李鐵軍 吳戰林  彭元飛  

（陜西龍門鋼鐵有限責任公司煉鐵廠  陜西  韓城  715405）

摘要：為了更好地利用各種鐵礦粉，合理優化配礦，降低燒結成本，提高燒結礦入爐率。現使用微型燒結系統對十種鐵礦粉的燒結基礎特性進行研究，研究方向包括同化性能、黏結相強度和液相流動性能。

關鍵詞：微型燒結；基礎特性；同化性能；黏結相強度；液相流動性能

1  前言

鋼鐵企業的鐵礦石存在種類復雜、來源不穩、燒結基礎特性數據缺乏等問題，燒結質量難以保證。實踐表明，鐵礦粉的燒結基礎特性由于礦粉種類不同而存在差異，通過對其研究可以為合理利用礦石資源及優化配礦提供理論依據。目前，我廠燒結礦占高爐入爐料原料的75% 以上，對燒結礦指標要求越來越高。同時，我廠對鐵礦粉燒結基礎特性的了解不夠深入，不能有目的的對世界各地的鐵礦粉進行合理的選擇和使用，無法實現有效的“優化配礦”。因此，我廠與重慶科技大學合作，引進了微型燒結系統對鐵礦粉進行深入分析研究。本文對十種鐵礦粉進行燒結基礎特性研究，為制定最優化配礦方案提供理論依據，同時為我廠原料進購提供數據支撐。

2  實驗

2.1  實驗原料

2.2  試驗方法

通過微型燒結實驗模擬燒結生產，對我廠十種重要燒結原料進行燒結基礎性能實驗。燒結基礎性能包括：同化性能、連晶強度、黏結相強度、液相流動性能。這里我們主要從同化性能、黏結相強度和液相流動性能方面著手。

2.2.1  同化性能

用電子天平秤取200目下鐵礦粉試樣0.8g，放入內徑為φ8mm的磨具內，用10Mpa壓力條件下保持10秒，壓制成φ8mm×6mm的圓柱體。用電子天平秤取小于200目CaO純試劑2.0g，放入內徑為φ20mm的磨具內，用20Mpa壓力條件下保持10秒，壓制成φ20mm的圓柱體。在同化性能實驗條件下，將制備好的鐵礦粉料柱和氧化鈣餅按要求放在微燒設備中進行實驗。

2.2.2  黏結相強度

用鐵礦粉和CaO純試劑充分混勻，配制2.0的二元堿度混勻料。然后稱0.8g混勻試樣，放入內徑為φ8mm的磨具內，用10Mpa壓力條件下保持10秒，壓制成φ8mm×6mm的圓柱體。在黏結相強度的實驗條件下，將料柱放入微燒設備中進行實驗。待冷卻后，對試樣進行抗壓強度測定。

2.2.3  液相流動性能

用鐵礦粉和CaO純試劑充分混勻，配制4.0的二元堿度混勻料。然后稱0.8g混勻試樣，放入內徑為φ8mm的磨具內，用10Mpa壓力條件下保持10秒，壓制成φ8mm×6mm的圓柱體。在液相流動性實驗條件下進行實驗。根據實驗前后的試樣面積比評價鐵礦粉流動性能。

3  結果及分析

3.1  同化性能

由上圖可見，十種礦粉的同化溫度存在較大差異。依據重慶科技大學與各合作鋼廠提供的數據參數，總結分析認為1250℃到1300℃均屬于同化性能合適的礦粉。從表中看出，礦種九、礦種一、礦種八、礦種二和礦種七的同化溫度合適，礦種十和礦種五同化溫度偏高。十種鐵礦粉的同化性由強到弱順序為：礦種三>礦種六>礦種四>礦種九>礦種一>礦種八>礦種二>礦種七>礦種十>礦種五。

由實驗結果可知，同化性能的不同取決于鐵礦粉自身的特性。實驗表明：致密程度小、結晶水含量高的鐵礦粉與CaO的同化能力較強，脈石成分中的SiO2和Al2O3含量較高、MgO含量較低的鐵礦粉，與CaO的同化能力較強。

3.2  黏結相強度

依據重慶科技大學與各合作鋼廠提供的數據參數，總結分析認為黏結相強度在3000N以上比較好，1000N-3000N中等，1000N以下為差。由上表可知，十種礦粉的粘結相強度均表現較好。十種鐵礦粉的黏結相強度由大到小的順序為：礦種六>礦種九>礦種七>礦種一>礦種十>礦種四>礦種二>礦種八>礦種三>礦種五。

研究表明鐵礦粉的黏結相強度的影響因素較為復雜，既與鐵礦粉的化學成分、礦物組成等常溫性能有關，又與鐵礦粉的同化性能、液相流動性能等高溫性能有關。

3.3  液相流動性能

依據重慶科技大學與各合作鋼廠提供的數據參數，總結分析認為在相同溫度條件下，流動性能在0.8-1.7為比較合適的范圍，1.7-2.0流動性中等，2.0以上流動性太好。在不同溫度條件下，溫度低的較溫度高的流動性要好。由上表可知，十種鐵礦粉液相流動性指數存在較大差異。在1250℃條件下，十種鐵礦粉的流動指數均為0。在1270℃條件下，礦種四的流動指數為0.36和礦種九的流動性指數為2.91，其余礦種的流動性指數為0。在1300℃條件下，礦種一出現流動，流動性指數為2.83。十種礦種的液相流動性由強到弱的順序為：礦種九>礦種四>礦種一>礦種二=礦種三=礦種五=礦種六=礦種七=礦種八=礦種十。

由實驗結果可看出，液相流動性能首先與溫度相關，一般情況下，隨著燒結溫度的升高，鐵礦粉的液相流動性相應地增大。同時鐵礦粉中SiO2和Al2O3含量對流動性也起到一定的作用，SiO2是燒結液相生成的基礎，Al2O3屬于高熔點物質，適當提高SiO2和Al2O3含量有利于增加燒結液相的流動性。

4  結論

（1）礦種九、礦種一、礦種八、礦種二和礦種七的同化溫度合適，礦種十和礦種五同化溫度偏高。十種鐵礦粉的同化性由強到弱順序為：礦種三>礦種六>礦種四>礦種九>礦種一>礦種八>礦種二>礦種七>礦種十>礦種五。

（2）十種礦粉的粘結相強度均大于3000N，粘結相強度表現較好。十種鐵礦粉的黏結相強度由大到小的順序為：礦種六>礦種九>礦種七>礦種一>礦種十>礦種四>礦種二>礦種八>礦種三>礦種五。

（3）礦種二、礦種三、礦種五、礦種六、礦種七、礦種八和礦種十這七種鐵礦粉不流動，礦種九流動性很好，礦種一流動性較差。十種礦種的液相流動性由強到弱的順序為：礦種九>礦種四>礦種一>礦種二=礦種三=礦種五=礦種六=礦種七=礦種八=礦種十。

參考文獻

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