高氧化镁三元碱度烧结矿的研究昆明工学院，越州钢铁厂张家驹，周锡功，和秋昆，杨嘉摘要在高硅 、低铁、全粉矿烧结条件下，大幅度提高白云石配比和烧结矿ＭｇＯ含量，可显著提高烧结矿质量 ，获得强度高、还原性好、成品率达到８０％的高氧化镁烧结矿。关键词高氧化镁烧结矿，碱度， 成品率，转鼓指数１研究对象与目的云南省曲靖越州钢铁厂长期以来生产的烧结矿碱度虽高（１． ６～２．４），但强度甚差，成品率低，一般不超过６０％～７０％，还原性也较差，ＦｅＯ含量 一般在１３％～１６％。历年烧结矿的质量及化学成份见表１。可见，由于烧结原料含铁品位逐年 降低，致使烧结矿在碱度波动幅度不是很大的范围内，含铁量及扣氧化钙的含铁量大幅度下降；Ｓ ｉＯ＿２含量则显著升高；ＭｇＯ含量低，近年来虽有提高，但仍不超过３％。烧结矿质量差、风 化现象严重，粉末很多。加之高炉熟料率低，烧结矿仅占入炉矿石５０％，因此高炉仍需加入大量 生熔剂（石灰石、白云石共３５０～４１０ｋｇ／ｔ）。渣量高达１０００～参加试验研究工作的 有昆工；张昭盛、刘毓芳；越钢：陈永昆、樊健、王忠才、葛宝东等同志。１１００ｋｇ／ｔ，这 是高炉长期不顺、经常悬料、结瘤、炸瘤、入炉焦比高（达９００～９５０ｋｇ／ｔ）的主要原因 。高炉寿命低，原来是３年，后不到１．５年，三座高炉原来是一年修一座，后一年要修两座，因 此综合效益很差。解决问题的关键在提高烧结矿质量和熟料率，本研究的目的即是要提高烧结料白 云石配比，大幅度提高烧结矿ＭｇＯ含量，从而获得高ＭｇＯ（５％～９％）、高碱度（ＣａＯ／ ＳｉＯ＿２＝１．６～１．８）、高强度（转鼓指数７５％以上）、低ＦｅＯ（１４％以下）、高 成品率（８０％左右）的优质烧结矿，以使高炉基本不吃生熔剂，促进高炉顺行、长寿，从而改善 各项技术经济指标。２原、燃料试验采用越钢实际所用的烧结原、燃料，其化学成份见表２～３。 由表可见，矿石品位低、ＳｉＯ＿２高、Ａｌ＿２Ｏ＿３亦高；燃料（焦粉）固定碳低、灰份高， 其中的ＳｉＯ＿２甚高，进一步增加了烧结混合料中的ＳｉＯ＿２；石灰石质量较好；白云石质量 一般。铁矿石为大兑冲粉矿５０％，天花、清镇粉矿各２５％混合而成，粒度＜８ｍｍ，无精矿粉 ，属全粉矿烧结。熔剂和燃料粒度均＜３ｍｍ。基于以上条件和要求，决定了本烧结试验的基本特 点是：①全粉矿、高硅、低铁烧结；②高钙、高镁烧结；这是要求高碱度、高ＭｇＯ含量，提高烧 结矿质量的需要，另外原燃料中含Ａｌ＿２Ｏ＿３较高，使得高炉渣中Ａｌ＿２Ｏ＿３含量达到１ ７％～２０％，这种炉渣比较难熔，粘稠；提高烧结矿ＭｇＯ，使炉渣中ＭｇＯ含量达到１５％± ，也是改善高铝渣性能的需要。③高燃料配比，高配碳量烧结；这是由于焦粉本身灰份高，固定碳 低，而又是高硅、高钙、高镁烧结，需要消耗很大的热量，因此必须较高的燃料配比。以上特点概 括为：全粉矿、低铁、高硅、高镁、高钙、高燃料配比烧结。３正交优化试验及结果根据上述基本 条件和试验特点，进行正交设计试验，以求得提高烧结矿质量和成品率的最佳配比。选用四因素三 水平［Ｌ＿９（３）￣４］正交表，料层厚度固定为３００ｍｍ。四因素为：烧给矿碱度（ＣａＯ ／ＳｉＯ＿２）；白云石配比％；焦粉配比％，外加水配比％。三水平如表４所列。正交优化试验 分为甲（偶数）、乙（奇数）两组，各安排９个，共１８个。对每组每个试验均设定矿粉配比为７ ５％然后用微机进行配料计算，按碱度求出石灰石用量（％），最后将各种烧结料的设定配比按１ ００％折算为实际配比，在φ１６０ｍｍ烧结杯上进行抽风烧结试验，着重考察烧结矿成品率，转 鼓指数，ＦｅＯ含量，垂烧速度等四个指标，试验结果见表５。对该结果作了极差计算分析，各考 察指标与因素的关系示于图中。４对试验结果的分析据图，可将甲、乙两组试验效果，对比分析如 表６。由图及表６可见，甲组同乙组比较，乙组效果明显优于甲组。这是因为先甲后乙。在总结甲 组烧结实验的经验教训基础上，进行乙组试验，操作等方面的因素更有利。如甲组点火前未压料， 点火时间短，垂直烧结速度太快，在一定程度上影响了烧结质量（见图）。乙组则在点火前均将３ ２０ｍｍ厚的料层压至３００ｍｍ，同时，在点火时间和温度上均比甲组优越。因此，无论是成品 率和转鼓指数，乙组都比甲组高，取两组试验中最好者比较如表７。除正交试验甲乙两组共１８次 试验外，还做了５个特高白云石试验（设定配比３０％～５０％）其中外２￣＃和外５￣＃效果最 好，其配比和指标亦见表７。可见在碱度Ｒ＿２＝１．４条件下，当提高白云石实际配比到２８． ２％，石灰石配比必须大幅度降低到１７．６％，而Ｒ＿３在１．９±，这样烧结矿中ＭｇＯ含量 可达８％以上，使转鼓指数和成品率都达到８５％的优良效果（外２￣＃）。若碱度Ｒ＿２仍维持 在较高水平（如１．６），则转鼓指数虽然较高（８２％），但成品率却著显降低（只有７２％， 外５￣＃）。５结论１．全粉矿（粒度较粗），高硅、高钙、高镁、高碳（烧损大）烧结，料层透 气性极好，垂直烧结速度快，应加以适当控制，维持在２５～２６ｍｍ／ｍｉｎ水平为宜；过快则 影响烧结质量。２．高ＭｇＯ，高碱度烧结，烧给矿中ＦｅＯ含量均很低，在４％～８．５％水平 。一般很少超过７．５％，还原性能很好。因此垂直烧结速度和ＦｅＯ含量这两个指标都很好，不 会成为限制性环节，主要应考察成品率和转鼓指数。３．对成品率和转鼓指数影响最显著的因素是 白云石配比，其次是碱度。即随着它们的增加，烧结矿的成品率和强度显著提高。各次试验采集的 烧结矿样品，在室内纸袋包装保存５个月不粉化。４．适宜烧结配比和参数为：烧结矿碱度：Ｃａ Ｏ／ＳｉＯ＿２＝１．６～１．８，（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ＿２＝２．０±；白云石配比１ ５％～１６％（实际重量％），烧结矿ＭｇＯ含量５．５％～７．５％；燃料（焦粉）配比９％～ １０％，烧结混合料含碳量５％～６％；外加水份９％～１０％。若大幅度提高白云石用量，到２ ７％～２８％；烧结矿ＭｇＯ含量可达８％～９％，则应相应降低石灰石用量，使烧结矿碱度Ｒ＿ ２维持在１．４水平，不宜过高。５．按上述配比和参数烧结，烧结矿Ｔ．Ｆｅ在３１％～３５％ 之间，可获得高强度（转鼓指数７５％～８０％以上），高还原性（ＦｅＯ在８％以下），成品率 达到８０％或更高的高氧化镁优质烧结矿。参考文献：｜｜１张家驹．高硅原料烧结特征及对策． 钢铁，１９９２，２７（２）：１～５２张家驹等．高氧化镁高碱度烧结矿的研究．烧结球团，１ ９９２，（２）高氧化镁三元碱度烧结矿的研究@张家驹，周锡功，和秋昆，杨嘉$昆明工学院， 越州钢铁厂高氧化镁烧结矿，碱度，成品率，转鼓指数在高硅、低铁、全粉矿烧结条件下，大幅度 提高白云石配比和烧结矿ＭｇＯ含量，可显著提高烧结矿质量，获得强度高、还原性好、成品率达 到８０％的高氧化镁烧结矿。１张家驹．高硅原料烧结特征及对策．钢铁，１９９２，２７（２） ：１～５２张家驹等．高氧化镁高碱度烧结矿的研究．烧结球团，１９９２，（２）高硅、高钙、 高镁、高碳（烧损大）烧结，料层透气性极好，垂直烧结速度快，应加以适当控制，维持在２５～ ２６ｍｍ／ｍｉｎ水平为宜；过快则影响烧结质量。２．高ＭｇＯ，高碱度烧结，烧给矿中ＦｅＯ 含量均很低，在４％～８．５％水平。一般很少超过７．５％，还原性能很好。因此垂直烧结速度 和ＦｅＯ含量这两个指标都很好，不会成为限制性环节，主要应考察成品率和转鼓指数。３．对成 品率和转鼓指数影响最显著的因素是白云石配比，其次是碱度。即随着它们的增加，烧结矿的成品 率和强度显著提高。各次试验采集的烧结矿样品，在室内纸袋包装保存５个月不粉化。４．适宜烧 结配比和参数为：烧结矿碱度：ＣａＯ／ＳｉＯ＿２＝１．６～１．８，（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／Ｓ ｉＯ＿２＝２．０±；白云石配比１５％～１６％（实际重量％），烧结矿ＭｇＯ含量５．５％～ ７．５％；燃料（焦粉）配比９％～１０％，烧结混合料含碳量５％～６％；外加水份９％～１０ ％。若大幅度提高白云石用量，到２７％～２８％；烧结矿ＭｇＯ含量可达８％～９％，则应相应 降低石灰石用量，使烧结矿碱度Ｒ＿２维持在１．４水平，不宜过高。５．按上述配比和参数烧结 ，烧结矿Ｔ．Ｆｅ在３１％～３５％之间，可获得高强度（转鼓指数７５％～８０％以上），高还 原性（ＦｅＯ在８％以下），成品率达到８０％或更高的高氧化镁优质烧结矿。参考文献：｜｜１ 张家驹．高硅原料烧结特征及对策．钢铁，１９９２，２７（２）：１～５２张家驹等．高氧化镁 高碱度烧结矿的研究．烧结球团，１９９２，（２）高氧化镁三元碱度烧结矿的研究@张家驹，周 锡功，和秋昆，杨嘉$昆明工学院，越州钢铁厂高氧化镁烧结矿，碱度，成品率，转鼓指数在高硅 、低铁、全粉矿烧结条件下，大幅度提高白云石配比和烧结矿ＭｇＯ含量，可显著提高烧结矿质量，获得强度高、还原性好、成品率达到８０％的高氧化镁烧结矿。１张家驹．高硅原料烧结特征及对策．钢铁，１９９２，２７（２）：１～５２张家驹等．高氧化镁高碱度烧结矿的研究．烧结球团，１９９２，（２）
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