改善燒結礦質量降低高爐煉鐵燃耗的措施研究

婁振國+韓濤+張繼沛+高路路

摘 要：燒結礦是由精礦粉、富礦粉添加入適量的石灰石粉、白云石粉，經過燒結而制成，它也是目前我國高爐煉鐵生產的主要原料之一。在高爐煉鐵中采用具有良好質量的燒結礦時，不僅能顯著改善造渣和還原過程，有利于順行與脫硫，而且還能明顯降低煉鐵的燃耗，實現生產成本的降低。本文結合實際工作經驗，從燒結礦質量對高爐煉鐵燃耗的影響出發，并就改善燒結礦質量的具體措施與方法進行了研究與探索。

關鍵詞：燒結礦；質量；高爐煉鐵；燃耗

一、燒結礦質量對高爐煉鐵燃耗的影響分析

（一）燒結礦堿性度的影響

合適的燒結礦堿度，有利于對高爐還原過程和造渣過程的改善，并能大幅度降低高爐煉鐵生產中的燃耗，提高生鐵產量。同時，還要求燒結礦的堿度應保存一個穩定的標準，這也算實現造渣制度穩定的重要條件之一。只有造渣制度穩定，才有利于煉鐵生產中爐況順行和熱制度穩定，并使得爐渣具備良好的脫硫能力，實現生鐵質量的改善。

（二）燒結礦FeO含量的影響

FeO的含量，在很大程度上決定了燒結礦的還原性能。根據相關研究表明，當FeO含量偏高時，則燒結礦中難以還原的硅酸鐵增多，燒結礦的孔隙率低、容易過熔，在生產中還原性差；而當FeO含量偏高時，則燒結礦整體的還原性能較好。

（三）燒結礦強度、粒度的影響

當燒結礦粉末少、粒度均勻、機械強度好（<5mm粉末數量）時，更有利于高爐煉鐵生產時的合理布料，有利于料柱具有的良好的透氣性。因此，燒結礦的粒度，對爐況的順行和燃耗的降低都有著較大的影響。根據相關資料表明，當燒結礦中不大于5mm的粉末含量每減少1%時，高爐的產量會提高1%左右，燃料比會降低0.5%。

目前，我國鋼鐵企業中多采用標準轉鼓的方法對燒結礦的強度進行評價。具體方法是：選取粒度在25～150mm之間的燒結礦試樣共20kg的轉鼓中。轉鼓內部焊接有高100mm，厚10mm，并互成120°布置的鋼鐵三塊。然后將轉鼓以25r/min的轉速恒速旋轉4分鐘，再采用5mm的方孔篩對轉鼓內試樣進行篩分，要求應往復10次，最后選擇大于5mm部分的燒結礦試樣的質量百分比，作為其磚鼓指數DI。轉鼓指數的具體方程可用下式表達：

DI=（20—A）/20×100%（1）

在上式（1）中，A代表了燒結礦試樣紅小于5mm部分的質量，單位為kg。根據實踐證明，當轉鼓指數越大時，燒結礦的強度越好，粉末越少，有利于改善高爐煉鐵的燃耗。目前，我國鋼鐵企業對燒結礦轉鼓指數DI的一般性要求在59%～66%之間，為了進一步提高燒結礦的強度，建議燒結礦轉鼓指數應控制在75%以上為最佳。

二、改善燒結礦質量的措施研究

根據上述分析可知，燒結礦質量的好壞對高爐順行和燃耗的降低都起到了非常重要的作用。當前，對燒結礦質量總體的要求是，應品味高、強度好、成分穩定、還原性好、粒度均勻、粉末少、堿度適宜以及有害雜質少。

（一）改善燒結礦強度和粒度

如燒結礦強度好、粒度均勻，可以明顯減少運輸過程以及爐內生產中所產生的粉末，從而高爐料柱的透氣性，確保爐況順行。同時，燒結礦強度的增加也代表了燒結成品率的上升，有利于企業生產成本的降低。

改善燒結礦強度和粒度的主要措施，是通過強化制粒工藝，以改善燒結礦混合料的粒度組成，盡量減少混合料中的3mm粒級的含量，增加3～5mm的粒級含量，從而使燒結礦混合料的粒度趨于均勻。這樣不僅可以明顯改善燒結料層的透氣性，改善燒結礦的強度，而且還能降低燒結礦燒制過程中的能耗。在實際生產中，還可采取添加生石灰或黏結劑、延長制粒時間、精礦預制粒等措施來改善燒結礦的強度和粒度。

（二）改善燒結礦的冶金性能

1.還原性改善

從上文分析可知，燒結礦的還原性主要受到FeO含量的影響，而且燒結礦的機械強度也與FeO含量有關。因此，在保證燒結礦的機械強度的基礎上，應盡量降低FeO含量，從而提高燒結礦的還原性。根據我國目前的原料條件，適宜將燒結礦中FeO含量控制在7%～8%范圍以內為最佳。

2.低溫還原粉化性的改善

低溫還原粉化性，主要是指燒結礦在高爐煉鐵生產中，受還原性影響其強度受到破壞的性能表現。當燒結礦在爐內400～600℃的還原條件下，會發生相變，體積膨脹，失去結構上的粘結性并出現粉化。這時就會影響到高爐料柱的透氣性，增加吹出量和燃耗。因此，還應當將低溫還原粉化性作為燒結礦質量的一個重要技術性指標，加以有效控制，一般要求控制在60%以上。

（三）改善燒結礦的堿度指標

燒結礦的堿度R通常用CaO/SiO2來表示，根據堿度的大小還可具體分為酸性燒結礦（<1.0）、自熔性燒結礦（1.0～1.35）、熔劑性燒結礦（>1.5）這三種。由于熔劑性燒結礦為高堿度，且有利于高爐煉鐵的還原過程和造渣過程，因此建議高爐煉鐵生產中多采用熔劑性燒結礦。而且為了避免因燒結礦堿度變化對生產帶來影響，還要將燒結礦堿度的波動范圍控制在≤0.1。

三、總結

燒結礦的質量將直接影響到高爐煉鐵生產的各項經濟技術指標。近年來，隨著高爐生產逐漸向著大型化、自動化的方向發展，為降低生產成本，降低煉鐵生產燃耗，我們必須通過各種措施以有效改善燒結礦的質量，以實現企業經濟效益的提升。

參考文獻：

[1] 楊雙平.冶金爐料處理工藝[M].北京：冶金工業出版社，2008.