翼钢烧结矿的冶金性能

从表4可看出几种块矿的低温还原粉化率差异不大，澳大利亚块矿较好，印度块矿和海南块矿较差。粒度<0.5 mm的印度块矿和海南块矿的低温还原粉化率偏高。从烧结矿的低温还原粉化率测定结果看，3种碱度R=(CaO／SiO2)、不同配比烧结矿的低温还原粉化率差异不大，而且它们的低温还原粉化率的变化规律基本随碱度提高而增加，但均小于17.51％，这对高炉生产有利，符合高炉生产的要求。

3 分析讨论

为了提高烧结矿的质量，可以通过分析碱度与低温还原粉化率的关系来改善烧结矿的质量。本试验采用Origin软件对碱度和低温还原粉化率进行处理，结果示于图1。可看出，随碱度增加烧结矿的低温还原粉化率提高。随TFe增加，碱度在一定范围内线形减少。这表明可以通过控制碱度来控制烧结矿的低温还原粉化率。

由于牛顿插值法具备拉格朗日插值与逐次插值的优点，所以试验选用牛顿插值法来推导碱度与温还原粉化率及TFe的定性关系，即：

R3(x)= -581.61x3+3053.54x2-5296.45x+3124.96                               (1)

式中，R为不同原料的碱度；z为不同原料的低温还粉化率。

式(1)即为用数学方法推导出来的翼钢烧结矿碱度与低温还原粉化率的定性经验关系式。同理可计算算碱度与TFe的定性关系为：

R3(x)=218.97x3-1158.53x2+2031.19x-1133.17                                 (2)

碱度是影响烧结矿低温还原粉化率的一个重要素。随着烧结矿碱度的提高，烧结矿的矿物组成生了明显的变化，铁酸钙增多，玻璃相减少，而且因为高碱度烧结矿熔融充分，由薄壁多孔状变为厚壁块状。同时，在高碱度烧结矿中大量的磁铁矿受铁酸钙的熔蚀，以熔蚀状与铁酸钙交织在一起，呈网状结构，与磁铁矿被粘结相胶结的形式大不相同，提高了烧结矿的强度。碱度提高后，由于熔剂用量增大，其分解产生的CO。含量增加，使料层中氧化气氛增强，促进Fe2+向Fe3+的转化，抑制了FeO的生成，同时烧结料层中氧化性气氛增强，这有利于磁铁矿的氧化和铁酸钙系粘结相的稳定形成。正是由于烧结过程中产生的粘结相总量及铁酸钙数量减少、显微结构均匀性恶化，裂纹扩展，导致烧结矿的低温还原粉化性能变差。要改善烧结矿的低温还原粉化率指标，生产中应促进有利于粘结相和针状铁酸钙数量增多以及显微结构均匀的这类反应的发生。

综上分析可知，在一定的碱度范围，随着碱度增加，低温还原粉化率提高。

4 影响原因和防止措施

4．1影响原因

烧结矿产生低温还原粉化主要是由于Fe₂O3还原为Fe₃O₄时体积发生膨胀，致使烧结矿表层破裂。其影响因素为：①原料条件。矿石原料主要有磁铁矿和赤铁矿2种，由于矿石种类不同，生产的烧结矿中的Fe₂O₃含量不同。当烧结矿中的Fe₂O₃含量较高时，其低温粉化较严重；②烧结工艺条件。高料层、低碳、FeO含量低(<8％)时，烧结矿的低温还原粉化率高；机上冷却速度过快，致使磁铁矿再氧化，Fe₂O₃增加，低温还原粉化较高；③高碱度及高MgO含量烧结矿。由于Fe₂O₃与MgO结合时游离的Fe₂O₃少，这可降低烧结矿的低温还原粉化率；④精矿及其它矿石中含有特殊元素，如将促进反应进行，造成烧结矿的低温还原粉化严重。

4．2防止措施

防止低温还原粉化的措施有以下几点：①生产高碱度及高MgO的烧结矿；②在烧结原料中减少TiO₂、K₂O、Na₂O的含量；③不要过分降低烧结矿中的Fe0含量；④在烧结矿表面喷洒CaCl₂稀溶液或在混合料中配加微量CaCl₂添加剂都能显著降低烧结矿的低温还原粉化率指数。烧结矿的低温还原粉化率指数低的主要原因有：①烧结矿中存在“残存赤铁矿”。本试验中配加了南非矿，南非矿为赤铁矿粉，在现有工艺条件下，大于3～5 cm的赤铁矿颗粒在烧结过程中没有或未完全与其它原料发生矿化反应，因而烧结矿中还存在残存赤铁矿。当烧结矿处于低温还原区时，三方晶系的赤铁矿被还原成等轴晶系的磁铁矿，产生体积膨胀，形成应力，致使晶格破坏，导致粉化。②受南非矿结构的影响。据资料表明，本试验使用的南非粉矿结构较致密，比常用的澳大利亚矿粉致密度高很多。通常，烧结混合料中疏松型矿石愈多，烧结矿的还原粉化指数愈好。这是因为残存的疏松矿石颗粒结晶排列疏松，孔洞分布均匀，在低温还原时能吸收一部分相变产生的膨胀应力。反之，致密型矿石愈多，烧结矿还原粉化愈差。

5 结论

(1)从块矿的低温还原粉化率指标看，澳大利亚块矿优于印度块矿和海南块矿。而且粒度<O．5 mm的印度块矿和海南块矿的低温还原粉化率偏高，这将影响高炉上部的透气性。(2)烧结矿的低温还原粉化率均较低。烧结矿的低温还原粉化率变化规律基本随碱度提高而增加，但是均低于17.5l％，可满足高炉生产的要求。(3)适当提高烧结矿中的MgO含量，有利于改善烧结矿的低温还原粉化性能。(4)翼钢球团矿的焙烧温度不够，在经过互相挤压和磨擦后会产生粉末，如果高炉配加量过多，会影响透气性，其还原膨胀指数较高。抗压性能低，即强度较低，不能完全满足高炉冶炼的要求，建议翼钢高炉配加球团矿时，配加量不要太大。