六安矿粉烧结实验报告

六安矿粉烧结实验报告
1 前言
为了了解安微六安地区金属料的烧结性能，拟在首钢矿业烧结厂的烧结实验室
做烧结杯实验，掌握六安矿料的烧结性能及基本生产、技术、经济参数，为工
业生产提供技术支持。

2、实验原料
2.1 本次实验所用的六安磁铁矿粉、镜铁矿的实验样品均由矿业六安筹备组人员提供。

实验过程中配加的铁矿粉3种，为六安磁铁矿粉、六安镜铁矿，大石河自产粉；化学成份见下表-1：
表-1 六安矿粉全分析对比数据表
品种TFe SiO2 AL2O3 FeO K Na Mn 烧损六安镜铁矿65.26 4.68 1.03 0.72 0.18 0.024 0.037 0.34 六安磁铁矿66.96 5.93 0.21 28.02 0.051 0.038 0.06 -3.05 大石河低品精矿粉65.78 7.19 0.34 28.29 / / 0.1 -3.12 通过全分析可知，六安磁铁粉质量较好，品位高、硅低，较大石河低品精矿粉高出1个多百分点，六安磁铁粉的铁硅和、烧损与迁安地区铁精粉性质相当，铁硅和约72.5±0.5%，烧损-3%；六安矿粉基本没有CaO、MgO，而六安镜铁矿中AL2O3含量较高，基本上为迁安地方磁铁矿粉的3倍，而六安磁铁矿AL2O3含量较迁安矿粉低0.1%，
六安磁铁矿粉、镜铁矿均为细磨粉料，
2.2 烧结实验用辅料、熔剂、燃料等由矿业烧结厂提供。

熔剂3种，为石灰石、白云石、自产白灰；燃料1种，焦粉；返矿2种，矿业自产返矿，迁钢高炉返矿。

具体实验原料的化学成分如下表-2:
表-2 实验原燃料化学成分
品名TFe SiO2 CaO MgO Al2O3 水份烧损固定碳石灰石 3.28 46.20 5.20 0.87 0.12 42
白云石0.00 1.94 29.93 21.37 0.42 0.07 45
自产白灰 3.93 83.28 5.42 10
焦粉AC= 15.50 H2O= 1.16 TC= 83.04 高炉返矿56.42 5.58 10.12 2.06 1.7 2 0.2 返矿56.48 5.47 10.68 2.13 1.7 1 0.1 3、烧结配矿方案设计
3.1 由于此次用来实验的六安磁铁矿粉、镜铁矿各150Kg，而一组烧结杯实验需要约140Kg金属料，因此，设计先做六安磁铁矿单烧实验，然后，进行大石河低品精矿粉与六安镜铁矿不同料比搭配实验。

具体方案设计如下：
表-3 原燃料配比情况
大石河低品精
六安磁铁矿六安镜铁矿白灰高返自返综合烧损试验编号
矿粉
1 0 70 0 5 20 20 -3.05
2 60 0 10 5 20 20 -2.63
3 50 0 20 5 20 20 -2.13
4 4
5 0 25 5 20 20 -1.88 3.2 实验工艺质量要求
（1）此次实验采用全焦粉烧结，烧结料含碳按3.4%控制。

（2）实验烧结矿质量标准：R=1.90倍，MgO含量1.8%。

（3）混合料水份按6.9%中线控制。

3.3 实验其它要求
（1）为避免原料化学成分波动，一次准备好全部试验用料，提前进行混匀。

（2）烧结实验的原、燃料使用一烧配料室二系列流程物料，并同步采用流程原、燃料理化成份。

（3）烧结杯操作原则：固定烧结操作参数，保证试验过程数据有代表性。

（4）所有物料物理、化学检验由质检中心负责，检验结果出来后根据物料成分
提前确定好试验料比情况。

（5）实验日期安排：4月19日组织备料，4月20日至4月25日组织实验。

4、烧结杯实验方法
（1）配料
试验采用人工配料，以烧结矿R=1.90倍、MgO=1.8%为控制标准，以实验方案设计及当前工业生产的烧结料比为依据，根据实验各烧结原、燃料的化学成份进行相应配料计算，通过调节白云石配比，使烧结矿的氧化镁达到标准，然后再根据R的质量标准进行计算获得灰石配比；以单杯65Kg为批重，计算得到的烧结实验各原、燃料的重量，然后称量得到相应的实验原、燃料。

（2）混合
混合分为一次混合和二次混合。

一次混合为人工混料，目的是混匀、加水润湿。

首先将实验用烧结原、燃料干混5次，测出烧结原、燃料的初始水分，再根据试验目标水分确定加水量，然后使用喷雾器进行均匀加水，加水后再人工混匀6次。

二次混合的目的是为了混合料制粒。

本实验使用圆筒混合机进行混合制粒，混合机直径为600mm，长度为1200mm，转速为20r/min；充填率为12%；一混料装入二次混合机后开始混合制粒，时间为5min，然后检测混合级组成。

（3）烧结
烧结试验在∮300mm烧结杯中进行，烧结杯中放10-16mm铺底料2kg，料层厚度500mm（含铺底料），点火负压－6000Pa，点火时间2min，温度控制在1000℃左右，烧结负压-12000Pa，以废气达到温度最高点记为烧结终点，冷却负压
-6000Pa，废气温度达到200℃记为冷却终点；
（4）破碎、筛分
烧结矿经单辊破碎机破碎后装入落下试验装置，经过连续三次2m落下强度检验，再装入振动筛进行成品筛分，单辊间隙130mm，烧结矿筛分为＞40mm、40-25mm、25-16mm、16-10mm、10-5mm、＜5mm六个粒级，以＞5mm为成品矿，小于5mm为
返矿。

（5）成品检验
成品检验取样做化学成分、成品矿粒级组成、转鼓强度等检测。

成品矿粒级包括＞40mm 、40-25mm 、25-16mm 、16-10mm 、10-5mm 、＜5mm 六个粒级，转鼓强度是按国家标准将40-25mm 、25-16mm 、16-10mm 三个粒级按比例配制7.5kg ，装入1/2转鼓中转动200圈，经机械摇筛筛分，以大于6.3mm 部分为转鼓指标。

（6）烧结指标的计算公式如下：
min)
/(mm 烧结时间料层高度
垂直烧结速度=
%
100⨯--=
装料量铺底料重量）
（烧结饼重量装料量烧损率%
100⨯--=
铺底料重量烧结饼重量铺底料重量
成品矿重量成品率
)
/(2h m t ⋅⨯-=
烧结面积烧结时间铺底料重量
成品烧结矿重量利用系数 %
1003.6⨯>=
入鼓烧结矿重量的重量
转鼓后转鼓指数mm
)
/(t kg 成品烧结矿重量燃料加入量
燃耗=
5 实验数据
5.1 混合料粒级分析
表-4 混合料粒级组成
试验编号
>7mm 7～3mm <3mm 1-1
18.67
19.64
61.68
1-2 18.18 23.07 58.75
2-1 29.04 22.07 48.89
2-2 33.75 22.29 43.96
3-1 15.62 30.33 54.05
3-2 19.81 29.69 50.5
4-1 16.87 28.17 54.97
4-2 18.57 32.96 48.46
通过上述混合料粒度数据可知，六安磁铁粉不利于混合制粒，当单烧实验时，-3mm达到了61.68%，因此严重影响着烧结透气性。

并且随着六安镜铁粉的配比增加，由10%增中25%，混合料中-3mm粒级不断增加，因此，六安的磁铁粉、镜铁粉均不利于混合料制粒，在工业生产中应重点改善制粒，提高烧结料层透气性。

5.2烧结杯数据分析
表-5 烧结杯数据
实验编号
利用系数
/t/m2.h
全系数
/t/m2.h
垂烧速度
mm/min
烧结终点温
度
烧结时间
/min
冷却时间
/min
1-1 1.10 0.78 16.96 421.00 32.43 12.92 1-2 1.07 0.76 17.28 380.00 31.83 13.30 2-1 1.14 0.83 19.60 401.00 28.07 10.30 2-2 1.13 0.84 19.52 401.00 28.18 9.90 3-1 1.27 0.94 22.39 412.00 24.57 8.60 3-2 1.26 0.91 22.30 414.00 24.67 9.58 4-1 1.08 0.84 18.88 372.00 29.13 8.13 4-2 1.10 0.84 19.08 383.00 28.83 8.83 从表-5实验数据可以看出，六安磁铁矿配比为70%时，烧结系数、全系数是最低的，这也与六安磁铁粉、镜铁粉的混合料粒度分析结果是一致的，但是我们还发现，当大石河低品铁精粉与六安镜铁矿配比在20%、50%时，烧结系数最高，大石河低品铁精粉的配比在20%的基础上减少或增加，烧结系数均降低，也就是
大石河低品铁精粉20%与六安镜铁矿50%烧结搭配时，烧结效率最高。

表-6 烧结效率、消耗数据
实验编号
成品率
/% 返矿率
/%
转鼓
/%
燃耗
/kg/t
垂烧速度
mm/min
烧结终点温度
1-1 83.28 16.72 67.87 48.48 16.96 421.00 1-2 83.83 16.17 68.13 49.66 17.28 380.00 2-1 81.91 18.09 66.53 54.05 19.60 401.00 2-2 82.18 17.82 66.93 54.35 19.52 401.00 3-1 79.60 20.40 66.27 55.25 22.39 412.00 3-2 80.41 19.59 65.73 55.48 22.30 414.00 4-1 80.91 19.09 69.60 55.05 18.88 372.00 4-2 81.68 18.32 69.87 52.58 19.08 383.00 从表-6实验数据可以看出，六安磁铁矿配比为70%时，成品率最高，燃耗最低；六安磁铁矿FeO含量在28%以上，烧结反应中为氧化气氛，并且是增氧的过程，烧损为负值，并且由于氧化放热使烧结热收入增加，因此，烧结终点温度高，烧结成品率高，燃耗低。

表-7 六安磁铁粉、镜铁粉及大石河低品铁精粉搭配的综合烧损试验编号大石河低品精矿粉六安磁铁矿六安镜铁矿综合烧损
1 0 70 0 -3.05
2 60 0 10 -2.63
3 50 0 20 -2.13
4 4
5 0 25 -1.88
随着大石河低品铁精粉配比增加，烧结金属料的综合烧损呈下降趋势。

六安镜铁矿配比为10%时，烧结系数和全系数有所提升，燃耗随之增加、烧
结时间下降；六安镜铁矿配比为20%时，烧结系数和全系数显著提升，燃耗增加较小、烧结时间下降较快，成品率降至最低，约为80%；六安镜铁矿配比为25%时，烧结系数和全系数呈下降趋势，燃耗降低、成品率有所回升。

这与金属料的综合烧损及六安镜铁矿混合成球性差有关系。

6．烧结矿分析
表-8 实验烧结矿成份表
实验编号TFe FeO CaO SiO2 MgO R
1 56 9.57 11.6 5.93 1.81 1.96
2 53.5 9.59 14.05 6.97 1.41 2.02
3 53.6 9.16 14.07 6.72 1.85 2.09
4 54.8 9.48 13.7 6.19 1.86 2.21
表-9 理论烧结矿成份表
实验编号TFe FeO CaO SiO2 MgO R
1 55.88 6.07 11.54 1.80 0.75 1.90
2 52.65 7.38 14.02 2.02 1.1
3 1.90
3 53.40 7.07 13.43 1.93 1.1
4 1.90
4 53.79 6.91 13.13 1.89 1.1
5 1.90
由于此次实验金属料综合硅高，配料中灰石配比使用太高，达到了19%，因此，石灰石质量的稳定性对烧结矿化学成份稳定产生了较大的影响，实验中出现了碱度异常高的现象，我们通过对碱度折中后进行比较，与理论计算是吻合的，
表-10 R折1.9倍后烧结矿品位对比表
实验编号 1 2 3 4
未折前56 53.5 53.6 54.8
折1.9倍后56.24 53.98 54.36 56.04
随着大石河低品铁精粉配比降低，六安镜铁矿配比增加，烧结矿品位呈上升趋势，因此，六安镜铁矿相比大石河低品铁精粉是提品位的金属料。

表-11 烧结矿粒度分析
试验编号＞40（%）40-25（%）25-16（%）16-10（%）10-5（%）＜5（%）平均粒径1-1 9.36 22.86 15.90 16.58 18.58 16.72 19.47052 1-2 3.83 25.87 16.55 18.54 19.04 16.17 18.17797 2-1 0.74 15.32 19.11 23.34 23.40 18.09 14.81511 2-2 1.99 14.06 16.93 24.79 24.42 17.82 14.81569 3-1 1.85 13.90 18.66 24.44 20.75 20.40 14.84011 3-2 1.06 15.30 20.82 24.30 18.93 19.59 15.16723 4-1 1.31 16.85 19.98 26.53 16.24 19.09 15.68629 4-2 2.10 17.78 22.61 23.51 15.68 18.32 16.44163 通过烧结矿平均粒径可知，当单烧六安磁铁矿时，烧结矿的平均粒径最大，并且通过粒级组成来看，-5mm也最少，+40mm粒级最多，对改善烧结矿质量有一定好处。

当六安镜铁矿配10%时，烧结矿的平均粒径最小。

7 实验小结
1、六安镜铁矿中AL2O3含量较高，基本上为迁安地方磁铁矿粉的3倍，而六安磁铁矿AL2O3含量较迁安矿粉低0.1%。

2、六安磁铁矿、镜铁矿相比大石河低品铁精粉是提品位的金属料。

3、六安磁铁粉、镜铁矿均不利于混合料制粒，在工业生产中应重点改善制粒，提高烧结料层透气性。

4、六安磁铁矿配比为70%时，烧结燃耗最低，成品率最高，烧结矿粒级组成，平均粒径最好，但是烧结系数、全系数降低，生产成本高，生产中应合理搭配使用。

5、大石河低品铁精粉20%与六安镜铁矿50%烧结搭配时，烧结系数和全系数显著提升，烧结效率较高。

首钢矿业公司烧结厂
2011年4月27日。