高品位烧结矿的研究与发展

高品位烧结矿的研究与发展

张瑞堂刘振林陈松

（济钢集团有限公司科技质量部，济南 250101）

摘要本文主要介绍了近年来国内外高品位烧结矿的研究和技术方面取得的长足进步，主要体现在瑞典皇家工学院的Edstrom等人的高铁高氧化钙烧结矿、高铁高氧化镁优化烧结矿的技术开发以及以SFCA为代表的优质粘结相生成理论研究等方面。

关键词高品位烧结 SFCA 开发

The Investigation and Progress of High Grade Sinter

Zhang Ruitang Liu Zhenlin Chen Song

(Technology and Quality Department of Jinan Iron and Steel Co, Jinan , 250101)

Abstract The paper introduces the great progress of technology and latest studies of high grade sinter domestic and overseas. The progress mainly noted as the technology development about high iron content high CaO sinter, high iron content high MaO sinter and the theoretics of high quality bonding phrase formation such as SFCA in Sweden's Royal Institute of Technology was discussed.

Key words high grade, sinter, SFCA, development

长期以来，高炉冶金工作者，希望生产一种含铁量很高的炉料，以获得高炉生产低渣量，低燃料消耗。当球团矿含铁量超过66%时，高炉使用效果很好。因此，冶金工作者们很希望生产出含铁量超过60%～61%并具有满足高炉生产需要的烧结矿。在这种希望下，瑞典皇家工学院Edstrom等人开始研究生产“优化烧结矿” 并取得了长足的进展。“优化烧结矿”的含义是：具有高的含铁量（65%～66%）和自熔性。

1 高品位烧结矿的开发

高品位烧结矿的研究与生产主要集中在北欧国家和钢铁厂，其中研究成果最突出的是瑞典皇家工学院的Edstrom等人。他们从1986年下半年开始，在皇家工学院和Oxelosund钢厂的实验室中，使用大约装150kg 混合料的烧结杯上进行研究高品位烧结矿的各种工艺方案，主要包括：磁铁精矿、赤铁矿（精矿）以及磁—赤混合精矿生产“优化烧结矿”。在实验中，各种实验流程见图1。

张瑞堂，男，工学学士，高级工程师，从事炼铁工艺技术管理。

刘振林，男，硕士，高级工程师，从事铁前系统工艺技术管理，jglzl@。

陈松，男，学士，工程师，从事科技管理工作。

第八届（2011）中国钢铁年会论文集

图1 对烧结矿进行的各种检验

1.1优化烧结矿的开发

“优化烧结矿”主要分为高铁—高氧化钙和高铁—高氧化镁烧结矿以及为解决炉渣成分和强度特性方面存在的问题而研究的“复合优化烧结矿”，这种烧结矿的优越性是能够满足高炉对冷强度、还原强度、还原性能的要求，以及高炉在低渣量操作时对软熔性能和高温性能的一些要求。瑞典、芬兰、法国等地的钢铁厂在实验室取得成功后，在生产试验期均未完全割弃正常的生产，而是缓缓提高烧结矿品位，试验期烧结矿品位保持在60%～63%左右，没有冒然把烧结矿品位一下提高到实验室的最高值65%～67%，也未试生产超高碱度或复合优化烧结矿。目前这几家钢铁厂的烧结矿品位均保持在60%左右的水平。

从含铁原料来看，磁、赤铁矿均可生产高品位烧结矿。在实验室中只需配入少量熔剂，如高铁—高氧化镁优化烧结矿，实验所用的烧结混合料组成如下：磁性烧结细精矿(MAF)94%，橄榄石(Olivine)2.3% ，石灰石（Limestone）1.7% ，生石灰（Burnt Lime）2.0%[1]。在高铁高氧化钙优化烧结下，橄榄石从混合料中被完全抽出来，而用一定量的石灰石代替。如果使用 3.5%的焦粉，使用这种混合料生产的烧结矿品位大约在65%，脉石氧化物的含量之和约8%~9%。与普通烧结矿比，虽然烧结矿渣量减少了，但烧结矿强度足够了。

要创造铁酸钙大量生成的条件，在二氧化硅含量较低且稳定的情况下，就必须多配入氧化钙，提高烧结矿的碱度。这就是高铁高氧化钙烧结矿试验的初衷，而这种优化烧结矿不是自熔性的，也就不宜使用100%高铁高氧化钙烧结矿来作高炉炉料。高铁高氧化镁优化烧结矿的高温性能较好。与高铁高氧化钙相比，软化温度较高，软熔区间较小，因此该烧结矿可改善高炉料柱的透气性。

鉴于高铁高氧化钙烧结矿（简称HC）的自熔性较差，高铁高氧化镁优化烧结矿（简称HM）的强度和还原性较差，Edstrom等人决定采用“复合烧结矿和非均质烧结矿”合二为一的方案。这一方案是对烧结工艺的一个重要改进。

1.2HC和HM烧结矿的优化与改进

由于高铁高氧化钙优化烧结矿碱度较高，因此决定通过往高铁高氧化钙优化烧结矿的混合料中添加粗颗粒石英（3～6mm），以生产一种“HCD”来改善碱度过高的状况。这是一种高铁—高氧化钙的复合优化烧结矿。粗石英不仅提供了为改善烧结矿自熔性能所必须的二氧化硅，而且将同时保持不起反应，留在烧结矿基体中。HCD与HC的结构相似，这是由于有相当大量的铁酸钙的缘故。

用生产HCD烧结矿同样的技术来生产HMD烧结矿时，向HM优化烧结矿的混合料中加入粗颗粒橄榄石的HMD烧结矿的冷强度与HM优化烧结矿相比并未改善。原先以为保留不变的粗颗粒橄榄石，有一部分与烧结料发生了反应。烧结矿的结构一部分由铁酸钙基质，另一部分由玻璃质渣相组成；一般来说，含硅酸二钙的玻璃粘结相，对烧结矿的强度是不利的。综上所述，HCD和HMD优化烧结矿不仅品位高（65%～66%），而且具有高的还原性、好的还原强度和高温冶金性能，具有自熔能力，与焦炭灰分在一起，形成体积小、成分适宜的高炉炉渣。