改善烧结矿低温还原粉化研究

改善烧结矿低温还原粉化研究

【摘要】本文结合国内外以及包钢有关改善烧结矿RDI指数的研究，就烧结矿碱度、烧结矿MgO含量、FeO含量、Al2O3含量以及喷洒CaCl2对烧结矿RDI指数的影响进行了全面分析。结果表明：随烧结矿的Al2O3含量升高、MgO含量降低或FeO 含量降低，烧结矿的RDI指标变差；而喷洒CaCl2溶液对改善烧结矿RDI效果明显。

【关键词】烧结矿 RDI Al2O3 CaCl2碱度

1.前言

烧结矿在高炉的低温区会发生低温还原粉化现象，它是烧结矿冶金性能的一项重要指标。RDI升高或波动直接影响高炉料柱的透气性并增加炉顶吹出量。因此，烧结矿的低温还原粉化性能受到国内外的广泛关注。

通常采用增加烧结矿成品中的FeO或MgO量，或减少烧结矿中AL2O3，TiO2量来改善烧结矿的低温还原粉化性能(RDI)。但这些措施往往达不到目的，在某些情况下反而带来反作用。西德矿石准备研究所于1985年首次提出了使用卤化物以改善烧结矿低温还原粉化性能(RDI)的新工艺，1991年武钢在实验室试验的基础上进行了烧结矿表面喷洒CaCL2的工业性试验，并开始应用于工业生产，取得显著效果。

包钢随着生产规模的不断扩大，外矿配比升高、FeO、料层、点火强度等指标的变化，烧结矿RDI迅速恶化，由前几年的10%（-3.15mm）左右，增加到40%（-3.15mm）左右，已严重影响到高炉的顺行高产。

2.AL

2O

3

对烧结矿RDI的影响

为研究烧结矿Al2O3含量对烧结矿RDI指数的影响，分别取备了不同Al2O3含量的各种含铁料，通过搭配分别烧制了不同Al2O3含量的烧结矿，烧结矿的Al2O3含量完全由澳矿配比的不同来调节。烧结工艺参数控制为：料层550mm，负压9800Pa,烧结矿碱度为2.0，MgO含量为2.0%。试样烧制控制返矿内配比例为30%，并考虑返矿平衡，返矿平衡系数控制在1.0±0.05。不同Al2O3含量烧结矿的RDI指数具体数据见图1。

图1 烧结矿Al2O3含量对RDI的影响

从图1中的数据和回归关系式可以看出：烧结矿的RDI与其Al2O3含量相关性很好，随烧结矿Al2O3含量的升高，其RDI明显恶化。从控制烧结矿RDI考虑，应尽可能控制烧结矿的Al2O3含量，以保证烧结矿的RDI能够满足高炉冶炼的要求。

3.烧结矿碱度对烧结矿RDI指数的影响

本次研究依据包钢当前的烧结配料和烧结矿化学组成情况，其工艺参数及除碱度以外的化学组成如前述。随烧结矿碱度变化，其RDI的变化情况见图2。

图2 RDI随烧结矿碱度的变化

从图2中的数据可以看出：

3.1 随烧结矿碱度的变化，烧结矿FeO也在变化，这是因为随烧结矿碱度的提高，烧结矿的矿物组成发生了变化，磁铁矿比例减少，铁酸钙比例增多；

3.2 随烧结矿碱度逐渐提高，烧结矿的RDI也随之变差，在碱度1.7左右RDI有一个峰值，随碱度的进一步升高，RDI又有所降低；

3.3 造成烧结矿RDI随其碱度变化的主要原因是烧结矿的矿物组成发生了变化，磁铁矿比例减少，铁酸钙比例增多，在碱度1.7左右，烧结矿矿物组成比较复杂，微观结构不均匀，结构应力较大所致。

烧结矿矿物组成随碱度的变化见表1。

碱度0.9、1.1和1.4的烧结矿均为磁铁矿和玻璃相构成的典型的斑状结构；碱度1.7的烧结矿以磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀结构为主，其间夹杂较多的玻璃相；碱度2.1的烧结矿以磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀交织结构为主，整体结构较均匀；碱度2.5的烧结矿以磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀交织结构为主，但整体结构不均匀，局部出现了铁酸钙、磁铁矿和硅酸二钙富集区。

4.烧结矿MgO含量对烧结矿RDI指数的影响

依据包钢当前的实际生产情况，本次研究将烧结矿的MgO含量设定在1.6-3.5%之间，烧结配料采用80%混合精矿+20%澳矿的含铁料，烧结矿碱度控制在2.0左右，烧结矿SiO2含量控制在4.8%左右，通过调节白云石的配比来调节烧结矿的MgO含量。试样烧制控制返矿内配比例为30%，并考虑返矿平衡，返矿平衡系数控制在1.0±0.05。烧结工艺参数为：料层550mm，负压9800Pa。

烧结矿MgO含量对其RDI的影响数据见图3。

图3 RDI 随烧结矿MgO 含量的变化

从图3中的数据趋势分析：

4.1 随烧结矿MgO 含量的升高，其RDI 指数有明显变好的趋势，而且在MgO 含量接近2.0%左右时有一个明显的拐点；

4.2 根据以往的研究结果，这是由于MgO 矿化于烧结矿中。其一固熔于磁铁矿中，形成含镁磁铁矿，并增加了磁铁矿的稳定性，从而减少了赤铁矿在烧结矿中的比例；其二，固熔于硅酸二钙中使其稳定，进一步减少粉化；

4.3 鉴于本次研究的结果、以往的研究结果和国内外的相关研究，为保证烧结矿的RDI 指标及其它质量指标，烧结矿MgO 含量应控制在2.0%左右。

5.烧结矿FeO 含量对烧结矿RDI 指数的影响

烧结矿FeO 含量对烧结矿RDI 指数的影响，在不同的烧结配料和工艺参数下，可能会表现出不完全一致的相关关系。本次研究的烧结矿试样均取自一烧的E6皮带，通过多次取样和化学分析，最终确定六组烧结矿试样，其FeO 含量和RDI 指数的变化见图4。

图4 烧结矿RDI 随其FeO 含量的变化

从图4中的数据、回归公式以及曲线图形分析：随烧结矿FeO 含量升高，烧结矿RDI 指标改善。由于试样为实际生产烧结矿，其数据分析对实际生产指导性和参考价值很高。按以上数据分析，包钢目前烧结矿的FeO 含量应控制在8.0%左右，该参数的确定对于维持烧结矿足够的转鼓强度同样意义重大。

6.CaCL 2对烧结矿RDI 的影响

6.1 实验原料

为保证烧结矿试样的代表性，本次研究的烧结矿分别取自一烧、二烧和三烧，总重量达到120Kg

以上，