烧结矿FeO含量的影响因素及控制

中文摘要烧结矿FeO含量是反映烧结矿性能的一个重要指标,适当地控制好FeO含量,有利于烧结降低固体燃耗,增加高炉生铁产量,降低焦比。

文中分析了在一定的烧结工艺技术条件下影响烧结矿FeO含量的主要因素及调整措施。

关键词：烧结矿影响因素探讨 FeO含量降低固体燃耗改进措施The content of sinter FeO influence factors andthe controlAbstractThe sinter FeO content is re flected the sinter performance is one of important index, properly control the FeO content, be helpful for sintering reduce solid fuel consumption, increase the blast furnace pig iron production, reduce of coke. This paper analyzes the in certain sintering process technology conditions affect the content of sinter FeO factors and adjustment measures. Key words:Sinter Influence factors discussed FeO content Reduce solid fuel consumption Improvement measures目录中文摘要------------------------------------ⅠAbstract------------------------------------Ⅱ1、绪论--------------------------------------12、影响烧结矿FeO含量的主要因素分析----------32.1、精粉率的影响------------------------32.2、配碳量和混合料水分的影响------------32.3、返矿的影响--------------------------52.4、烧结料层厚度的影响------------------52.5、烧结矿碱度的影响--------------------62.6、烧结矿MgO含量的影响----------------72.7、烧结矿SiO2含量的影响---------------73、成品烧结矿中的FeO含量对烧结矿产、质量的影响--------------------------------------------93.1 FeO对烧结矿强度的影响---------------93.2 FeO对低温还原粉化率的影响----------133.3 烧结矿FeO对还原性的影响------------144、我厂现状分析和改进措施-------------------154.1、现状分析---------------------------154.2、改进措施---------------------------164.2.1、外部的改进措施---------------164.2.2、内部的改进措施---------------175、结论-------------------------------------21 参考文献------------------------------------221、绪论烧结矿FeO含量是评价烧结生产的一项综合性指标，它反映了烧结过程的动态控制状况，其含量不仅受配碳量、混合料水分、返矿量的交互作用，而且还受到原料配比、烧结料层厚度、透气性、烧结矿的碱度、MgO 含量和SiO2含量等的共同影响；同时，它与烧结矿的转鼓强度、低温还原分化率、还原性的相关性很大，是影响高炉炉况顺行的一个重要参数。

烧结矿FeO含量的波动区间越窄，烧结过程便越稳定。

降低烧结矿FeO含量，有利于烧结矿的还原性；但过低的烧结矿FeO含量又会影响烧结矿的强度，恶化低温还原粉化性。

因此，研究烧结矿FeO含量的因素和其含量对烧结生产影响具有重要意义。

本文就黑龙江钢铁有限公司烧结生产的实际情况，对影响烧结矿FeO含量的因素、生产中如何控制FeO含量及控制水平等技术措施进行了分析。

黑龙江钢铁有限公司拥有两台90m2烧结机，担负着为3座560m3高炉提供优质烧结矿的任务。

自2004年9月份投产后为保证高炉顺行，生产中一直高度关注烧结矿FeO含量变化。

2、影响烧结矿FeO含量的主要因素分析2.1、精粉率的影响国内精矿多为细磨磁选的磁铁矿，与赤铁矿粉相比，细磨精矿需要更多的能量才能烧结成块，尽管部分能量由磁铁矿的氧化获得，磁铁矿的反应与赤铁矿的反应不同，易形成含FeO的矿相。

实践证明，磁铁精矿配比的提高，会使烧结矿的FeO含量亦升高。

2.2、配碳量和混合料水分的影响试验研究和生产实践表明：烧结混合料中水、碳的合理选择是烧结生产获得高产、优质的保证。

一般来说，低水低碳有利于降低烧结矿FeO，但并不是越低越好，不同的原料条件、不同的料层厚度和不同的季节气候都有各自的最佳值范围。

混合料配碳量的增加，烧结矿中的FeO含量升高。

这是因为配碳量增加后，由于碳的不完全燃烧，生成的CO含量增加，导致烧结过程中还原反应加剧，使Fe2O3不稳定而分解为Fe3O4和FeO。

同时，焦粉粒度也是影响FeO的一个重要因素。

试验表明，烧结生产适宜的焦粉粒度应为0.5～3mm。

如果粒度太细，一方面会使料层的透气性恶化，烧结速度降低，另一方面，细颗粒燃料燃烧速度过快，烧结矿液相发展不充分，使强度变差。

反之，若粒度太粗，布料时大颗粒偏析集中在料层下部，造成燃烧时间长，燃烧带变厚，还原反应加剧，烧结矿FeO含量增加。

2.3、返矿的影响烧结返矿力度较粗，气孔多，加入混合料中可以改善烧结料层的透气性，提高烧结生产率。

又因含有已烧结的低熔点物质，有助于烧结过程液相的形成，从而提高烧结矿强度。

但返矿用量若不稳定，会引起混合料水、碳的波动，使FeO含量波动，导致烧结矿强度及还原性不稳定。

2.4、烧结料层厚度的影响厚料层烧结是实现低碳、低FeO、高强度和高还原率的基础。

烧结料层厚度的提高，“自动蓄热”能力增强，可降低配碳量，使烧结过程基本上在氧化性气氛中进行，有利于铁酸钙的发育和粘结相的发展，从而抑制Fe3O4的形成，使烧结矿FeO含量下降。

据资料报道，在700mm料层以下时，料层每提高100mm，成品烧结矿的FeO可降低0.6～1.5％，转鼓指数可提高 1.5～2.5％，固体燃耗可下降10kg/t。

实现厚料层烧结，关键是要改善烧结料层的透气性。

可通过优化原料结构、强化制粒等技术提高混合料的透气性。

2.5、烧结矿碱度的影响烧结矿碱度的提高，生石灰等用量增加，能增强混合料制粒效果，改善烧结料层的透气性。

随着烧结料中溶剂量增加，CaCO3和MgCO3在烧结过程中将吸热分解，使烧结温度降低，并向气相中析出CO2，稀释了烧结料层中的还原气氛，使铁氧化物的还原速度减慢，抑制了磁铁矿和橄榄石的生成，从而降低了烧结矿中的FeO含量。

2.6、烧结矿MgO含量的影响烧结矿MgO含量提高时，FeO含量亦提高。

主要是由于FeO·MgO是一个连续固溶体，可以相互固溶而没有任何限制。

它可抑制Fe3O4在冷却过程中再氧化成Fe2O3，对Fe3O4有稳定作用。

其次，MgO形成难熔化合物，燃烧带温度升高，烧结矿的FeO含量上升。

2.7、烧结矿SiO2含量的影响烧结矿SiO2含量取决于铁矿的SiO2含量和烧结矿的碱度。

实践证明，SiO2高，将增加烧结能耗，高硅有利于橄榄石、玻璃相矿物的形成，因而随着SiO2含量的增高，烧结矿FeO含量也随着升高。

3、成品烧结矿中的FeO含量对烧结矿产、质量的影响3.1 FeO对烧结矿强度的影响适宜的焦粉配入量有利于生成一定量的FeO，以保证烧结矿中液相的充分发展，但不能认为要提高烧结矿强度就必须提高烧结矿FeO，从而有意识的提高配碳量。

因为，提高配碳量，虽然提高了焙烧过程中的燃烧温度，还原气氛增强，形成的铁橄榄石粘结相增多，在一定范围内，能起到改善强度的作用，但配碳量过多时，常会带来一系列负面效应；燃烧带温度升高，透气性恶化，不利于针状铁酸钙粘结相SFCA的生成，烧结过程的均匀性变差等，这与提高烧结矿的强度背道而驰，既浪费了资源，又恶化了烧结状况。

国内FeO操作控制较好的柳钢烧结厂，其FeO含量控制在6%-7%。

烧结矿FeO降低，并不代表烧结矿强度就会降低。

烧结矿强度的高低主要是随液相的结构变化而变化的。

这一点在黑龙江建龙烧结厂进行蛇纹石试验室研究和工业试验中得到了很好的验证，其试验条件和试验结构见表1，烧结化学成分见表2.与基准配矿方案（编号1）相比，添加0.5%的蛇纹石（编号2）后，焦粉用量相比降低了0.4%，烧结矿FeO降低了1%-2%，烧结矿转鼓强度不仅未降低，反而提高了1%-1.5%。

我们对两个试验的烧结矿进行了矿相研究，两样品中各种矿物的重量百分比列于表3。

基准试验条件下，烧结矿中主要矿物铁酸钙形成较好，晶体主要以板片状、长条状存在，绝大部分的铁酸钙呈熔蚀状，与Fe3O4形成互熔体最多，烧结矿矿物组成和显微结构一般。

添加蛇纹石后，烧结矿中的铁酸钙形成很好，晶体多呈针状、板片状，根据单偏光镜下铁酸钙呈血红色以及电探微区成分分析：CaO16.4%-20.52%、Fe2O383.6%-79.48%的特点，可知样品中铁酸钙大多是铁酸一钙，形成了烧结矿的主骨架。

部分微区呈现Fe3O4和Fe2O3紧密交织，起到了良好的固相固结作用，高强度的钙铁橄榄石矿物增多变大，与铁矿物紧密相连，有利于烧结矿显微结构强度的提高。

表1 综合试验的试验条件和试验结果表2 烧结矿化学成分全分析（%）表3 样品中主要矿物的含量（%）无独有偶，我们自外滚焦粉40%的试验中也得到了同样的结论。

烧结矿的强度好，主要是因为烧结矿中SFCA发展充分，而不是一味的通过增加焦粉用量提高FeO含量所能达到的。

但配碳量过低时，液相量不足，铁矿石的结晶程度差、成品率下降。

因此，合理配碳量的选择，应根据具体的原料条件而定。

3.2 FeO对低温还原粉化率的影响低温还原粉化性（RDI）是指铁矿石进入高炉炉身上不大约在50-600℃的低温区时，由于热冲击及铁矿石中Fe2O3还原，发生晶型转变等因素影响，导致块状含铁物料粉化的程度。

随着FeO含量的提高，其还原粉化指数RDI+3.15是改善的。

为了解决FeO操作导致的低温还原粉化性恶化，我们通过实践得出：在烧结矿上喷洒卤化物溶液能有效的提高低温还原粉化性指数。