影响烧结矿转鼓强度的因素研究

序号 1 2 3 4
国内矿 50 40 30 20
褐铁矿 30 40 50 60
巴西矿 20 20 20 20
由试验序号 1～4 数据作的图 （见图 1） 可以 看出：随着褐铁矿配比的增加，转鼓强度逐步 下降，褐铁矿从 30%增加到 60%，转鼓强度由 60.58%下降到 59.30%，下降了 1.28%；烧结矿 粒 度 组 成 ＜10mm 比 例 也 从 31.73% 上 升 到 36.41%，上升了 4.68%。
6.50 0.00 0.00 0.40 -1.50
见表 1 注
注：磁铁矿粒度组成：＞0.25mm：2.60% ；0.25～0.12mm：2.92%； 0.12～0.096mm：1.68%；0.096～0.075mm：5.88%；0.075～ 0.058mm：41.56%；0.058～0.045mm：9.60%；＜0.045mm：35.76%。
20 60
0
10
10 10
由试验序号 9～12 数据作的图 （见图 3） 可 以看出：逐步提高印度矿配比，由 0 上升到 60% ， 烧 结 矿 中 Al2O3 含 量 由 1.15% 上 升 到 2.96%；Al2O3/SiO2 由 0.20%上升到 0.51%。
由图 3 中可以看出，一定的铝硅比 （Al2O3/ SiO2=0.1～0.4） 是烧结生产获得铁酸钙矿物组成 的必要条件，当 Al2O3/SiO2 上升到 0.4%以后，烧 结矿中 Al2O3 含量超过 2.05 时，有利于玻璃体的 形成，抑制了结晶程度，烧结矿的冷强度恶化， 烧结矿转鼓强度呈下降趋势，同时，烧结矿粒 度组成＜10mm 比例也相 应 地 从 30.20% 上 升 到 43.11%，上升了 12.91%，上升幅度较大。
由试验序号 13～16 数据作图 （见图 4） 可以 看出：
（1） 随着轻烧白云石配比的提高，烧结矿 MgO 含量由 2.04%上升到 2.75%，利用系数由
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表 5 烧结矿 MgO 试验方案
序号
13 14 15 16
中和矿
59.70 59.30 58.90 58.50
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柳钢科技
2010 年第 1 期
影响烧结矿转鼓强度的因素研究
陈有升 罗秀传 张中中 农之建 韩正轩 杨美玲 谢运强 （烧结厂）
摘 要：为进一步提高烧结矿转鼓强度，烧结厂针对影响烧结矿转鼓强度的各个因素，如：褐 铁矿、磁铁矿、返矿的配比，碱度，烧结矿 MgO、FeO 含量，以及铝硅比等，进行了试验研究，探 讨在现有的原料条件下，各个因素的优化控制措施。
分析其主要原因： （1） 由于褐铁矿结晶水含量高 （麦克矿结晶 水含量为 5.90%），烧结过程中要排除大量的结 晶水，在固体燃料配比不变的情况下，随着褐 铁矿配比的提高，需排出结晶水数量上升，能 用于烧结过程中的有效热量变少，不利于高温 的保持，以及液相的生成。 （2） 由 于 褐 铁 矿 烧 结 温 度 仅 为 1 100 ～
（3） 烧结矿转鼓强度随着 MgO 由 2.04%上升 到 2.26%时呈上升趋势，主要是由于液相中生成 了CaO·MgO·2SiO2 及 2Mg·SiO2 抑制了 β-2CaO· SiO2 向 γ-2CaO·SiO2 转变，减轻或防止烧结矿 粉化，但随着 MgO 含量的上升，进而形成的镁 铁矿 MgO·Fe2O3 等高熔点化合物又抑制了铁酸 钙等低熔点化合物的形成，对改善转鼓强度不 利，此时在生产中应适当提高固体燃料配比， 才能保证含镁氧化物的完全熔化。因此燃料在 一定比例下，随着 MgO 提高，对烧结矿强度改 善作用不大。
4.3 烧结矿 Al2O3/SiO2 （铝硅比） 的试验及分析 烧结矿 Al2O3/SiO2 试验方案见表 4。试验烧
结矿 R 为 2.00 倍，焦粉配比为 4.0%，返矿配比
4.4 烧结矿 MgO 的试验及分析
烧结矿 MgO 试验方案见表 5。轻烧白云石 配比由 1.1%逐步提高到 4.4%，试验烧结矿 R 为 2.00 倍，外配返矿 30%，焦粉配比 4%。试验数 据略。
4.2 配用磁铁矿的试验及分析
配用磁铁矿试验方案见表 3。磁铁矿的配比
从 0%开始，按 10%的比例递增取代国内矿，褐
铁矿、巴西矿的配比不变。试验烧结矿 R 为
2.00 倍 ， MgO 为 （2.5 ±0.4） % ， 焦 粉 配 比 为
4.0%，返矿外配 30%。试验数据略。 表 3 配用磁铁矿试验方案 %
%
化学成分 SiO2 CaO MgO
Al2O3
粒度组成
烧损
＞8mm
8～5mm
5～ 3.15mm
3.15～ 1mm
1～ 0.25～ 0.25mm 0.12mm
1～ 0.12m
7.40 3.00 0.70 3.80 2.00 10.16 17.88 16.68 29.28 17.04 3.92 5.04 6.20 0.20 0.00 4.30 2.50 3.40 14.24 20.64 37.56 19.08 2.44 2.64 3.10 0.20 0.10 2.10 6.90 8.52 22.16 14.32 19.24 17.60 9.84 8.32
矿，配比从 30%开始，按 10%的比例递增取代 烧损大、结构疏松等特性，烧结利用系数、成
国内矿，巴西矿的配比不变。试验烧结矿 R 为 品率、返矿率、烧结速度、固体燃耗等指标也
2.00 倍，MgO 为 （2.5±0.4）%，焦粉配比 4.0%， 随之变差。
返矿外配 30%。试验数据略。 表 2 配用褐铁矿试验方案 %
Abstract：For improving the drum strengthen further, Sinter Plant carried out experimental investiga－ tion to discuss the optimum controlling measures for each factor such as limonite, magnetite, mixing ratio of return fines, basicity, contains of MgO and FeO in sintering ore, Al -Si ratio which influencing the drum strength of sintering ore under the current raw material condition.
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陈有升等：影响烧结矿转鼓强度的因素研究
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矿种 TFe FeO
国内矿 55.90 印度矿 61.80 褐铁矿 60.90 巴西矿 64.80 南非矿 64.60 中和矿 61.30 磁铁矿 65.00
6.06 4.71 3.17 4.42 2.18 4.83 26.92
表 1 原料物化性能
3.20 0.10 0.00 2.50 2.00 3.32 12.12 13.52 27.44 22.60 5.88 15.12
3.90 0.00 0.00 1.80 0.70 9.87 28.33 33.51 31.49 10.53 0.00 0.00
4.40 1.80 1.10 3.60 3.00 5.35 14.60 17.29 27.88 21.08 6.02 7.78
序号 5 6 7 8
国内矿 50 40 30 20
磁铁矿 0 10 20 30
褐铁矿 30 30 30 30
巴西矿 20 20 20 20
由试验序号 5～8 数据作的图 （见图 2） 可以
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看出：随着磁铁矿配比的增加，转鼓强度明显 上升。
分析其主要原因： （1） 由于磁铁矿粒度较细，堆比重高，结构 致密，比表面积大，颗粒间有较大的接触面， 烧结时生成比较少的液相即可固结成型，同时 磁铁矿氧化放热，在相同的燃料配比下，可以 获得更多的高温液相，所以逐渐提高磁铁矿比 例，有利于烧结矿转鼓强度的提高。 （2） 由于磁铁矿 SiO2 含量较高，增加磁铁 矿配比之后，烧结矿 SiO2 含量上升，在烧结矿 碱度保持 2.0 倍时，要相应提高 CaO 配比，有 利于烧结过程中铁酸钙液相的形成。由于烧结 过程中形成铁酸钙液相并不需要高温和过多的 燃料用量，且自身强度和还原性都相当好，因 此非常有利于烧结矿强度的提高。 因此，烧结矿转鼓强度在逐步提高磁铁矿 配比之后明显上升，由 60.53%上升到 64.00%， 上升了 3.47%；烧结矿粒度组成＜10mm 比例也 从 31.73%下降到 27.10%，下降了 4.63%。 其它指标如成品率、返矿率、固体燃耗等 也随着磁铁矿配比的增加而变好。 本次试验所用磁铁矿粒度较细，亲水性差， 因此随着配比的增加，不利于混合料制粒，透 气性有所下降，烧结速度变慢，随着逐步加大 磁铁矿配比，烧结过程利用系数有所降低。
关键词：烧结矿；转鼓强度；原料；返矿配比；碱度；烧结矿 MgO、FeO 含量；铝硅比
Research on Influencing Factors of Drum Strength of Sintering Ore
CHEN You-sheng LUO Xiu-chuan ZHANG Zhong-zhong NONG Zhi-jian HAN Zheng-xuan YANG Mei-lin XIE Yun-qiang （Sintering Plan）t
为 30%。试验通过逐步提高印度矿配比，验证
Al2O3/SiO2 对成品烧结矿强度影响的变化趋势。
试验数据略。
表 4 烧结矿 Al2O3/SiO2 试验方案 %
序号 9 10 11 12
国内矿 印度矿 磁铁矿 褐铁矿 巴西矿 南非矿
20
0
60 10
10 10
20 20 40 10 10 10
20 40 20 10 10 10
Key Words：Sintering Ore；Drum Strength；Raw Material；Mixing Ratio of Return Fines；Basici－ ty；Contains of MgO and FeO；Al-Si Ratio
1前言
烧结矿转鼓强度是评价烧结矿质量的重要 指标，是烧结矿机械强度的反映，对高炉冶炼 的技术经济指标具有较大的影响；针对烧结厂 烧结矿转鼓强度偏低，为找出原因，我们在目 前的原料条件下，模拟现有生产工艺条件，在 试验室对影响转鼓强度的褐铁矿配比、磁铁矿 配比、烧结矿的 Al2O3/SiO2、MgO、碱度、FeO 及返矿配比等因素进行了一系列试验，为生产
为返矿，成品矿按 ISO 标准测定转鼓指数。
1 250℃，且高温保持时间短，仅相当于赤、磁
4 试验方案及分析
4.1 配用褐铁矿的试验及分析
铁矿的 1/2～1/4，最终形成孔隙率大和结构相对 松散的烧结矿，导致烧结矿Baidu Nhomakorabea着褐铁矿配比的 增加，烧结矿转鼓强度指标变差。同时，随着
配用褐铁矿试验方案见表 2。褐铁矿为麦克 褐铁矿配加比例的上升，由于其结晶水含量高、
联系人：罗秀传，男，大专学历，高级工程师，现 为烧结厂技术科科长。
中提高烧结矿转鼓强度指标提供参考。
2 原料物化性能
试验用原料、燃料全部取自生产现场，各 种原料的物化性能见表 1。
3 试验方法
试验在 Φ300mm×600mm 的烧结杯中进行， 料层 600mm，装料量 56kg，点火负压 13.0kPa， 液 化 气 点 火 ， 点 火 温 度 1 000℃ ， 点 火 时 间 1.5min，烧结矿经破碎，置于 2m 高度连续落下 3 次，筛分后＞5mm 部分为成品矿，≤5m 部分
生石 灰粉 5.20 4.50 3.80 3.10
轻烧白 云石粉
1.10 2.20 3.30 4.40
焦粉
4.00 4.00 4.00 4.00
%
返矿
30.00 30.00 30.00 30.00
1.43t/m2·h，上升到了 1.60t/m2·h，上升了 0.17t/ m2·h。
（2） 烧结矿转鼓强度、成品率、＜10mm 粒级 比例，以及返矿率、固体燃耗等指标，则随着 MgO 由 2.04%上升到 2.26%而略有改善，但随着 MgO 进一步由 2.26%增加到 2.75%，各指标随之 变差。