評價(jià)鐵礦石質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)

1、SiO2%/TFe%值是評價(jià)鐵礦石質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)李小克（湘鋼生產(chǎn)管理部）摘要：鐵礦石SiO2%/TFe%值與高爐渣鐵比直接相關(guān)，可以作為評價(jià)鐵礦石質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)。降低鐵礦石SiO2%/TFe%值對改善高爐生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)有較好作用。關(guān)鍵詞：鐵礦石SiO2%/TFe%值 高爐渣鐵比0前言鐵礦石TFe%、扣鈣鎂TFe%是評價(jià)鐵礦石質(zhì)量的重要指標(biāo)。在SiO2%基本相同，TFe%相差較大的情況下，鐵礦石質(zhì)量好壞很容易區(qū)別。但是，當(dāng)某種鐵礦石TFe%較低且SiO2%也較低，另一種鐵礦石TFe%較高且SiO2%也較高，此時(shí)該如何比較？鐵礦石中SiO2%/TFe%值可以作為評價(jià)質(zhì)量的一個(gè)有用的參數(shù)。1鐵礦中的的

2、SiO2%/TFe%值代表了高爐渣鐵比1.1礦石渣鐵比計(jì)算式的推導(dǎo)。一噸鐵水由鐵礦石帶入的渣量（不包括燃料灰份）理論上可由下式計(jì)算：=/公斤 (1)；P=/公斤 (2)； 式中：1噸鐵水由礦石帶入的渣量/公斤；P1噸鐵水的礦耗/公斤， SiO2%、TFe%分別為鐵礦石中的SiO2%、TFe%含量； Si%高爐鐵水中Si%含量； Fe%鐵水中鐵元素的含量； (SiO2)%高爐爐渣中(SiO2)%含量； 0.96、1000分別為鐵元素收得率和鐵水公斤數(shù)量。將（2）式代入（1）式，整理得：=-取Fe%=94.5，Si%=0.0040，(SiO2)%=0.3250，代入（3）式，得：=3029.82*

3、SiO2%/TFe%-26.34/公斤 (3)。1.2鐵礦粉渣量、鐵量的計(jì)算。燒結(jié)礦和球團(tuán)礦都由鐵礦粉制成，降低鐵礦石SiO2%/TFe%值也就是降低鐵礦粉的SiO2%/TFe%值。現(xiàn)對幾種鐵礦粉的鐵量、渣量、渣鐵比進(jìn)行計(jì)算。以100公斤鐵礦粉為單位，配入的熔劑以高爐終渣堿度和(MgO)%含量為基準(zhǔn)，中間的燒結(jié)過程配料給予省略，只考慮起始點(diǎn)和終點(diǎn)。為簡化計(jì)算，忽略高爐爐塵量。假設(shè)鐵元素99%進(jìn)入鐵水，1%以FeO%的形式進(jìn)入渣量。進(jìn)入渣中的SiO2為：SiO2.z= SiO2.%-2.14Si%*W/公斤 (4)；W= /公斤 (5)；式中：SiO2.z100公斤鐵礦粉進(jìn)入渣中的SiO2量/公

4、斤；W100公斤鐵礦粉產(chǎn)生的鐵水量/公斤；鐵元素進(jìn)入鐵水中的比率。設(shè)定S以90%的比率，CaO、MgO、Al2O3以100%的比率進(jìn)入渣量，這個(gè)渣量為礦粉自身量量。參入計(jì)算的鐵礦粉種類和成份見表1。表1 鐵礦粉成份/%礦粉TFeFeOCaOMgOSiO2Al2O3SP澳粉62.02/0.060.213.581.350.0930.157南非粉65.48/0.1020.013.941.50.0410.061印度粉63.36/0.090.093.382.350.0330.04巴西粉64.81/0.020.014.181.090.050.052廣東精163.0610.340.450.844.681.4

5、20.1660.022安徽球精66.4827.50.280.326.470.350.050.01根據(jù)計(jì)算式（4）、（5）和設(shè)定，每種鐵礦粉產(chǎn)生的鐵水量和自身渣量見表2。表2 100公斤鐵礦粉產(chǎn)生的鐵水量和渣量/公斤 礦粉 鐵水量 CaOMgOSiO2Al2O3FeOS渣量總和澳粉64.970.060.213.021.350.780.0845.51南非粉68.590.1020.013.351.50.830.0375.83印度粉66.370.090.092.812.350.800.0306.18巴西粉67.890.020.013.591.090.820.0455.59廣東精166.060.450.

6、844.111.420.790.1497.77安徽球精69.640.280.325.870.350.820.0457.71換算成百分?jǐn)?shù)以后的自身渣成份見表3。表3 鐵礦粉自身渣的成份含量/%礦粉CaOMgOSiO2Al2O3FeOS總和澳粉1.093.8154.8424.4814.261.518100南非粉1.750.1757.4925.7214.240.633100印度粉1.461.4645.5438.0613.010.481100巴西粉0.360.1864.4319.5214.710.806100廣東精15.7910.8152.9318.2710.281.922100安徽球精3.634.1

7、576.174.5410.930.584100顯然，這樣的渣需要配入熔劑。設(shè)配入的生石灰和白云石量分別為X和Y，根據(jù)堿度平衡：=R (6)；根據(jù)MgO平衡：=(MgO)% (7)。式中：Z單種鐵礦粉自身的渣量/公斤；CaO%、MgO%、SiO2%單種鐵礦粉自身渣中的CaO%、MgO%和SiO2%含量；CaO%x、MgO%x、SiO2%x生石灰中的CaO%、MgO%和SiO2%含量； CaO%y、MgO%y、SiO2%y白云石中的CaO%、MgO%和SiO2%含量；R、(MgO)%高爐終渣的二元堿度和MgO%含量；0.9086、0.5364分別為生石灰和白云石的燒殘率。熔劑的化學(xué)成份見表4。取高

8、爐終渣二元堿度為1.15,，(MgO)%為8.50%，解（6）、（7）聯(lián)立方程式，得每種鐵礦粉的總渣量以及在高爐終渣中的化學(xué)成份，見表5、表6?？傇渴氰F礦粉自身的渣量與生石灰、白云石的燒殘量之和。熔劑燒殘量為熔劑量與燒殘率的乘積。表4 熔劑的化學(xué)成份/%熔劑TFeFeOCaOMgOSiO2Al2O3SP燒損合計(jì)生石灰00.00383.682.553.730.909.14100白云石00.00331.4920.221.020.90.00846.36100 表5 鐵礦粉的渣量和渣鐵比/kg礦粉自身渣量X Y生石灰燒殘量白云石燒殘量總渣量渣鐵比/kg/kg澳粉5.513.262.732.961.4

9、69.930.153南非粉5.833.154.142.862.2210.910.159印度粉6.182.573.632.341.9510.470.158巴西粉5.593.604.163.272.2311.090.163廣東精17.775.180.574.700.3012.770.193安徽球精7.716.524.295.922.3015.930.229表6 各種鐵礦粉的高爐終渣成份/%礦粉CaOMgOSiO2Al2O3FeOS總和R澳粉36.718.531.9214.127.910.841001.15南非粉37.028.532.1914.357.610.341001.15印度粉32.388.5

10、28.1523.007.680.291001.15巴西粉39.168.534.0510.467.410.411001.15廣東精138.818.533.7511.516.261.171001.15安徽球精44.468.538.662.815.290.281001.15因?yàn)椴豢紤]燃料帶入的渣量，所以渣鐵比顯得比較低，渣中的(FeO)%顯得比較高。但是設(shè)定的條件相同，不會影響最后的比較結(jié)果。1.3鐵礦粉 TFe%和SiO2%/TFe%值的區(qū)別比較。將各種礦粉的TFe%和SiO2%/TFe%值按TFe%高和SiO2%/TFe%低為順排隊(duì)，可以看到，TFe%高或扣鈣鎂TFe%高，不一定SiO2%/TF

11、e%值就低。這是兩種不同的順序。見表7。由此可以看出，高爐渣鐵比高低與鐵礦粉的SiO2/TFe值高低一致。由于SiO2/TFe值不同，渣鐵比最低的不是品位66%的安徽球精，而是品位62%的澳粉。見表8。表7 鐵礦粉排隊(duì)順序礦粉TFe/%扣鈣鎂TFe/%SiO2/TFe按TFe%順序按扣鈣鎂TFe%順序按SiO2/TFe順序澳粉62.0262.190.0577551南非粉65.4865.550.0602222印度粉63.3663.470.0533巴西粉64.8164.830.0645333廣東精163.0663.880.0742444安徽球精66.4866.880.0973115 注： 表示不參

12、加排序的例外情況。表8 高爐鐵渣比與礦粉SiO2/TFe值的比較礦粉渣鐵比/kg/kgSiO2/TFe按渣鐵比順序按SiO2/TFe順序澳粉0.1530.057711南非粉0.1590.060222印度粉0.1580.0533巴西粉0.1630.064533廣東精10.1930.074244安徽球精0.2290.097355 注： 表示不參加排序的例外情況。2例外的情況在上述幾種礦粉中，印度粉的SiO2/TFe值最低，但是渣鐵比不是最低。原因是印度粉的Al2O3%較高，使渣量增加。高爐終渣的（Al2O3）%在20%以上。這完全是另外一種渣系。這種渣的流動性將很差。為了提高流動性，需加大(MgO

13、)%含量，加入CaF2，進(jìn)一步又增加渣量。實(shí)際上高爐很少造這樣的渣。因此不具有普遍性。圖1是上述鐵礦粉中的Al2O3%和高爐終渣中的（Al2O3%）的散點(diǎn)分布圖。以渣中（Al2O3%）不超過16%為基準(zhǔn)，鐵礦粉中的Al2O3%相應(yīng)值為1.67%。也就是說，估計(jì)鐵礦粉的Al2O3%在1.67%以下時(shí)，SiO2/TFe值和高爐渣鐵比可以不受Al2O3%的影響，有較好地對應(yīng)。圖1 鐵礦粉C1中Al2O3%與高爐終渣C2中（Al2O3%）的散點(diǎn)圖3降低鐵礦石SiO2/TFe值與提高品位方向一致礦石SiO2%/TFe%值的倒數(shù)就是TFe%/SiO2%值，降低SiO2%/TFe%值就是提高TFe%/SiO

14、2%值，提高鐵礦石品位，兩者方向一致。4降低鐵礦石SiO2/TFe值改善了高爐指標(biāo)2009年湘鋼進(jìn)廠的大部份主要鐵礦粉的SiO2/TFe值比2008年有了下降，質(zhì)量得到了進(jìn)一步的提高。在2009年與2008年的比較中，富粉、澳粉、楊迪粉、FMG粉的TFe%和SiO2%都是同向變化。用SiO2%/TFe%進(jìn)行對比，這種變化是起了增加高爐渣鐵比還是降低了渣鐵比的作用，就很清楚了。由于鐵礦粉的質(zhì)量有了改進(jìn)，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦TFe%提高，SiO2%下降，2009年與2008比較，相當(dāng)于在2008年TFe%基礎(chǔ)上，燒結(jié)礦SiO2%下降56.37%*0.0074=0.42%，球團(tuán)礦SiO2%下降61.46%

15、*0.0177=1.09%。見表10。表10 燒結(jié)礦和球團(tuán)礦主要質(zhì)量指標(biāo)比較/%時(shí)間/年燒結(jié)礦：TFeCaOMgOSiO2SiO2%/TFe%球團(tuán)礦：TFeSiO2SiO2%/TFe%200856.3710.141.965.280.093761.467.280.1184200957.239.311.904.940.086362.176.260.1007比較-0.0074-0.0177在燒結(jié)礦和球團(tuán)礦質(zhì)量提高的基礎(chǔ)上，2009年湘鋼煉鐵廠高爐焦比比2008年下降24.51公斤，利用系數(shù)提高0.12，入爐礦石TFe%提高0.74%，SiO2%/TFe%下降0.0071，整生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)水平得到提高。

16、如表11所示。表9 2008年與2009年燒結(jié)礦、球團(tuán)礦鐵料質(zhì)量比較時(shí)間/年2008 2009礦種TFeSiO2SiO2%/TFe%TFeSiO2SiO2%/TFe%比較中品位粉55.209.510.1723/精1粉62.565.020.080262.843.810.0606-0.0196高硅精163.278.700.137563.278.680.1372-0.0003富粉60.965.790.095061.206.050.0988+0.0038鐵皮67.574.390.065068.613.590.0523-0.0127澳粉61.434.260.069361.113.950.0646-0.0

17、047南非粉64.454.580.071164.624.290.0664-0.0047印粉61.984.410.071260.165.670.0942+0.0230巴西粉65.073.010.046264.8430.0463+0.0001楊迪粉57.745.290.091657.644.920.0854-0.0062巴西精67.411.850.027467.901.340.0197-0.0077Mac61.414.130.067261.543.600.0585-0.0087FMG58.264.550.078158.864.910.0834+0.0053越南粉/61.593.140.0510/俄

18、精粉63.500.810.0128/印尼粉61.423.550.0578/造球精粉63.376.030.095263.704.620.0725-0.0227降低高爐焦比有多種因素，渣鐵比減少是其中之一?？鄢剂匣曳莸脑?，入爐礦石SiO2%/TFe%下降使渣鐵比減少約20公斤/噸左右。高爐渣量減少100公斤可降低綜合焦比的3%1，約15公斤/噸。降低20公斤渣量則可降低焦比3公斤左右，在高爐增鐵節(jié)焦中起了作用。表11 高爐主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)比較 時(shí)間/年利用系數(shù)/t/m3.h焦比/kg/t綜合焦比/kg/tTFe/%扣鈣鎂TFe/%SiO2/%SiO2%/TFe%風(fēng)溫/富氧率/%渣鐵比/kg/t20082.434363.97508.2957.7963.785.290.