南非塊礦與PB塊礦質(zhì)量對比分析

楊成，楊云

（山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司，山東肥城 271612）

試驗(yàn)研究

南非塊礦與PB塊礦質(zhì)量對比分析

楊成，楊云

（山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司，山東肥城 271612）

礦石的化學(xué)成分、物理性能和冶金性能分析表明，PB塊礦與南非塊礦相比，含鐵品位相當(dāng)，SiO2、Al2O3、S和堿金屬含量低，但P含量高，燒損大；PB塊礦的粒度、冷熱強(qiáng)度均不如南非塊礦；PB塊礦還原性明顯優(yōu)于南非塊礦62.7%。鑒于PB塊礦的性能，建議高爐使用時將PB塊礦布在高爐中心，減少低料線操作，采取礦焦混裝等措施，以改善料柱透氣性。

南非塊礦；PB塊礦；化學(xué)成分；物理性能；冶金性能

1 前言

隨著外礦普氏價格逐步走低，作為石橫特鋼長協(xié)礦的南非塊礦逐漸失去性價比優(yōu)勢，為此采購了價格相對便宜的PB塊礦。由于對PB塊礦性能及配加PB塊后對爐況的影響等缺乏了解，為此對兩種礦石的質(zhì)量情況進(jìn)行對比分析，以期對高爐生產(chǎn)提供指導(dǎo)。鐵礦石的質(zhì)量應(yīng)包括化學(xué)成分、物理性能和冶金性能3個方面，其中化學(xué)成分是基礎(chǔ)，物理性能是保證，冶金性能是關(guān)鍵。

2 礦石質(zhì)量對比分析

2.1 化學(xué)成分

塊礦作為直接入爐的高爐爐料，按照配礦的基本原則，首先要求含鐵品位高，SiO2含量低；其次是Al2O3的含量；第3是S、P、及K、Na等有害元素；第4是結(jié)晶水（LOI）含量。石橫特鋼常用的南非塊礦和PB塊礦的化學(xué)成分見表1。

表1 南非塊礦和PB塊礦化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

由表1可以看出，PB塊礦與南非塊礦相比，化學(xué)成分除P和結(jié)晶水含量偏高外，其主要化學(xué)成分比較優(yōu)良。PB塊礦與南非塊礦含鐵品位相差不大，但作為渣鐵比的源頭SiO2和Al2O3均較低，S和堿金屬的含量也很低，這些對高爐冶煉指標(biāo)無疑都是有利的；P含量偏高不會對高爐冶煉的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響；唯獨(dú)6.3%的燒損，在高爐上部會消耗一些熱量，只要不采用低料線操作，對高爐冶煉進(jìn)程也不會產(chǎn)生太大影響。

2.2 物理性能

塊礦的物理性能主要包括機(jī)械強(qiáng)度（轉(zhuǎn)鼓指數(shù)）、粒度及粒度組成和熱爆裂指數(shù)，現(xiàn)將北京科技大學(xué)冶金學(xué)院實(shí)測南非塊礦和PB塊礦物理性能結(jié)果列于表2。

由表2可見，PB塊礦的粒度、冷熱強(qiáng)度均不如南非塊礦；粒度組成中，南非塊礦-6.3mm的礦石比例為11%，而PB塊礦為20%。PB塊礦的A-0.5（7.8%）是南非塊礦（3.2%）的兩倍多。受PB塊礦結(jié)晶水含量較高影響，其DI-6.3達(dá)到了7.29%，對高爐塊狀帶的透氣性會產(chǎn)生輕微影響；同時結(jié)晶水分解要消耗一定的熱量，會對焦比產(chǎn)生一定影響。

在500～1 000℃，結(jié)晶水分解化學(xué)反應(yīng)式：2H2O＋C＝CO2＋H2－83 134 kJ；在1 000℃以上，H2O＋C＝CO＋H2－124 450 kJ。

表2 南非塊礦和PB塊礦物理性能%

2.3 冶金性能

塊礦的冶金性能與礦的種類和化學(xué)成分密切相關(guān)，900℃的還原性（RI），褐鐵礦因具有較高的孔隙率為最好；其次是赤鐵礦；磁鐵礦較難還原。500℃低溫還原粉化性能（RDI＋3.15）又與礦種及還原性相關(guān)，難還原的磁鐵塊礦還原粉化指數(shù)比較高，易還原的赤鐵礦的RDI＋3.15比較低。鐵塊礦的脈石組成和脈石量，對其軟熔性能有較大的影響。南非塊礦和PB塊礦的冶金性能見表3。

在表3中，900℃還原性（RI）測定方法基本參照ISO7215采用GB/T 13241—1991標(biāo)準(zhǔn)方法；500℃低溫還原粉化指數(shù)（RDI）采用GB/T 13242—1991標(biāo)準(zhǔn)方法；荷重軟化性能和熔滴性能采用北京科技大學(xué)許滿興設(shè)定的方法（USTB標(biāo)準(zhǔn)）。其中：TBS為開始軟化溫度，△TB為軟融區(qū)間，TS為開始熔融溫度，Td為開始滴落溫度，△T為熔滴區(qū)間，△P為料柱最高壓差，S為熔滴性能特征值。

表3 南非塊礦和PB塊礦的冶金性能

從表3可以看出，褐鐵礦PB塊礦RI（88.3%）明顯優(yōu)于赤鐵礦南非塊礦（62.7%），而RDI+3.15基本一致。PB塊礦的開始軟化溫度低（926℃）、軟融區(qū)間寬（226℃），高爐使用PB塊礦后，可能會造成爐身下部和爐腰部位軟化帶的透氣性惡化，因此在操作上要設(shè)法改善這一區(qū)域的透氣性。

PB塊礦的開始熔融溫度為1 487℃，開始滴落溫度為1 492℃，熔滴區(qū)間僅為5℃，S值為12.05 kPa·℃。礦石的熔滴性能是影響高爐冶煉過程最重要指標(biāo)，按國內(nèi)外的慣例，塊礦的S值≤40 kPa·℃是優(yōu)秀的。由此可見，PB塊礦的熔滴性能優(yōu)良，加上其低的SiO2和Al2O3含量，對改善高爐下部的透性有利，這些均為高爐配加PB塊礦提供了條件，能提高產(chǎn)量和降低焦比。

3 結(jié)語

通過對比分析南非塊礦及PB塊礦的化學(xué)成分、物理性能和冶金性能，對使用PB塊礦有如下建議：

1）考慮到PB塊礦的結(jié)晶水含量和熱爆性能，建議將PB塊盡量放在高爐中心。對于使用主皮帶供料的高爐來說，可使PB塊礦最后放料，保持在上料皮帶尾部，使得PB塊礦在料罐中上部。裝料制度采取多環(huán)布料且由外向里，使PB塊礦靠近中心。

2）鑒于PB塊礦軟化溫度低和軟融區(qū)間寬，建議礦焦混裝（在塊礦層中混裝入小焦丁）。理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐都證明這樣不僅能改善塊礦的還原性，還能有效改善這一帶的透氣性。目前，石橫特鋼已經(jīng)采取這一措施，但在放料順序上，可以讓二者更近一些。

3）以上數(shù)據(jù)部分引用了北京科技大學(xué)冶金學(xué)院的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與石橫特鋼使用塊礦實(shí)際性能有一定偏差。石橫特鋼使用PB塊礦后，還需進(jìn)一步分析和總結(jié)PB塊礦對爐況的影響，為保證高爐長期穩(wěn)定順行、繼續(xù)優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、降低燃料比提供指導(dǎo)。

Quality Comparison and Analysisbetween South Africa Oreand PB Ore

YANG Cheng,YANG Yun
（Shandong Shiheng Special Steel Group Co.,Ltd.,Feicheng 271612,China）

The analysis by ore chemical composition,physical properties and metallurgical performance showed that the PB ore compared with South Africa ore has high iron grade,SiO2,Al2O3,S and alkali metal content are low,but the content of P is high;The granularity,cold and hot strength of the PB ore are not better than South Africa ore;But the reductibility of the PB ore is better than the South Africa ore.In view of the performance of the PB ore,it is suggested that the ore should be distributed at the center of the blast furnace,reduce low stock line operation,mix the ore and coke together so that improve the vapor permeability of stock column.

South Africa ore;PB ore;chemical composition;physical property;metallurgical property

TF542

文章編號：1004-4620（2014）04-0035-02

2014-05-29

楊成，男，1986年生，2009年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院冶金技術(shù)專業(yè)。現(xiàn)為山東石橫特鋼集團(tuán)煉鐵廠技術(shù)科助理工程師，從事高爐工藝管理工作。