進(jìn)口鐵礦粉燒結(jié)性能及配礦方法

1、進(jìn)口鐵礦粉的燒結(jié)性能及配礦方法1.1.前言前言 隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，進(jìn)口鐵礦石數(shù)量已由隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，進(jìn)口鐵礦石數(shù)量已由20012001年的年的92309230萬噸增加到萬噸增加到20112011年的年的6865268652萬噸；占我國高爐煉鐵原料的比例也萬噸；占我國高爐煉鐵原料的比例也由由20012001年的年的35.96%35.96%上升到上升到20122012年年66.36%66.36%，我國高爐爐料形成了以進(jìn)，我國高爐爐料形成了以進(jìn)口礦為主的格局。因此認(rèn)識和掌握各種進(jìn)口鐵礦粉的燒結(jié)性能已成口礦為主的格局。因此認(rèn)識和掌握各種進(jìn)口鐵礦粉的燒結(jié)性能已成為我國發(fā)展鋼鐵工業(yè)的

2、一個重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。為我國發(fā)展鋼鐵工業(yè)的一個重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。 但認(rèn)識鐵礦粉的燒結(jié)性能不是一個較為簡單的技術(shù)理但認(rèn)識鐵礦粉的燒結(jié)性能不是一個較為簡單的技術(shù)理論問題，因為燒結(jié)的成礦過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，它論問題，因為燒結(jié)的成礦過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，它既有低溫下的固相反應(yīng)和新相生成，又有在高溫下的粘結(jié)相和液相既有低溫下的固相反應(yīng)和新相生成，又有在高溫下的粘結(jié)相和液相生成，還有在冷卻過程中的結(jié)晶、再結(jié)晶和相變過程。影響燒結(jié)過生成，還有在冷卻過程中的結(jié)晶、再結(jié)晶和相變過程。影響燒結(jié)過程成礦和固結(jié)的因素也很復(fù)雜，既有礦種化學(xué)成分和粒度的影響，程成礦和固結(jié)的因素也很復(fù)雜，既有礦種

3、化學(xué)成分和粒度的影響，又有堿度、配碳、加熱和冷卻速度的影響，還有氧化速度的影響等又有堿度、配碳、加熱和冷卻速度的影響，還有氧化速度的影響等等，其中礦種對燒結(jié)成礦和固結(jié)的影響是一個基本因素，礦種和配等，其中礦種對燒結(jié)成礦和固結(jié)的影響是一個基本因素，礦種和配礦的不同對燒結(jié)生產(chǎn)綜合反映出來的是燒結(jié)生產(chǎn)率和成品礦的強度，礦的不同對燒結(jié)生產(chǎn)綜合反映出來的是燒結(jié)生產(chǎn)率和成品礦的強度，是燒結(jié)生產(chǎn)最基本的兩個問題，即產(chǎn)量和強度問題。是燒結(jié)生產(chǎn)最基本的兩個問題，即產(chǎn)量和強度問題。2.2.進(jìn)口鐵礦粉的化學(xué)成分及粒度組成進(jìn)口鐵礦粉的化學(xué)成分及粒度組成 常見十八種進(jìn)口鐵礦粉的化學(xué)成分和粒度組常見十八種進(jìn)口鐵礦粉的化學(xué)

4、成分和粒度組成列于表成列于表1 1和表和表2 2，近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的化學(xué)成分，近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的化學(xué)成分和粒度組成列于表和粒度組成列于表3 3和表和表4 4。表表1 1 常見十八種進(jìn)口鐵礦粉化學(xué)成分常見十八種進(jìn)口鐵礦粉化學(xué)成分表表2 2 常見十八種進(jìn)口鐵礦粉的粒度組成常見十八種進(jìn)口鐵礦粉的粒度組成 由表由表1 1，表，表2 2可見，常見進(jìn)口鐵礦粉的含鐵品位均較高，可見，常見進(jìn)口鐵礦粉的含鐵品位均較高，僅有果阿、哈默斯利和紐曼稍低，處于僅有果阿、哈默斯利和紐曼稍低，處于626263%63%的范圍內(nèi)，揚迪鐵礦粉的范圍內(nèi)，揚迪鐵礦粉的品位最低，僅為的品位最低，僅為58.33%58.3

5、3%，但由于其結(jié)晶水含量達(dá)，但由于其結(jié)晶水含量達(dá)9.5%9.5%，燒結(jié)后的實際，燒結(jié)后的實際品位可達(dá)到品位可達(dá)到64.45%64.45%。澳大利亞的庫利安諾賓粉礦品位僅為。澳大利亞的庫利安諾賓粉礦品位僅為63.5%63.5%，但由，但由于其有于其有5.25%5.25%的燒損，實際品位達(dá)到的燒損，實際品位達(dá)到67%,67%,接近接近CVRDCVRD卡拉加斯和卡拉加斯和MBRMBRCSFCSF粉礦的含鐵品位。粉礦的含鐵品位。 常見進(jìn)口鐵礦粉的平均粒度均在常見進(jìn)口鐵礦粉的平均粒度均在2.02.03.0mm3.0mm之間，僅有之間，僅有MBRMBR的的CSFCSF粉較粗，平均粒度達(dá)到粉較粗，平均粒度達(dá)

6、到4.443mm4.443mm，庫得拉姆和卡羅爾湖礦粉平，庫得拉姆和卡羅爾湖礦粉平均粒度較細(xì)，低于均粒度較細(xì)，低于0.3mm0.3mm，鐵礦粉的粒度影響混合料透氣性最差的粒級，鐵礦粉的粒度影響混合料透氣性最差的粒級是是1.01.00.25mm0.25mm，大量的研究證明，這部分粒度既不能成為制粒的核心，大量的研究證明，這部分粒度既不能成為制粒的核心，也不能粘附于核心外圍，因此，需重視這部分粒級對混合料透氣性的影也不能粘附于核心外圍，因此，需重視這部分粒級對混合料透氣性的影響。響。表表3 3 近幾年新開發(fā)幾種鐵礦粉的化學(xué)成分及基礎(chǔ)特性近幾年新開發(fā)幾種鐵礦粉的化學(xué)成分及基礎(chǔ)特性表表4 4 近幾年新

7、開發(fā)的幾種鐵礦粉的粒度組成（近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的粒度組成（mmmm）3.3.常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的結(jié)果及分析常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的結(jié)果及分析 3.13.1常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的結(jié)果常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的結(jié)果 常見常見1818種進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的條件，單燒燒種進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的條件，單燒燒結(jié)指標(biāo)列于表結(jié)指標(biāo)列于表5 5，常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學(xué)成分，常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學(xué)成分及冶金性能列于表及冶金性能列于表6 6。表表5 5 常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的燒結(jié)指標(biāo)常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗的燒結(jié)指標(biāo)表表6 6 常見進(jìn)口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學(xué)成分及冶金性能常見進(jìn)口

8、鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學(xué)成分及冶金性能 3.2 3.2對常見進(jìn)品鐵礦粉燒結(jié)性能的分析對常見進(jìn)品鐵礦粉燒結(jié)性能的分析 影響鐵礦粉燒結(jié)性能的因素是多方面的，除了鐵礦粉自身的化學(xué)成分，影響鐵礦粉燒結(jié)性能的因素是多方面的，除了鐵礦粉自身的化學(xué)成分，粒度組成外，尚有堿度、料層厚度，配水配碳，抽風(fēng)負(fù)壓等燒結(jié)條件和工粒度組成外，尚有堿度、料層厚度，配水配碳，抽風(fēng)負(fù)壓等燒結(jié)條件和工藝操作的影響，還受到混合料其它礦種燒結(jié)性能的影響。本文是對一種鐵藝操作的影響，還受到混合料其它礦種燒結(jié)性能的影響。本文是對一種鐵礦粉單燒時燒結(jié)性能的分析，不討論外部條件的影響，考慮的是一種鐵礦礦粉單燒時燒結(jié)性能的分析，不討論外部條

9、件的影響，考慮的是一種鐵礦粉自身的因素也即其內(nèi)在因素的影響，燒結(jié)生產(chǎn)對鐵礦粉的基本要求是希粉自身的因素也即其內(nèi)在因素的影響，燒結(jié)生產(chǎn)對鐵礦粉的基本要求是希望燒結(jié)產(chǎn)量高和成品礦強度好，同時還要求成品礦含鐵品位高，望燒結(jié)產(chǎn)量高和成品礦強度好，同時還要求成品礦含鐵品位高，SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3和有害雜質(zhì)含量低，并具有良好的冶金性能。由表和有害雜質(zhì)含量低，并具有良好的冶金性能。由表3 3、表、表4 4可見，常見可見，常見進(jìn)口鐵礦粉的燒結(jié)性能，我國寶鋼、鞍鋼、馬鋼、武鋼、湘鋼、水鋼、興進(jìn)口鐵礦粉的燒結(jié)性能，我國寶鋼、鞍鋼、馬鋼、武鋼、湘鋼、水鋼、興澄特鋼和中南大學(xué)、北科大均進(jìn)行過

10、進(jìn)口鐵礦粉的單燒試驗，對進(jìn)口鐵礦澄特鋼和中南大學(xué)、北科大均進(jìn)行過進(jìn)口鐵礦粉的單燒試驗，對進(jìn)口鐵礦粉燒結(jié)性能的優(yōu)劣排過次序，如馬鋼于粉燒結(jié)性能的優(yōu)劣排過次序，如馬鋼于19941994年年1 12500m2500m3 3高爐投產(chǎn)前，公司高爐投產(chǎn)前，公司組織對若干種進(jìn)口鐵礦粉的燒結(jié)性能進(jìn)行了單種礦燒結(jié)杯試驗和燒結(jié)礦的組織對若干種進(jìn)口鐵礦粉的燒結(jié)性能進(jìn)行了單種礦燒結(jié)杯試驗和燒結(jié)礦的冶金性能試驗，結(jié)果排序燒結(jié)性能從優(yōu)到劣為：冶金性能試驗，結(jié)果排序燒結(jié)性能從優(yōu)到劣為：CVRDCVRD、紐曼、紐曼、MBRMBR、哈默斯、哈默斯利、羅布河；冶金性能從優(yōu)到劣為：利、羅布河；冶金性能從優(yōu)到劣為：MBRMBR、CV

11、RDCVRD、哈默斯利、紐曼、印度、哈默斯利、紐曼、印度H H礦。礦。 寶鋼在單燒的基礎(chǔ)上進(jìn)而對干料密度、寶鋼在單燒的基礎(chǔ)上進(jìn)而對干料密度、AlAl2 2O O3 3含量對冶金性能的影含量對冶金性能的影響作了系統(tǒng)的試驗研究，對進(jìn)口鐵礦粉進(jìn)行了綜合評價，將進(jìn)口鐵礦響作了系統(tǒng)的試驗研究，對進(jìn)口鐵礦粉進(jìn)行了綜合評價，將進(jìn)口鐵礦粉分為三類，粉分為三類，A A類：各項性能均較好的鐵礦粉有，卡拉加斯，類：各項性能均較好的鐵礦粉有，卡拉加斯，MBRMBR、依、依塔比拉、沙米丘及印度的塔比拉、沙米丘及印度的BAILABAILA（白蘭）；（白蘭）；B B類：各項性能尚好的紐曼、類：各項性能尚好的紐曼、揚迪、南非

12、的伊斯科、委內(nèi)瑞拉和加拿大的卡羅爾湖；揚迪、南非的伊斯科、委內(nèi)瑞拉和加拿大的卡羅爾湖；C C類：各項性能類：各項性能略差的有哈默斯利、羅布河和印度的果阿鐵礦粉。由十八種常見進(jìn)口略差的有哈默斯利、羅布河和印度的果阿鐵礦粉。由十八種常見進(jìn)口鐵礦粉的單燒主要指標(biāo)可見鐵礦粉的單燒主要指標(biāo)可見, ,巴西的巴西的MBRMBR粉礦粉礦, ,澳大利亞的庫利安諾賓和澳大利亞的庫利安諾賓和戈德沃斯粉礦戈德沃斯粉礦, ,印度庫得拉姆和印度庫得拉姆和H H礦的燒結(jié)指標(biāo)比較好礦的燒結(jié)指標(biāo)比較好, ,澳大利亞的哈默澳大利亞的哈默斯利、印度的天普樂和果阿粉礦以及加拿大的卡羅爾湖粉礦的燒結(jié)指斯利、印度的天普樂和果阿粉礦以及加

13、拿大的卡羅爾湖粉礦的燒結(jié)指標(biāo)比較差。標(biāo)比較差。 3.3 3.3 近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的燒結(jié)性能近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的燒結(jié)性能 近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結(jié)特性列于表近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結(jié)特性列于表7 7。( (下頁下頁) )表表7 近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結(jié)特性近幾年新開發(fā)的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結(jié)特性4. 4. 鐵礦粉的燒結(jié)特性及配礦方法鐵礦粉的燒結(jié)特性及配礦方法 4.1. 4.1. 按鐵礦粉的燒結(jié)反應(yīng)性合理搭配的方法按鐵礦粉的燒結(jié)反應(yīng)性合理搭配的方法 所謂燒結(jié)反應(yīng)性是礦粉的酸性脈石與所謂燒結(jié)反應(yīng)性是礦粉的酸性脈石與CaOCaO同化和熔化

14、反應(yīng)的同化和熔化反應(yīng)的能力，它可以用燒結(jié)生產(chǎn)率（利用系數(shù)）和成品礦的機(jī)械強度（轉(zhuǎn)鼓指數(shù)）能力，它可以用燒結(jié)生產(chǎn)率（利用系數(shù)）和成品礦的機(jī)械強度（轉(zhuǎn)鼓指數(shù)）這一對指數(shù)來表示。據(jù)此可將鐵礦粉的反應(yīng)性分為優(yōu)、中、差三類，在燒這一對指數(shù)來表示。據(jù)此可將鐵礦粉的反應(yīng)性分為優(yōu)、中、差三類，在燒結(jié)配礦時按三類不同合理搭配。結(jié)配礦時按三類不同合理搭配。 4.2.4.2.按鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性合理配礦的方法按鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性合理配礦的方法 鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性包括同化性、液相流動性、粘結(jié)相強鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性包括同化性、液相流動性、粘結(jié)相強度、生成鐵酸鈣的能力和連晶固結(jié)能力。配礦原則一般在化學(xué)成分、物理度

15、、生成鐵酸鈣的能力和連晶固結(jié)能力。配礦原則一般在化學(xué)成分、物理性能和滿足高爐煉鐵成本需求的條件下，使同化性高與同化低合理搭配，性能和滿足高爐煉鐵成本需求的條件下，使同化性高與同化低合理搭配，液相流動性指數(shù)低的與高的合理搭配，盡量多用粘結(jié)相自身強度高、鐵酸液相流動性指數(shù)低的與高的合理搭配，盡量多用粘結(jié)相自身強度高、鐵酸鈣生成能力強和連晶固結(jié)能力強的鐵礦粉，通過鐵礦粉基礎(chǔ)特性的合理搭鈣生成能力強和連晶固結(jié)能力強的鐵礦粉，通過鐵礦粉基礎(chǔ)特性的合理搭配，使鐵礦粉自身特性互補，獲得燒結(jié)生產(chǎn)所要求的質(zhì)量目標(biāo)。這是北科配，使鐵礦粉自身特性互補，獲得燒結(jié)生產(chǎn)所要求的質(zhì)量目標(biāo)。這是北科大吳勝利教授倡導(dǎo)的配礦方法

16、。大吳勝利教授倡導(dǎo)的配礦方法。 4.3 4.3 按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和AlAl2 2O O3 3含量高低三含量高低三個個 特性合理配礦的方法特性合理配礦的方法 這是巴西淡水河谷公司研發(fā)的配礦方法，鐵礦粉的三個這是巴西淡水河谷公司研發(fā)的配礦方法，鐵礦粉的三個特性都分為粗、中、細(xì)和高、中、低三類。礦粉晶粒的大小按特性都分為粗、中、細(xì)和高、中、低三類。礦粉晶粒的大小按40um40um的為細(xì)晶粒、的為細(xì)晶粒、40120um40120um的為中等晶粒，的為中等晶粒，120um120um的為粗晶粒，水化程的為粗晶粒，水化程度是指針礦含量對赤鐵礦含量的比例，一般可按

17、結(jié)晶水含量度是指針礦含量對赤鐵礦含量的比例，一般可按結(jié)晶水含量6%6%、6%3%6%3%、3%3%分為高、中、低三檔，分為高、中、低三檔，AlAl2 2O O3 3含量按含量按2%2%、2%1%2%1%和和1%1%分分為高、中、低三檔。當(dāng)鐵礦粉晶體顆粒小、水化程度高時，有利于提為高、中、低三檔。當(dāng)鐵礦粉晶體顆粒小、水化程度高時，有利于提高燒結(jié)的產(chǎn)量；當(dāng)晶體顆粒粗，低水化程度時有利于降低燃耗；細(xì)晶高燒結(jié)的產(chǎn)量；當(dāng)晶體顆粒粗，低水化程度時有利于降低燃耗；細(xì)晶體顆粒、低體顆粒、低AlAl2 2O O3 3含量有利于提高成品礦的強度和改善含量有利于提高成品礦的強度和改善RDIRDI指數(shù)。指數(shù)。5. 5

18、. 結(jié)論結(jié)論 由以上試驗研究分析和討論可以得出如下結(jié)論：由以上試驗研究分析和討論可以得出如下結(jié)論：鐵礦粉在一定條件下的單燒指標(biāo)及冶金性能是衡量和判斷進(jìn)口鐵鐵礦粉在一定條件下的單燒指標(biāo)及冶金性能是衡量和判斷進(jìn)口鐵礦粉質(zhì)量優(yōu)劣的一種重要方法。鐵礦粉燒結(jié)性能和質(zhì)量主要可以礦粉質(zhì)量優(yōu)劣的一種重要方法。鐵礦粉燒結(jié)性能和質(zhì)量主要可以從它們的化學(xué)成分、物理性能和燒結(jié)特性去分析和衡量。從它們的化學(xué)成分、物理性能和燒結(jié)特性去分析和衡量。鐵礦粉的燒結(jié)性能可以采用其燒結(jié)反應(yīng)性、同化性等五種基礎(chǔ)特鐵礦粉的燒結(jié)性能可以采用其燒結(jié)反應(yīng)性、同化性等五種基礎(chǔ)特性和其晶粒粗細(xì)、水化程度及性和其晶粒粗細(xì)、水化程度及AlAl2 2O O3 3含量高低三種配礦方法使其互含量高低三種配礦方法使其互補和調(diào)節(jié)。補和調(diào)節(jié)。鐵礦粉燒結(jié)反應(yīng)性的配礦方法是按反應(yīng)性的優(yōu)、中、差三類合理鐵礦粉燒結(jié)反應(yīng)性的配礦方法是按反應(yīng)性的優(yōu)、中、差三類合理搭配，用燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)率（利用系數(shù)）和成品礦轉(zhuǎn)鼓強度兩個指標(biāo)搭配，用燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)率（利用系數(shù)）和成品礦轉(zhuǎn)鼓強度兩個指標(biāo)表示的一種簡易配礦方法。表示的一種簡易配礦方法。鐵礦粉燒