDI均属优良，特别是CVRD球团矿，这一性能特别优 良。济钢1#和密云球团的RDI－0.5分别为22.6%和15.7%， 这两个值为什么会这么高？这应该说是它们的一个质量问 题，因为RDI－0.5是低温还原抗磨指数，其值特别高，说明 这类球团矿造球时间不够，表层压紧不够，造成表层铁精 粉颗粒在焙烧过程中形成晶桥再结晶长大不够，因此，改 善其质量应适当延长造球时间和焙烧过程适当延长均热段 的时间。
4.1对国内外几种球团矿化学成分的分析。
含铁品位和SiO2含量是球团矿化学成分的主要内容，高炉 冶炼要求含铁品位高，酸性球团应＞65%，含SiO2应＜4%， 由表2可见，达到上两项要求的只有CVRD球团矿，国内多 数球团矿含铁品位偏低，南昌钢球团的铁品位还不到63%， 乌克兰球团矿的铁品位过于低，仅为57.40%。国内外几种 球团矿的SiO2含量大多数均＞4.0%，新临钢和南昌钢的 SiO2含量过高，达到＞6.0%接近6.50%的水平，乌克兰球 团的SiO2含量高达7.90%，这不仅会造成高炉冶炼的渣铁比
从有利于高炉内透气性出发，要求球团矿的开始软化温 度要高，软化区间要窄，熔滴区间要窄，最大压差值要小。 由试验结果表3和表4可见，软熔性能较好的是CVRD球团 和济钢1#球团矿。美国和日本要求高炉球团矿的S值应 ≤40KPa·℃，CVRD和济钢1#球团矿明显达到了这个数值 要求，其余几种球团矿均有一定的距离，特别是新临钢和 密云球团矿，距离相对更大些。新临钢球团和乌克兰球主 要应降低其SiO2含量，密云球团重点应强化造球和改善焙 烧质量。
物理性能 球团矿名称 济钢球团矿1# 济钢球团矿2# 新临钢球团 密云球团 南昌钢球团 CVRD球团 乌克兰球团
抗压强度 N/P
2842.0 3165.4 3067.4 1950.2 2249.0 2744.0 1929.6
转鼓指数 +6.3%
89.4 91.8 89.7 86.0 86.7 94.0 91.8
乌克兰球团
57.40 0.90 0.08 0.05 7.90 2.80 0.02 0.010
2.2、本次试验的检测方法：
球团矿的冶金性能包括900℃还原性(RI)，500℃低温还原 粉化性能(RDI)，900℃还原膨胀指数(RSI)，荷重还原软化性 能和熔滴性能。RI，RDI和RSI测定方法分别采用相应的国家标 准即：GB/T 13241－91，GB/T 13242－91和GB/T13240－ 90，荷重还原软化性能和熔滴性能目前国内外尚无统一的检测 标准，本次试验采用北京科技大学许满兴设定的试验方法。
粒度组成 10－16mm%
95.04 94.9 ＜70.0 85.09 67.4 96.0(8－18mm) 90.0
由表5可见，国内外几种球团矿的强度和粒度组成，彼此相 差较大，三项物理性能均优良的为CVRD球团矿，乌克兰球 团矿的强度偏低，粒度偏大，80%均＞15mm。国内的几种 球团矿粒度不均匀，烧熟的程度也很不均，不少球呈有开裂 现象，外观质量都比较差。造成成品球粒度和强度质量差的 根本原因是没有造好球，生球的质量差影响成品球的质量， 成品球开裂无疑是配加膨润土比例过高造成的。CVRD球团 粒度均匀，10－13mm的占80%以上。从物理性能和外观质 量，CVRD球团均属优质球团矿。
表2 国内外几种球团矿的化学成分
球团名称 济钢球团1#
TFe 64.50
FeO 0.24
CaO 1.00
MgO 0.60
SiO2 4.40
Al2O3 1.52
P 0.032
CaO/SiO
2
0.227
济钢球团2#
64.70 0.43 1.65 0.80 4.35 1.50 0.020 0.380
新临钢球团
我国自1999年以来，为满足快速发展钢铁工业的需求， 加快了球团生产的建设和发展速度，球团矿占高炉炉料的 比例由1999年的6.10%提高到2003年10.20%，到2006 年国产球团矿的比例将占高炉含铁炉料的14.06%。但即 使这样我国球团矿的生产还远远满足不了钢铁工业发展的 需求，每年还必须从国外进口大量的球团矿。我国自 1999年以来球团矿的增长速度和短缺情况列于表1，由表 1可见，
5、结论性意见： 由以上试验和分析，可以得出如下几点结论性意见： (1)巴西CVRD球团矿，从化学成分、物理性能到冶金性 能都很优良，称得上是全面优质球团矿。 (2)新临钢、南昌钢和乌克兰球团矿SiO2含量过高，品位 偏低，应力争将SiO2含量降低到低于4.0%的水平。 (3)国内外几种球团矿，多数粒度偏大，大小不匀，表面 开裂，应重视和通过强化造球改进质量。 (4)济钢1#和密云球团的RDI－0.5值过高，新临钢和密云球 团的熔滴性能偏差，应采取措施加以改进。
4.3 对国内外几种球团矿冶金性能的分析
4.3.1 对国内外几种球团矿900℃还原性的分析
铁矿物的还原性取决于其矿物组成和孔隙率，同是氧化球 团，它们的矿物组成基本都是Fe2O3,还原性的差别主要在于 造球时间和焙烧温度控制不当。由表3可见，新临钢球团和 乌克兰球团的RI值最低，乌克兰球团除了上述原因外，尚
※ 表中TBS、TBE分别为试样收缩4%和40%的温度值
表4 国内外几种球团矿的熔滴性能
冶金性能
模拟高炉条件下的 软化(℃)
TS Td △T ℃℃℃
球团矿名称
T10% T40% △TA
济钢球团矿1#
1059 1322
263
145 149 54
39
济钢球团矿2#
1107 1264
157
140 143 52
表1 我国球团生产增长和短缺状况
年份
球团矿年 产量(万t)
生铁年 产量(万t)
铁料需求 总量(万t)
国产球团 所占比例
(%)
20%球团 矿缺口量
(万t)
25%球团 矿缺口量
(万t)
1999 1224
12533
20053
6.10
2786.6 3789.3
2000 1363.5 13101
20962
6.50
国内外几种球团矿的冶金性能 及质量分析
许满兴
北京科技大学 2004.8.
接要：
本文论述了我国钢铁工业发展从国外进口球团矿和发展 国内球团矿生产是一种长期的状态，认识国内外球团矿的 质量及分析具有重要价值。介绍和分析了国内外几种球团 矿的冶金性能及质量。
关键词： 球团矿、冶金性能、质量分析
1.前言：
升高，更主要的是会影响高炉冶炼指标，国内外几种球团矿 的SiO2含量仅有CVRD的低于3%的水平，由化学成分看， CVRD球团矿无疑是优质球团矿，乌克兰球团，南昌钢和 新临钢球团由于它们的品位低，SiO2含量高，将会对其质 量造成较大的影响。
4.2 对国内外几种球团矿物理性能的分析
表5 国内外几种球团矿的物理性能
27
新临钢球团矿
1130 1304
174
139 148 38
95
密云球团矿
1121 1397
276
147 151 24
42
CVRD球团矿
1138 1378
240
140 141 62
6
乌克兰球团矿
源自文库1146 1255
109
147 148 36
13
△Pm
S值
×9.8Pa KPa·℃
122
22.18
260
55.57
4.3.3 对国内外几种球团矿抗还原膨胀指数的分析
试验研究证明，球团矿在还原过程中均会产生体积膨胀， 在还原的第一阶段即由Fe2O3还原为Fe3O4过程中体积
会发生3.84%～27.90%的膨胀(RSI)，RSI＜20%的属正常 膨胀，球团矿的还原膨胀受很多因素的影响，主要是K、 A、F和碱度的影响，本试验中南昌钢球团的RSI值＞20%， 应采取改进的措施，以减小对高炉指标的影响。 4.3.4 对国内外几种球团矿软熔性能的影响
64.32 0.67 0.17 0.74 6.37 1.30 —
0.027
密云球团
65.48 0.60 0.14 0.94 4.50 1.02 —
0.031
南昌钢球团
62.65 0.35 1.25 1.20 6.40 0.90 0.042 0.195
CVRD球团
66.00 0.25 1.04 0.92 2.98 0.66 0.035 0.349
500℃低温还原粉化(%)
RDI+6.3
68.5 57.7 58.8 96.3 88.9 81.0
RDI+3.1
5
73.9 88.4 77.8 97.3 93.6 93.7
RDI－0.5
22.6 4.9 15.7 2.4 4.4 2.4
荷重还原软化性能(℃)
TBS
TBE
△TB
852 1177 325 1054 1181 127
378 305.37
342 120.19
324
16.11
496
56.82
4.对国内外几种球团矿的质量分析
球团矿的质量应包括化学成分、物理性能和冶金性能，它 们之间的相互关系，化学成分是基础，物理性能(强度和粒 度组成)是保证，冶金性能是关键，冶金性能应包括900℃ 还原性(RI)，500℃低温还原粉化性能(RDI)，900℃还原膨 胀指数(RSI)，荷重软化和熔滴性能。因此对球团矿的质量 分析应包括上面三个方面的分析。
3500
5380
2005 5020
26700
42720
11.75
3524
5660
2006 6700
29800
47680
14.06
2836
5220
今后数年内，我国钢铁生产每年尚短缺球团矿3000万t以上， 因此，重视国内外球团矿的生产和质量问题，仍然是我国炼 铁工作者值得重视的一个重要问题。去冬今年以来，我们对 国内外几种球团矿的质量特别是冶金性能进行了测试，现将 有关情况作如下报告和分析。 2、国内外几种球团矿的化学成分和质量检测方法： 2.1.国内外几种球团矿的化学成分
3、国内外几种球团矿冶金性能试验结果：
表3 国内外几种球团矿的冶金性能
冶金性能
球团矿名称
济钢球团矿1# 新临钢球团矿 密云球团矿 南昌钢球团矿 CVRD球团矿 乌克兰球团矿
900℃ 还原 性RI %
73.7 61.0 66.0 72.9 74.7 54.7
还原膨胀 指数 RSI%
13.9 14.77 19.44 22.64 19.15 14.64
2828.9 3877.0
2001 1783.9 14541
23266
7.67
2869.3 4032.6
2002 2585.1 16908
27053
9.56
2825.5 4178.2
2003 3320
20331
32530
10.21
3186.0 4812.5
2004 4020
23500
37600
10.69
大，反应表面积相对小，影响其RI值。从900℃还原性比较， CVRD球团矿的RI达到74.7%，在酸性球团矿中是属优良的。
4.3.2 对国内外几种球团矿500℃低温还原粉化性能的分析
由表3可见，国内外几种球团矿的低温还原粉化性能，除 了济钢1#球团和密云球团的RDI－0.5不正常外，其它几种球 团的RDI均属优良，特别是CVRD球团矿，这一性能特别优 良。济钢1#和密云球团的RDI－0.5分别为22.6%和15.7%， 这两个值为什么会这么高？这应该说是它们的一个质量问 题，因为RDI－0.5是低温还原抗磨指数，其值特别高，说明 这类球团矿造球时间不够，表层压紧不够，造成表层铁精 粉颗粒在焙烧过程中形成晶桥再结晶长大不够，因此，改 善其质量应适当延长造球时间和焙烧过程适当延长均热段 的时间。
4.1对国内外几种球团矿化学成分的分析。
含铁品位和SiO2含量是球团矿化学成分的主要内容，高炉 冶炼要求含铁品位高，酸性球团应＞65%，含SiO2应＜4%， 由表2可见，达到上两项要求的只有CVRD球团矿，国内多 数球团矿含铁品位偏低，南昌钢球团的铁品位还不到63%， 乌克兰球团矿的铁品位过于低，仅为57.40%。国内外几种 球团矿的SiO2含量大多数均＞4.0%，新临钢和南昌钢的 SiO2含量过高，达到＞6.0%接近6.50%的水平，乌克兰球 团的SiO2含量高达7.90%，这不仅会造成高炉冶炼的渣铁比
从有利于高炉内透气性出发，要求球团矿的开始软化温 度要高，软化区间要窄，熔滴区间要窄，最大压差值要小。 由试验结果表3和表4可见，软熔性能较好的是CVRD球团 和济钢1#球团矿。美国和日本要求高炉球团矿的S值应 ≤40KPa·℃，CVRD和济钢1#球团矿明显达到了这个数值 要求，其余几种球团矿均有一定的距离，特别是新临钢和 密云球团矿，距离相对更大些。新临钢球团和乌克兰球主 要应降低其SiO2含量，密云球团重点应强化造球和改善焙 烧质量。
物理性能 球团矿名称 济钢球团矿1# 济钢球团矿2# 新临钢球团 密云球团 南昌钢球团 CVRD球团 乌克兰球团
抗压强度 N/P
2842.0 3165.4 3067.4 1950.2 2249.0 2744.0 1929.6
转鼓指数 +6.3%
89.4 91.8 89.7 86.0 86.7 94.0 91.8
乌克兰球团
57.40 0.90 0.08 0.05 7.90 2.80 0.02 0.010
2.2、本次试验的检测方法：
球团矿的冶金性能包括900℃还原性(RI)，500℃低温还原 粉化性能(RDI)，900℃还原膨胀指数(RSI)，荷重还原软化性 能和熔滴性能。RI，RDI和RSI测定方法分别采用相应的国家标 准即：GB/T 13241－91，GB/T 13242－91和GB/T13240－ 90，荷重还原软化性能和熔滴性能目前国内外尚无统一的检测 标准，本次试验采用北京科技大学许满兴设定的试验方法。
粒度组成 10－16mm%
95.04 94.9 ＜70.0 85.09 67.4 96.0(8－18mm) 90.0
由表5可见，国内外几种球团矿的强度和粒度组成，彼此相 差较大，三项物理性能均优良的为CVRD球团矿，乌克兰球 团矿的强度偏低，粒度偏大，80%均＞15mm。国内的几种 球团矿粒度不均匀，烧熟的程度也很不均，不少球呈有开裂 现象，外观质量都比较差。造成成品球粒度和强度质量差的 根本原因是没有造好球，生球的质量差影响成品球的质量， 成品球开裂无疑是配加膨润土比例过高造成的。CVRD球团 粒度均匀，10－13mm的占80%以上。从物理性能和外观质 量，CVRD球团均属优质球团矿。
表2 国内外几种球团矿的化学成分
球团名称 济钢球团1#
TFe 64.50
FeO 0.24
CaO 1.00
MgO 0.60
SiO2 4.40
Al2O3 1.52
P 0.032
CaO/SiO
2
0.227
济钢球团2#
64.70 0.43 1.65 0.80 4.35 1.50 0.020 0.380
新临钢球团
我国自1999年以来，为满足快速发展钢铁工业的需求， 加快了球团生产的建设和发展速度，球团矿占高炉炉料的 比例由1999年的6.10%提高到2003年10.20%，到2006 年国产球团矿的比例将占高炉含铁炉料的14.06%。但即 使这样我国球团矿的生产还远远满足不了钢铁工业发展的 需求，每年还必须从国外进口大量的球团矿。我国自 1999年以来球团矿的增长速度和短缺情况列于表1，由表 1可见，
5、结论性意见： 由以上试验和分析，可以得出如下几点结论性意见： (1)巴西CVRD球团矿，从化学成分、物理性能到冶金性 能都很优良，称得上是全面优质球团矿。 (2)新临钢、南昌钢和乌克兰球团矿SiO2含量过高，品位 偏低，应力争将SiO2含量降低到低于4.0%的水平。 (3)国内外几种球团矿，多数粒度偏大，大小不匀，表面 开裂，应重视和通过强化造球改进质量。 (4)济钢1#和密云球团的RDI－0.5值过高，新临钢和密云球 团的熔滴性能偏差，应采取措施加以改进。
4.3 对国内外几种球团矿冶金性能的分析
4.3.1 对国内外几种球团矿900℃还原性的分析
铁矿物的还原性取决于其矿物组成和孔隙率，同是氧化球 团，它们的矿物组成基本都是Fe2O3,还原性的差别主要在于 造球时间和焙烧温度控制不当。由表3可见，新临钢球团和 乌克兰球团的RI值最低，乌克兰球团除了上述原因外，尚
※ 表中TBS、TBE分别为试样收缩4%和40%的温度值
表4 国内外几种球团矿的熔滴性能
冶金性能
模拟高炉条件下的 软化(℃)
TS Td △T ℃℃℃
球团矿名称
T10% T40% △TA
济钢球团矿1#
1059 1322
263
145 149 54
39
济钢球团矿2#
1107 1264
157
140 143 52
表1 我国球团生产增长和短缺状况
年份
球团矿年 产量(万t)
生铁年 产量(万t)
铁料需求 总量(万t)
国产球团 所占比例
(%)
20%球团 矿缺口量
(万t)
25%球团 矿缺口量
(万t)
1999 1224
12533
20053
6.10
2786.6 3789.3
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