进口铁矿粉的烧结性能

进口铁矿粉的烧结性能 及质量分析
许满兴
（北京科技大学）
摘 要：本文重点介绍了进口铁矿粉的化学成分、粒度组成、 它们的单烧指标及冶金性能，引入了评价铁矿粉烧结 性能的一种新概念——铁矿粉的烧结性能取决于其晶 粒大小、水化程度和Al2O3含量。并对铁矿粉烧结性能 的基础理论作了必要的分析。 关键词：进口铁矿粉、烧结性能、单烧指标、质量分析。
单烧烧结指标列于表3，常见进口铁矿粉单烧试验成品矿的化 学成分及冶金性能列于表4。
表3
试验结果 铁矿粉名称
常见进口铁矿粉单烧试验的烧结指标［2］-［9］
烧结试验条件 烧结试验指标 混合料 H2O% 5.70 7.80 5.00 6.85 6.88 6.50 7.80 6.00 6.30 抽风负压 KP a 垂烧速度 mm/分 利用系数 t/m2.h 成品率 % 转鼓指数 % 数据提 供单位
如何正确认识进口铁矿粉的烧结性能及质量？这是一个值 得讨论的技术和理论问题。单烧值是铁矿粉模拟烧结生产，在 一定燃料配比、碱度及工艺参数条件下，进行烧结杯试验后所 得出的成品矿的产量、强度及质量指标，它是评价不同铁矿粉 利用价值的重要依据。正因为如此，可将各种进口铁矿粉的单 烧指标列出进行对比分析去认识它们的烧结性能，是认识各种 不同进口铁矿粉的烧结性能及质量的一种重要方法。
综合
马网 鞍钢 湘钢 兴澄 中南大学 湘钢 杭钢 鞍钢
天普乐 库得拉姆 印度 果 白 H 南非 加拿大 阿 兰 矿
伊斯科 阿索曼 卡罗尔湖
表4
国 别 进口铁矿粉名称
常见进口铁矿粉单烧试验成品矿的化学成分及冶金性能
主要化学成分 Cao/SiO2 TFe 58.71 58.69 58.79 63.59 59.65 56.98 55.47 59.85 56.00 57.00 57.80 59.47 56.13 58.20 58.40 57.10 59.85 SiO2 4.60 4.80 5.00 2.06 4.18 4.55 4.80 5.45 5.40 5.31 4.19 5.73 5.00 4.60 4.80 5.00 4.18 Al2O3 0.90 1.62 0.95 1.43 0.95 2.49 1.60 － 1.90 1.30 1.98 0.60 2.25 2.60 1.20 1.80 3.45 900℃RI（%） 74.60 84.40 68.9 65.4 70.6 67.0 76.0 82.0 － 78.0 86.4 － 55.8 － 62.0 63.9 87.4 500℃ DI＋3.15（%） 74.1 70.8 68.7 82.1 76.8 53.4 65.0 77.5 － 67.9 55.2 － 77.6 － 77.0 67.2 49.6 冶金性能 TBS（℃） 1100 1114 1140 1101 － 1130 1055 1070 － － 1078 － 1130 － － 1190 1103 TBE（℃） 1215 1298 1200 1266 － 1360 1285 1390 － － － － 1190 － － 1350 1333 △TB（℃） 115 184 60 165 － 230 230 320 － － － － 60 － － 160 230
伊斯科 阿索曼
卡罗尔湖
65.00 64.50
66.80
4.00 4.20
3.76
1.35 1.60
0.13
0.10 0.03
0.39
0.04 0.05
0.25
0.010 0.010
0.04
0.06 0.05
0.004
0.333 0.333
0.002
0.022 0.022
0.002
0.70 0.85
0.20
它既有低温下的固相反应和新相生成，又有在高温下的粘 结相和液相生成，还有在冷却过程中的结晶、再结晶和相变过 程。影响烧结过程成矿和固结的因素也很复杂，既有矿种化学 成分和粒度的影响，又有碱度、配碳、加热和冷却速度的影响， 还有氧化速度的影响等等，其中矿种对烧结成矿和固结的影响 是一个基本因素，矿种和配矿的不同对烧结生产综合反映出来 的是烧结生产率和成品矿的强度，是烧结生产最基本的两个问 题，即产量和强度问题。
常见十八种进口铁矿粉的粒度组成
5.0～3.0 15.0 11.8 6.3～1.0 56.0 16.14 13.79 1.0～0.28 6.46 6.3～0.15 69.0 17.93 13.0 22.0 6.3～1.0 46.7 15.71 14.3 － 14.3 6.3～1.0 51.0 17.66 20.26 24.84 18.24 1.10 15.44 23.4 28.5 18.0 24.17 31.3 21.4 18.4 20.30 21.47 1.50 22.12 14.20 9.46 19.6 (1-0.5)9.96 13.34 7.7 8.0 6.2 6.38 22.49 5.40 19.21 4.90 11.72 0.25～0.063 4.5 (-0.5)6.44 44.5 －0.063 10.5 3.0～1.0 25.4 19.9 1.0～0.25 23.3 16.8 1.0～0.15 10.5 0.28～0.1 6.18 0.25～0.125 11.7 13.8 －0.125 8.7 20.7 －0.15 26.0 －0.1 11.7 －0.15 24.0 4.81 6.7 18.6 22.2 2.56 7.64 92.0 6.15 15.70 MS 2.40 2.20 2.62 4.443 2.70 2.448 2.20 2.02 1.99 2.58 2.26 0.124 2.14 2.97 2.99 2.51 3.507
20.60
25.78 18.87 19.70 19.72 － 27.13 27.75 19.02
1.429
1.474 1.436 1.50 1.434 1.94 1.54 1.68 1.381
77.00
71.62 63.48 75.34 73.76 － 75.49 78.50 60.15
65.00
61.25 68.67 59.26 58.67 68.73 60.95 62.67 59.82
由表1，表2可见，大多数进口铁矿粉的含铁品位均较高，
仅有果阿、哈默斯利和纽曼稍低，处于62～63%的范围内，扬 迪铁矿粉的品位最低，仅为58.33%，但由于其结晶水含量达 9.5%，烧结后的实际品位可达到64.45%。澳大利亚的库利安诺 宾粉矿品位仅为63.5%，但由于其有5.25%的烧损，实际品位达 到67%。接近CVRD卡拉加斯和MBR CSF粉矿的含铁品位。 大多数进口铁矿粉的平均粒度均在2.0～3.0mm之间，仅有 MBR的CSF粉较粗，平均粒度达到4.443mm，库得拉姆和卡罗尔
72.63 65.00 72.32 47.41 64.44 62.73 61.52 68.00 64.00
宝钢 中南大学 湘钢 北科大 北科大 马钢 中南大学 鞍钢 兴澄
巴西
CVRD标准 烧结粉 MBR CSF MBR SF3.5 哈默斯利
澳 大 利 亚
纽
曼
库利安诺宾 戈德沃斯
扬
迪
1.78
2.05 1.80 2.10 1.80 2.00ห้องสมุดไป่ตู้1.78 2.19 1.80
常见十八种进口铁矿粉化学成分
Al2O3 0.74 1.02 0.70 1.25 0.81 2.10 1.43 0.92 1.71 Cao 0.01 0.01 0.03 0.12 0.076 0.067 0.070 0.020 0.072 MgO 0.02 0.02 0.03 0.06 0.06 0.04 0.10 0.07 0.05 S 0.008 0.007 0.005 0.007 0.01 0.011 0.011 0.035 0.01 P 0.036 0.046 0.026 0.044 0.033 0.063 0.046 0.083 0.057 K2O ＜0.01 ＜0.01 0.008 ＜0.01 ＜0.01 0.017 0.02 ＜0.01 0.017 Na2O ＜0.01 ＜0.01 0.005 ＜0.01 ＜0.01 0.025 0.023 ＜0.01 0.015 LoI 1.70 1.20 0.80 1.30 1.39 2.56 4.60 5.25 3.60
湖矿粉平均粒度较细，低于0.3mm，铁矿粉的粒度影响混合料
透气性最大的粒级是1.0～0.25mm，大量的研究［1］证明，这 部分粒度既不能成为制粒的核心，也不能粘附于核心外围，因
此，需重视这部分粒级对混合料透气性的影响。
表2
国 别 粒度组成(%) 铁矿粉名称 CVRD卡拉加斯 CVRD依塔比拉 巴 西 CVRD标准烧结粉 MBR CSF MBR SF3.5 哈默斯利 澳 大 利 亚 纽 曼 ＋8.0 2.3 3.3 － 18.43 － 3.66 0.7 6.0 1.5 15.92 6.71 － 1.46 6.40 1.37 0 8.75 8.0～5.0 13.6 13.7 ＋6.3 7.5 27.82 ＋6.3 7.0 12.69 12.1 6.0 8.0～6.3 5.0 14.29 9.32 － 12.32 8.0～6.3 7.80 25.70 8.0～6.3 0.3 22.53 －
1.前言
随着我国钢铁工业的快速发展，用于高炉炼铁国产铁矿 粉的比例近几年明显下降，钢铁生产的含铁原料很快以国产矿 为主转变为以国产进口两种资源的格局，进而还会很快转变为 以进口矿为主的格局。因此，试验研究和认识各种进口铁矿粉 的烧结性能及质量已经成为不可忽视的一个重要技术经济问题。 认识铁矿粉的烧结性能不是一个较为简单的技术理论问 题，因为烧结的成矿过程是一个复杂的物理化学变化过程，
2.进口铁矿粉的化学成分及粒度组成
常见十八种进口铁矿粉的化学成分列于表1，粒度组成列于表2
表1
国 别 化学成分铁矿粉 名称 CVRD卡拉加斯 CVRD依塔比拉 巴西 CVRD标准烧结粉 MBR CSF MBR SF3.5 哈默斯利 纽 澳大利亚 曼 TFe 67.50 63.65 66.00 67.00 66.00 62.92 62.08 63.50 64.68 SiO2 0.70 5.31 3.65 1.50 3.39 3.35 2.82 2.76 4.72
国别
Cao/ SiO2 1.80 2.00 2.10 1.80 1.80 2.06 2.00 1.87 1.81
料层厚度 mm
固体燃耗 kg/t
CVRD 卡拉加斯 CVRD依塔 比拉
600 480 480 550 550 550 480 500 700
53.50 60.00 45.93 61.35 62.09 72.53 67.50 67.50 58.80
0.01
0.10 0.05 0.01 0.01 0.008
0.036
0.05 0.029 0.02 0.05 0.063
0.003
－ 0.01 0.017 0.035 －
0.007
－ 0.011 － － －
9.50
4.29 1.10 3.80 2.40 1.05
天普乐 库得拉姆 印度 果 白 H 南非 加拿大 阿 兰 矿
510
550 550 480 700 480 480 500 550
64.80
74.30 － 46.11 62.81 － 51.09 50.60 －
7.20
7.10 6.60 5.00 － 7.80 4.50 4.80 6.40
10.00
12.00 10.78 10.00 13.00 10.00 10.00 11.00 10.78
14.70 10.00 10.00 11.00 11.00 12.00 10.00 10.70 13.00
17.06 － － 26.18 26.53 24.77 － 24.30 26.12
1.344 1.58 1.52 1.879 1.900 1.501 1.65 1.561 2.065
79.06 － 78.50 74.46 74.78 70.53 － 62.41 78.68
库利安诺宾 戈德沃斯 扬 迪
天普乐 库得拉姆 印度 果 白 H 阿 兰 矿
南非
伊斯科 阿索曼
6.3～1.0 65.10 21.23 31.09 － 2.0～1.0 1.5
加拿大
卡罗尔湖
－
26.2
27.8
0.295
3.常见进口铁矿粉单烧试验的结果及分析
3.1常见进口铁矿粉单烧试验的结果 常见18种进口铁矿粉单烧试验的条件，
库利安诺宾 戈德沃斯
扬
迪
58.33
63.00 65.4 62.50 64.50 67.85
4.92
2.75 3.04 4.20 2.75 0.96
1.15
2.25 0.49 2.10 2.48 1.02
0.110
0.050 0.84 0.60 0.02 0.01
0.15
0.050 0.17 0.05 0.10 0.01