对高炉精料的几点看法沐继尧（武汉冶金科技大学）提要本文提出高炉精料应考虑铁矿石、焦炭及合 理炉料结构三个方面。对铁矿石精料要求的八字诀是：“高、熟、稳、好、少、净、匀、小”，对 焦炭精料要求的四字诀是：“高、低、少、好”。并认为今后应更加重视铁矿石及焦炭热态冶金性 能。关键词高炉炉料，
烧结矿，
焦炭，炉料结构原料是高炉冶炼的基础，高炉冶炼要取得良好的技 术经济指标必须使用精料。目前，我国炼铁界将高炉精料的要求概括为“高、熟、净、匀、小、稳 ”六个字并广为流传。但用这六个字来概括高炉精料尚不全面。首先，这六个字未涉及高炉冶炼中 的另一方面──焦炭；其次，仅就原料而言，这六个字也未能全面概括高炉冶炼对铁矿石的技术要 求。所以，本文将就高炉精料这个问题谈一点粗浅的看法供同行参考１高炉炼铁对原料的要求“高 、熟、净、匀、小、稳”六个字的含义是：铁矿石的入炉品位高，使用烧结矿或球团矿等熟料，尽 可能筛除—５ｍｍ的粉矿，粒度均匀，粒度小，化学成分稳定。上述要求无疑是正确的，无须赘述 。笔者认为，高炉精料对铁矿石的要求除上述六个字外，还应加上两个字──“少”、“好”。“ 少”是指铁矿石所含的有害元素（Ｓ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｆ、Ｔｉ等）要少；“ 好”是指铁矿石的冶金性能（还原性、热态强度、软熔性能等）要好。在高炉炼铁生产中，
铁矿石 的冶金性能虽日益受到关注，但重视的程度尚远远不够。国内大多数炼铁厂对烧结矿和球团矿只作 转鼓及筛分检验，这种检验只说明烧结矿或球团矿在自然条件下的强度。实际上，铁矿石在高温、 高压及还原气氛下的冶金性能对高炉冶炼的影响比冷态性能的影响更重要。例如，某种烧结矿较全 面地达到了上述六个字的要求，转鼓指标也较好，但其还原性很差或低温还原粉化率很高或软熔温 度很低、软熔区间很宽或有害杂质很多，我们能说这种烧结矿好吗？又如，某种球团矿也较全面地 达到了六个字的要求，其抗压强度也很好，但由于某种原因，还原膨胀率很高，还原后的热态抗压 强度很低，我们能说这种球团矿是精料吗？所以，高炉精料对铁矿石的要求应该用八个字──“高 、熟、稳、好、少、净、匀、小”来概括。这八个字的要求，从理论上讲是不可偏废的，无论缺少 哪一个字都会给高炉冶炼带来不同程度的不利影响。但在实际生产中，由于各方面条件的限制，很 难全面达到。各厂可根据自己的实际，尽可能按上述八个字的顺序努力而为之。２高炉炼铁对焦炭 的要求焦炭是高炉炉料不可缺少的组成部分。一般情况下，焦炭占炉料总体积的５０％左右。焦炭 为高炉冶炼提供热量及还原剂，焦炭是在高炉内唯一不软化、不熔化的炉料，高炉联系人：沐继尧 （４３００８１）武汉市青山区武汉钢铁学院料柱的透气性是靠焦炭维持的。所以，讨论高炉精料 问题不能忽视对焦炭的质量要求。高炉冶炼对焦炭的质量要求是：“强度高、灰分低、有害杂质少 、冶金性能好”。上述要求可用“高、低、少、好”四个字来概括。高炉炼铁生产历来十分重视焦 炭的强度（尤其是大型高炉），对焦炭的灰分和含硫量也很重视。但对除硫以外的有害元素及焦炭 的热态冶金性能的重视尚未达到应有的程度。１）焦炭的有害杂质除硫外还应重视其Ｋ、Ｎａ的含 量。焦炭有可能将碱金属带入高炉，造成碱金属在高炉内的循环富集并给高炉冶炼带来一系列的不 利影响［１］。此外，碱金属是焦炭熔损反应（ＣＯ２＋Ｃ＝２ＣＯ）的催化剂，能加速上述反应 的进行，扩大直接还原区域并加快焦炭粒度的细化，降低焦炭的热强度，从而恶化高炉料柱的透气 性，尤其是高炉软熔带的透气性。因为层装时，在高炉的软熔带，煤气全部通过焦炭窗向上运动， 焦炭窗相当于一个煤气过滤器，煤气中所携带的碱金属（碱蒸汽或微粒）将有相当一部分被这里的 焦炭所吸附，可能加剧焦炭的细化，从而恶化软熔带的透气性。２）应重视焦炭的冶金性能──焦 炭的反应性、抗碱性及热强度。焦炭的反映性是指焦炭中的碳与ＣＯ２进行反应的能力（Ｃ＋ＣＯ ２＝２ＣＯ）。焦炭的反应性常用上述反应开始剧烈进行的温度或同一温度下上述反应进行的速率 来评价。冶炼普通生铁的高炉，要求焦炭的反应性差一些（即上述反映剧烈进行的温度高一些，反 应速率低一些），使间接还原区扩大，利于降低焦比和改善高炉料柱的透气性。抗碱性是反映焦炭 在碱金属的作用下，熔损反应增长速率的大小的，增长速率大的，抗碱性差；反之抗碱性好。我们 希望使用抗碱住好的焦炭，以减轻碱金属的不利影响。焦炭在高炉内要承受炉料的相互挤压和摩擦 ，要受到高于其炭化温度的作用，要遭到高温煤气流的冲涮，要与ＣＯ２、碱金属等产生化学反应 。有时还会受到突然的冲击作用（崩料或坐料），亦会受到液体渣铁的冲涮并与其产生化学反应。 所以焦炭的冷态强度好，不一定能说明焦炭在高炉内能承受住种种考验。高炉解剖调查发现：高炉 自上而下，焦炭的平均粒度逐渐减小，—１０ｍｍ的焦炭逐渐增加，焦炭的强度也相应降低［２］ 。可见，焦炭的热强度比冷强度更为重要。近几年国外正努力加强这方面的研究。我们也应努力寻 找一种比Ｍ４０和Ｍ１０更好的焦炭质量指标，以更好地适应高炉炼铁生产发展的要求。３炉料结 构的选择高炉炉料除使用优质的铁矿石和焦炭外，各种炉料还应有一个合理的结构。有一种论点认 为高炉最合理的炉料结构就是高碱度烧结矿配酸性球团矿。有些不具备搞球团矿的厂也千方百计想 上球团，使自己的炉料结构符合上述模式。这种做法显然是片面的。高炉炉料结构的选择一般可用 下列标准衡量：（１）因地制宜，便于实施。应立足本厂的实际条件（如矿石资源、加工条件、交 通运输、资金等）来确定炉料结构。（２）铁矿石应尽可能满足上述“八字诀”的要求，焦炭应尽 可能满足上述“四字诀”的要求。（３）不加或尽量少加石灰石，并保证炉渣成分及性能满足高炉 冶炼的各种要求。（４）高炉炼铁生产能取得良好的技术经济指标及经济效益。其中第（１）点是 确定高炉合理炉料结构的基点，第（２）、（３）点是对各种炉料的质量要求，第（４）点是高炉 合理炉料结构追求的目标。因此，不论高炉的炉料组成如何，只要能满足上述要求的均可视为高炉 的合理炉料结构。还有一个问题值得讨论，那就是单一炉料的冶金性能与混合炉料的冶金性能之间 有何关系？有人曾提出，从铁矿石软熔性能的角度考虑，除要求铁矿石具有较高的较熔温度和较窄 的软熔温度区间之外，所用的各种铁矿石（烧结矿、球团矿和块矿）的软熔性能（指软熔温度和软 熔温度区间）应该接近，使各种炉料相互“兼容”，否则，将会扩大软熔带，不利于高炉冶炼。其 它的冶金性能有没有类似的问题呢？为了探讨上述问题，我们在实验室进行了单一炉料和混合炉料 （各种炉料结构）冶金性能的试验，结果见表１［２］。下面仅就本次有限的试验结果进行一些探 讨。为了便于说明混合炉料冶金性能的变化，我们使用了混合炉料冶金性能计算值，混合炉料冶金 性能的计算值为各种炉料的配比与单一炉料冶金性能之积的代数和。例如：混合炉料ｍ０的还原度 计算值ＲＩ＇按表１的数值计算，其数值为：１）还原度各种混合炉料实测的还原度ＲＩ（见表１ ）与其计算还原度ＲＩ＇列于表２。由表２看出：混合炉料的实测还原度大多数接近或超过单一炉 料及混合炉料的计算还原度，推测其原因，可能是混合炉料的透气性有所改善所致。２）低温还原 粉化率由表１、表３看出：大多数混合炉料实测的ＲＤＩ均高于单一炉料的ＲＤＩ及计算的ＲＤＩ ＇，其原因尚不大清楚（也可能和还原度有关）。３）软熔性能由表１、表４看出，混合炉料的软 化开始温度ＴＡ，软化终于温度Ｔｓ及渣铁开始滴落温度Ｔｍ均明显地高干单一炉料或混合炉料的 计算值，其原因可能与混合炉料的还原度较高有关（因为软熔温度随预还原度的提高而提高）。△ ＴＳＡ、△Ｔｍｓ及Ｂ三个参数的变化看不出什么规律性。综上所述，高炉精料应考虑铁矿石及焦 炭两种炉料。对铁矿石的精料要求是：“高、熟、稳、好、少、净、匀、小”；对焦炭的精料要求 是：“高、低、少、好”。此外，还要求高炉炉料具有合理的结构。能较好地满足上述三个方面要 求的炉料才算达到高炉精料的要求。在上述三个方面的要求中，我们特别强调了铁矿石和焦炭的热 态冶金性能。当然，在每个炼铁厂都建各种冶金性能的测试装置显然是难以做到的，但各厂对自己 常用的炉料全面地测定其冶金性能却是必要的。各厂在外购铁矿石和焦炭时，全面地测定其理化及
冶金性能，作为采购定价的依据及高炉冶炼的参考也是很有价值的。参考文献｜｜１沐继尧．高炉 冶炼中的碱金属．北京：冶金工业出版社，１９９２，１２２郑修悦，沐继尧．武钢高炉合理炉料 结构的探讨，９４＇第四届精料会议论文集，Ｐ３２７对高炉精料的几点看法@沐继尧$武汉冶金 科技大学高炉炉料，烧结矿，焦炭，炉料结构本文提出高炉精料应考虑铁矿石、焦炭及合理炉料结 构三个方面。对铁矿石精料要求的八字诀是：“高、熟、稳、好、少、净、匀、小”，对焦炭精料 要求的四字诀是：“高、低、少、好”。并认为今后应更加重视铁矿石及焦炭热态冶金性能。１沐 继尧．高炉冶炼中的碱金属．北京：冶金工业出版社，１９９２，１２２郑修悦，沐继尧．武钢高 炉合理炉料结构的探讨，９４＇第四届精料会议论文集，Ｐ３２７年国外正努力加强这方面的研究 。我们也应努力寻找一种比Ｍ４０和Ｍ１０更好的焦炭质量指标，以更好地适应高炉炼铁生产发展 的要求。３炉料结构的选择高炉炉料除使用优质的铁矿石和焦炭外，各种炉料还应有一个合理的结 构。有一种论点认为高炉最合理的炉料结构就是高碱度烧结矿配酸性球团矿。有些不具备搞球团矿 的厂也千方百计想上球团，使自己的炉料结构符合上述模式。这种做法显然是片面的。高炉炉料结构的选择一般可用下列标准衡量：（１）因地制宜，便于实施。应立足本厂的实际条件（如矿石资源、加工条件、交通运输、资金等）来确定炉料结构。（２）铁矿石应尽可能满足上述“八字诀”的要求，焦炭应尽可能满足上述“四字诀”的要求。（３）不加或尽量少加石灰石，并保证炉渣成