1、高爐煉鐵原料和燃料及質(zhì)量檢驗煉鐵廠2021年1月27日.高爐煉鐵原料和燃料及質(zhì)量檢驗1、煉 鐵 原 料1高爐煉鐵對精料的要求 精料就是全面改良原燃料的質(zhì)量，為降低焦比和提高冶煉強度打下物質(zhì)根底。保證高爐能在大風(fēng)、高壓、高風(fēng)溫、高負荷的消費條件下仍能穩(wěn)定順行。 周傳典同志說：“高爐必需采用精料，這是兩千多年來中外煉鐵人員反復(fù)認識的共同結(jié)論。 它是一條根本的準(zhǔn)那么。 精料的詳細內(nèi)容可概括為“高、熟、凈，勻、小、穩(wěn)六個字，此外，應(yīng)注重高溫冶金性能及合理的爐料構(gòu)造。或者高爐精料方針的內(nèi)容歸結(jié)為：“高、熟、穩(wěn)、均、小、少、好。 . 1高爐精料方針的內(nèi)容：“高、熟、穩(wěn)、均、小、少、好。 高 A 入爐含鐵檔

2、次要高這是精料技術(shù)的中心。入爐含鐵檔次提高1%，煉鐵燃料比降低1.5%，產(chǎn)量提高2.5%，渣量減少30kg/t，允許多噴煤15kg/t。 B 原燃料轉(zhuǎn)鼓強度要高。大高爐對原燃料質(zhì)量的要求高于中小高爐，如寶鋼焦炭M40為大于88%，M10為小于6.5%，CRI小于26%，CSR大于66%。普通高爐M40要求為80%，M10為小于7%，CRI小于30%，CSR大于60%。 C 燒結(jié)礦堿度要高1.82.0。 . 熟 熟料比燒結(jié)礦+球團礦要高。目前不再追求100%的熟料比，如寶鋼熟料比為81%，添加高檔次塊礦，可有效提高入爐檔次，有利于節(jié)能減排。但熟料比不宜低于80%，否那么會使燃料比升高。 穩(wěn) 原燃

3、料供應(yīng)的數(shù)量、比例和質(zhì)量要穩(wěn)定。原燃料穩(wěn)定是高爐消費的靈魂。 均 原燃料的粒度和成分要均勻。這是高爐提高料柱透氣性有效方法。大、中、小粒度的爐料混裝會有填充作用，減少有效空間。普通要求礦石515mm的粒度要小于30%，焦炭在爐缸的空間在40%。 . 小 原燃料的粒度要偏小，球團礦816mm，燒結(jié)礦550mm，焦炭3075mm，塊礦515mm。中小高爐運用的原燃料粒度可偏小一些。 少 入爐粉末要少5mm的要小于3%，爐料中含有害雜質(zhì)S、P、K、Na、Zn、Pb、F等要少。爐料中堿金屬含量0.3%，Pb含量小于0.15%。 好 礦石冶金性能好：軟熔溫度高大于0，軟熔區(qū)間窄小于250，低溫復(fù)原粉化低

4、，復(fù)原度高大于60%等。 .2爐料合理化構(gòu)造 從實際上和高爐運營管理的角度看，運用單一礦石并把熟料率提高到100%是合理的。然而目前還沒有一種理想的礦石可以完全滿足現(xiàn)代力型高爐強化的需求。爐料構(gòu)造合理與否直接影響高爐冶煉酌經(jīng)濟技術(shù)目的。 目前有四種高爐爐料構(gòu)造： 1100%酸性球團礦，但每噸生鐵需加250kg/t以上的石灰石。 2以酸性球團為主，配加超高堿度燒結(jié)礦。 3100%自熔性燒結(jié)礦。 4以高堿度燒結(jié)礦為主，配加天然礦或酸性球團礦。 . 采用什么樣的爐料，應(yīng)根據(jù)國家的詳細條件，即合理利用國家資源而定。合理爐料構(gòu)造應(yīng)從國家和本企業(yè)實踐情況出發(fā)，充分滿足高爐強化冶煉的要求，能獲得較高的消費率

5、，比較低的燃料耗費和好的經(jīng)濟效益。符合這些條件的爐料組成就是合理的爐料構(gòu)造。目前我國高爐運用的爐料構(gòu)造為：高堿度燒結(jié)礦+球團礦+塊礦。3天然塊礦 1含鐵礦物的分類及鐵礦石工業(yè)類型的劃分 含鐵礦物的分類及其主要性質(zhì) 根據(jù)鐵礦石中鐵氧化物主要礦物形狀人們把鐵礦石分為赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。 .不同種類鐵礦石的特征. 2對鐵礦石的評價 對鐵礦石的評價是： 含F(xiàn)e 檔次。礦石檔次根本上決議了礦石的價錢，即冶煉的經(jīng)濟性。含 Fe 量愈高的礦石，脈石含量愈低，那么冶煉時所需熔劑量和構(gòu)成的渣量也少，用于分別渣與鐵所耗能量相應(yīng)降低。含 Fe 量高并可直接送入高爐冶煉的鐵礦石稱為富礦。含F(xiàn)e 檔次低需

6、經(jīng)富選才干入爐的為貧礦。劃分富礦與貧礦沒有一致的規(guī)范，此界限將隨選礦及冶煉技術(shù)程度的提高而變化。 普通將礦石中 Fe 質(zhì)量分數(shù)高于 65而 S、P等雜質(zhì)少的礦石，供直接復(fù)原法和熔融復(fù)原法運用。 . 而礦石中 Fe 的質(zhì)量分數(shù)高于50而低于65的可供高爐運用。 我國富礦貯量已很少，絕大部分是 Fe 的質(zhì)量分數(shù)為 30左右的貧礦，要經(jīng)過選礦后才干運用。 脈石的成分及分布。鐵礦石中的脈石包括：SiO2、Al2O3、CaO及MgO等氧化物。在高爐條件下，這些氧化物不能或很難被復(fù)原，最終以爐渣的方式與金屬鐵分別。渣中堿性氧化物CaO +MgO等與酸性氧化物SiO2等的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)大體相等，由于只需如此，渣

7、的熔點才較低，粘度也較小，易于在爐內(nèi)處置而不致有礙于正常操作。 . 為此，實踐操作中應(yīng)根據(jù)鐵礦石帶入的脈石的成分和數(shù)量，配加適當(dāng)?shù)摹爸蹌喎Q熔劑，以便得到性能較理想的爐渣。此外，造渣物的另一個重要來源焦炭及煤粉灰分，它們幾乎是100的酸性氧化物，必需從其他爐料中攝取堿性成分，然而大多數(shù)鐵礦石的脈石也是酸性氧化物，故通常要耗費相當(dāng)數(shù)量的石灰石CaCO3或白云石CaCO3MgCO3等堿性物作為熔劑。 假設(shè)礦石的脈石成分中堿性物較多，甚至以堿性物為主，必然會節(jié)省為中和燃料灰分中的酸性造渣物所需外加的熔劑量，這是極為有利的。 . 有些礦石中 Al2O3 的質(zhì)量分數(shù)很高，也是不利的，由于 Al2O3

8、將大大地提高爐渣的熔點。 礦石中CaO+ MgO質(zhì)量分數(shù)適當(dāng)?shù)牡V石，可允許礦石中Fe的質(zhì)量分數(shù)低些，冶煉依然是經(jīng)濟的。用扣除CaO +MgO后的折算 Fe的質(zhì)量分數(shù)對不同的礦石進展評價和對比是合理的。 有害元素的含量。礦石中除去不能復(fù)原而造渣的氧化物外，常含有其他化合物，它們可以被復(fù)原為元素形狀，其中有的可與Fe 構(gòu)成合金，有的那么不能，有些那么是有害的。 常見的有害元素是：S、P 較少見的有堿金屬 K、Na 等，以及 Cu、Pb、Zn、F及As 等。 . S、P、As 和 Cu 易復(fù)原為元素并進入生鐵，對鐵及其后的鋼及鋼材的性能有害。堿金屬及 Zn、Pb 和F等雖不能進入生鐵，但易于破壞爐襯

9、，或易于揮發(fā)并在爐內(nèi)循環(huán)累積呵斥結(jié)瘤事故，或污染環(huán)境有害人身安康。事先用選礦法除去這些有害雜質(zhì)，或困難很大，或代價太高，迫使高爐爐料中不得不限制這些礦石用量的百分比，從而極大地降低了這些礦石的運用價值。 各種有害雜質(zhì)的界限含量： 硫S：允許含量0.1%。硫使鋼產(chǎn)生“熱脆，1t生鐵的原燃料總含硫量普通在5kg/t以下。 磷P：允許含量0.2%。對于普通煉鋼生鐵，磷使鋼產(chǎn)生“冷脆。煉鐵、燒結(jié)均不能去磷。 . 鋅Zn：允許含量0.1%0.15kg/t。鋅在900揮發(fā)，堆積在爐墻，使?fàn)t墻膨脹，破壞爐殼；與爐塵混合易構(gòu)成爐瘤。鋅復(fù)原后不溶于鐵水。鋅在燒結(jié)過程中能除去5060%。含量大于3%時不允許其直接

10、入爐。 鉛Pb：允許含量0.1%0.15kg/t。鉛易復(fù)原，不溶于鐵水，但堆積破壞爐底。 銅Cu：允許含量0.2%。少量銅添加耐蝕性，量多使鋼材“熱脆，不易軋制和焊接。 砷As：允許含量0.07%消費優(yōu)質(zhì)鋼、線材要求0.04%。砷使鋼冷脆和焊接性變壞，生鐵中含砷應(yīng)小于1%，優(yōu)質(zhì)生鐵要求不含砷。砷在高爐中100%復(fù)原進入生鐵。 . 錫Sn：允許含量0.08%。錫使鋼具有脆性，在高爐中易使?fàn)t壁結(jié)瘤。 鈦Ti：允許含量13%。鈦能改善鋼的耐磨性和耐蝕性，但使?fàn)t渣性量變壞，在治煉時有90%進入爐渣。含量不超越1%時，對爐渣及冶煉過程影響不大，超越45%時，使?fàn)t渣性量變壞，易結(jié)爐瘤。 氟F：允許含量2.

11、5%。燒結(jié)過程可脫除部分氟。 堿金屬K2O+Na2O：允許含量0.3%3.0kg/t。堿金屬含量高會使?fàn)t身部位結(jié)瘤、風(fēng)口燒壞、焦炭粉化、經(jīng)常懸料、焦比增高、產(chǎn)量降低。 . 有益元素。有些與Fe伴生的元素可被復(fù)原并進入生鐵，并能改善鋼鐵資料的性能，這些有益元素有 Cr、Ni、V 等。還有的礦石中的伴生元素有極高的單獨分別提取的價值，如 Ti 及稀土元素等。某些情況下，這些元素的檔次已到達可單獨分別利用的程度，雖然其絕對含量相對于Fe仍是少量的，但其價值已遠超越鐵礦石本身，那么這類礦石應(yīng)作為珍貴的綜合利用的資源。 礦石的復(fù)原性。礦石在爐內(nèi)被煤氣復(fù)原的難易程度稱為“復(fù)原性，冶煉易復(fù)原的礦石，可降低碳

12、素耗費量。礦石的復(fù)原性與其構(gòu)造，特別是開口的微氣孔率及氣孔的分布形狀有關(guān)。普通赤鐵礦不如磁鐵礦致密，復(fù)原性好。 . 褐鐵礦及菱鐵礦在爐內(nèi)受熱后，其所含碳酸鹽及結(jié)晶水或分解或揮發(fā)，留下孔洞，構(gòu)成疏松多孔的構(gòu)造便于煤氣的浸透，故此類礦石的復(fù)原性好。 礦石的高溫性能。礦石是在爐內(nèi)逐漸受熱、升溫的過程中被復(fù)原的。礦石在受熱及被復(fù)原的過程中及復(fù)原后都不應(yīng)因強度下降而破碎，以免礦粉堵塞煤氣流通孔道而呵斥冶煉過程的妨礙。為了在熔化造渣之前，礦石更多地被煤氣所復(fù)原，礦石的軟化熔融溫度不可過低，軟化與熔融的溫度區(qū)間不可過寬。這樣一方面可保證爐內(nèi)有良好的透氣性，另一方面可使礦石在軟熔前到達較高的復(fù)原度，以減少高溫

13、直接復(fù)原度，降低能源耗費。塊礦的軟熔性能與酸性球團相近，但軟熔溫度均低于燒結(jié)礦。 . 天然礦石熱爆裂性能。天然礦中含有帶結(jié)晶水和碳酸鹽的礦物，在高爐上部加熱時，氣體逸出而使礦石爆裂，影響高爐上部的透氣性。 礦石入爐前的加工處置。入爐原料成分穩(wěn)定，即其成分的動搖幅度值很小，對改善高爐冶煉目的有很大的作用。為此，應(yīng)在原料入廠后 對其進展中和、混勻處置，即用所謂“平鋪切取法。將入廠原料程度分層堆存到一定數(shù)量，普通應(yīng)達數(shù)千噸，然后再縱向取用。 礦石粒度組成。普通礦石粒度的下限為8mm，大可至2030mm。小于5mm的稱為粉末，它嚴重妨礙爐內(nèi)煤氣的正常流動，必需篩除。 . 粒度均勻，粒度分布范圍窄，料柱

14、孔隙度高，那么料柱透氣性好。而粒度小被氣體復(fù)原時反響速度快，在礦石軟熔前可到達較高的復(fù)原度，有利于降低單位產(chǎn)品的燃料耗費量。粒度的大小必需適當(dāng)兼顧。 實際證明，礦石的粒度宜小而均勻。濟南鐵廠進展過不同粒度天然礦的冶煉實驗全部運用粒度2035mm的中塊替代3550mm的大塊時，降低焦比51kg/t， 而全部運用粒度820mm的小塊替代中塊時， 降低焦比130kg/t。 現(xiàn)代高爐運用的鐵礦石，都必需嚴厲進展整粒，大中高爐的適宜粒度為825mm，小高爐的適宜粒度為520mm，其小于5mm的粉末含量都應(yīng)小于5%。 .4熔劑 1熔劑 由于高爐造渣的需求，入爐料中常需配加一定數(shù)量的助熔劑，簡稱熔劑。最常用

15、的熔劑有：堿性熔劑：石灰石CaCO3、白云石 Ca (Mg) CO3 等；酸性熔劑：硅石SiO2、蛇紋石3MgO2SiO22H2O等。 石灰石的主要成分為碳酸鈣CaCO3，碳酸鈣的CaO含量為56%，而石灰石的實踐含量為50%左右。石灰石中除含有少量的MgCO3外，還含有少量SiO2和Al2O3等。扣除中和SiO2所需的CaO后，石灰石中有效的CaO含量普通為4548%。 . 直接裝入高爐的石灰石粒度上限，以其在到達900溫度區(qū)能全部分解為準(zhǔn)，大于300m3的高爐，石灰石的粒度范圍應(yīng)為2050mm；小于300m3的高爐，其石灰石粒度范圍為1030mm。入爐前應(yīng)篩賒粉末及泥土雜質(zhì)。 為了調(diào)整高爐

16、渣的MgO含量，改善爐渣的流動性，提高脫硫才干，有時在爐料中參與含鎂熔劑。普通常用的含鎂熔劑為白云石，其實際成分為CaCO3 54.2%，MgCO3 45.8%。 我國少數(shù)企業(yè)以菱鎂石MgCO3或蛇紋石3MgO2SiO22H2O做含鎂熔劑，后者可同時作為酸性熔劑。 . 2高爐冶煉對熔劑的要求 有效成分含量要高。如對石灰石及白云石來說，即要求其有效熔劑性高。熔劑含有的堿性氧化物扣除其本身酸性物造渣需求的堿性氧化物后所余之堿性氧化物質(zhì)量分數(shù)即為有效熔劑性： 式中CaO、MgO、SiO2分別為熔劑中各相應(yīng)組分的質(zhì)量分數(shù)，%；R為造渣所需 求的爐渣堿度 . 熔劑中含 S 、P等有害雜質(zhì)的量盡能夠低。

17、在主要運用天然富礦的高爐上，熔劑往往作為入爐原料的一種，單獨參與爐內(nèi)，且配用量也較多。這些碳酸鹽在爐內(nèi)受熱分解，要耗費大量的熱，而且這些熱是爐內(nèi)熄滅昂貴的焦炭提供的。 大多數(shù)大中型高爐運用高堿度燒結(jié)礦作為主要含鐵原料，平均占含鐵原料的90左右，已無須或只需參與少量的熔劑入爐。 在特殊情況下，如洗刷爐墻上的粘結(jié)物或爐缸堆積以及爐況不順行時，要參與特殊熔劑如螢石CaF2和均熱爐渣FeO等。其目的是呵斥低熔點、低粘度的爐渣，但這些特殊熔劑只能作為短時期運用的爐料。 . 當(dāng)冶煉含堿性氧化物脈石為主的礦石時，那么熔劑應(yīng)為酸性物，如常用的硅石SiO2等。要求硅石的SiO2含量大于90%，粒度上限不超越30

18、mm，不含小于10mm粉末。5錳礦 鑄造及煉鋼生鐵都要求含有一定數(shù)量的Mn，為此，入爐料中應(yīng)配加相應(yīng)數(shù)量的錳礦。而當(dāng)高爐冶煉含Mn 高的鐵合金時，如FeMn或SiMn合金等，那么錳礦即成為主要原料。 當(dāng)高爐爐缸堆積時，錳礦也可作為洗爐劑。 .6燒 結(jié) 礦 燒結(jié)礦就是我國煉鐵高爐的主要原料，提高燒結(jié)礦質(zhì)量自然成為高爐精料的主攻方向。 燒結(jié)消費歷經(jīng)20世紀50年代酸性或低堿度燒結(jié)礦、60年代自熔性燒結(jié)礦到80 年代高堿度燒結(jié)礦工藝三個階段，結(jié)合低碳厚料層燒結(jié)、球團燒結(jié)和小球燒結(jié)技術(shù)的推行運用，燒結(jié)礦質(zhì)量明顯提高，集中表如今堿度提高的同時，燒結(jié)礦檔次和強度提高，粒度組成和高溫冶金性能改善。 1高爐冶

19、煉對燒結(jié)礦質(zhì)量有哪些要求? 高爐冶煉對燒結(jié)礦質(zhì)量有以下幾點要求： . 強度好、粒度均勻、粉末少。運用強度好的燒結(jié)礦，可以大大改善高爐冶煉的技術(shù)經(jīng)濟目的。由于強度好的燒結(jié)礦粉末少，可以改善高爐料柱的透氣性，有利爐況順行和煤氣流的合理分布，從而導(dǎo)致焦比的降低和產(chǎn)量的提高。 復(fù)原性好。運用復(fù)原性好的燒結(jié)礦有助于降低焦比。普通以為 FeO含量高闡明燒結(jié)礦中難復(fù)原的 FeOSiO2 或較難復(fù)原的鈣鐵橄欖石添加，燒結(jié)礦熔融程度較高。在燒結(jié)中該當(dāng)保證燒結(jié)強度的前提下，確定適宜而穩(wěn)定的FeO目的。 . 高檔次、適宜堿度、低含硫量。普通燒結(jié)礦含鐵提高1，可降低焦比2，添加產(chǎn)量3。但燒結(jié)礦的檔次取決于原料條件和精

20、礦檔次。 燒結(jié)礦堿度應(yīng)在保證強度的條件下，使高爐不加或少加石灰石，運用適宜堿度的燒結(jié)礦可以改善高爐內(nèi)復(fù)原過程和造渣過程，降低焦比。 燒結(jié)礦按堿度可分為非熔劑性即普通燒結(jié)礦、自熔性燒結(jié)礦和熔劑性燒結(jié)礦三種。其衡量規(guī)范是爐渣的堿度。 燒結(jié)礦的含硫量愈低愈好。最高不能超越0.1。 穩(wěn)定性好。燒結(jié)礦的化學(xué)成分和物理性質(zhì)均應(yīng)穩(wěn)定，以保證高爐爐況的穩(wěn)定。 . 2高堿度燒結(jié)礦的冶金性能 具有良好的復(fù)原性。礦石的復(fù)原性影響著高爐冶煉的目的。根據(jù)消費統(tǒng)計：礦石的復(fù)原性每改善10，焦比可降低89。我國部分廠家燒結(jié)礦復(fù)原度與堿度的關(guān)系示于圖。 . 從圖可以看出，隨著燒結(jié)礦堿度的提高，燒結(jié)礦復(fù)原性變化的普遍規(guī)律為：第

21、一階段復(fù)原性改善較明顯， 曲線上升較快，第二階段上升緩慢，普通有一最正確峰值；第三階段復(fù)原性重又變差，曲線下降。這種變化規(guī)律是由燒結(jié)礦的粘結(jié)相以及礦物組成所決議的。當(dāng)燒結(jié)礦堿度低時，普通 FeO較高，粘結(jié)相以鐵橄欖石為主，含鐵硅酸鹽礦物難復(fù)原，因此燒結(jié)礦復(fù)原性差。隨著堿度的提高，燒結(jié)礦中易復(fù)原的鐵酸鈣數(shù)量添加，渣相減少，復(fù)原性得到改善。當(dāng)堿度提高到一定數(shù)值時，鐵酸鈣成為主相，特別是以針狀析出時， 復(fù)原性最正確。 . 假設(shè)燒結(jié)礦堿度進一步提高，復(fù)原性較差的鐵酸二鈣的數(shù)量添加，而且硅酸三鈣等渣相也明顯添加，導(dǎo)致復(fù)原性重又下降。綜上所述，從復(fù)原性角度出發(fā)，各廠家應(yīng)經(jīng)過實驗將燒結(jié)礦堿度提高到峰值附近為

22、最適宜。 具有較好的冷強度和較低的復(fù)原粉化率。在我國各廠家運用本地資源消費自熔性燒結(jié)礦過程中遇到的問題之一是強度差，在冷卻過程中自動碎裂。產(chǎn)生這一景象的緣由是硅酸二鈣在降溫過程中發(fā)生多晶轉(zhuǎn)變，當(dāng)2CaOSiO2 轉(zhuǎn)變到2CaOSiO2 時體積膨脹10，隨之產(chǎn)生的很大內(nèi)部應(yīng)力使燒結(jié)礦裂為粉粒。 . 在高氟精礦粉燒結(jié)過程中，由于氟使液相粘度和外表張力大幅度降低，易為燒結(jié)過程中的氣流經(jīng)過而構(gòu)成眾多的通路，在燒結(jié)礦冷卻時給燒結(jié)礦留下疏松多孔薄壁構(gòu)造，嚴重影響強度。在攀鋼含釩鈦精礦粉燒結(jié)時，因其低硅高鈦的特點，燒結(jié)過程中產(chǎn)生的低熔點液相少，粘結(jié)相中出現(xiàn)數(shù)量較多的高熔點物相鈣鈦礦CaOTiO2 熔點197

23、0它的析出既不起固結(jié)作用，而且性脆，抗壓強度低，加之燒結(jié)礦中物相種類眾多，使燒結(jié)礦有較大的內(nèi)應(yīng)力，以上諸要素使自熔性燒結(jié)礦的強度較差。 . 實驗研討闡明，處理強度問題的方法之一是消費高堿度燒結(jié)礦，使粘結(jié)相和礦物組成轉(zhuǎn)變成以鐵酸鈣為主， 在宏觀構(gòu)造上使多孔薄壁轉(zhuǎn)變?yōu)榇罂缀癖冢诮M織構(gòu)造上構(gòu)成結(jié)實的熔蝕構(gòu)造。同時由于鐵酸鈣數(shù)量添加，使影響強度的其他礦物數(shù)量減少，例如減少包鋼燒結(jié)礦中的槍晶石， 攀鋼燒結(jié)礦中的鈣鈦礦等也有利于強度的提高。 低溫復(fù)原粉化率在我國普通均較低，但是運用澳大利亞赤鐵礦礦粉較多時，以及釩鈦磁鐵礦燒結(jié)中再生赤鐵礦多時，低溫復(fù)原粉化率會偏高，在燒結(jié)礦堿度提高以后，低溫粉化率普通隨之

24、下降。 . 具有較高的荷重軟化溫度。普通來說，當(dāng)燒結(jié)礦堿度在2.0 以下時，隨著堿度的提高，軟化開場和終了溫度都是上升的，而其軟化溫度區(qū)間那么有變窄趨勢。燒結(jié)礦的荷重軟化性能很大程度上取決于其復(fù)原性，礦物組成和孔隙構(gòu)造。復(fù)原性好的，高熔點礦物多的，孔隙構(gòu)造強的，其軟化溫度就高。正如前述， 隨著堿度的提高，上述諸要素的改良均對荷重軟化溫度的提高起著有利的影響。 具有良好的高溫復(fù)原性和熔滴特性。成田貴一等對燒結(jié)礦的高溫復(fù)原性及熔滴性能的研討闡明，燒結(jié)礦堿度的提高改善了燒結(jié)礦1100和1200的高溫復(fù)原性見表，而熔滴溫度也隨堿度的提高而上升 熔滴溫度區(qū)間那么變窄。 .不同堿度燒結(jié)礦的高溫復(fù)原及熔滴特

25、性根據(jù)日本成田貴一實驗數(shù)據(jù). 北京科技大學(xué)燒結(jié)球團研討室對杭鋼不同堿度燒結(jié)礦的熔滴性能測定所得特性曲線也顯示了一樣的規(guī)律：隨著堿度的提高，在同一溫度的條件下，其壓差是下降的，即堿度較高的燒結(jié)礦具有較好的料層透氣性。燒結(jié)礦的熔滴溫度及其區(qū)間也隨堿度提高而得到改善。 由于高堿度燒結(jié)礦具有上述諸多的優(yōu)點，無論從實際研討結(jié)果，還是從消費實際閱歷都一定高爐采用高堿度燒結(jié)礦作為爐料是適宜的。 .7球 團 礦 目前球團礦有酸性氧化性球團、白云石熔劑球團和自熔性球團三種，但目前高爐消費普遍運用的是酸性氧化性球團礦。焙燒球團礦的設(shè)備有豎爐、帶式焙燒機、鏈算機一回轉(zhuǎn)窯等三種類型。 1球團礦為較多微孔的球狀物，與燒

26、結(jié)礦比較有以下特點： 檔次高。可以用檔次很高的細精礦來消費，其酸性球團的檔次可達68.0%，SiO2含量僅1.15%。 氣孔度低，最低可達19.7%，且全部為微氣孔。假密度大，可達3.8g/cm3，堆積密度大，可達2.27t/m3。 . 礦物主要為赤鐵礦，F(xiàn)eO含量很低1%左右。主要依托固相固結(jié)即鐵晶橋固結(jié)，硅酸鹽渣相量少，只需堿度較高的石灰熔劑球團礦才有較多的鐵酸鹽。 冷強度好，運輸性能好，ISO轉(zhuǎn)鼓指數(shù)+6.3mm可高達95%。粒度均勻，816mm粒級可達90%以上。 自然堆角小，僅2427，而燒結(jié)礦自然堆角為3135。 復(fù)原性能好。由于球團礦的氣孔率較高，因此其復(fù)原性優(yōu)于其他種類的礦石。

27、. 但是我國的球團礦含 SiO2偏高，致使其高溫復(fù)原性較差。個別種類的球團礦在復(fù)原時出現(xiàn)異常膨脹或復(fù)原遲滯景象。 高溫冶金性能較差。表現(xiàn)為軟化溫度低，熔滴特性中的壓差陡升溫度低和最高壓差pmax 數(shù)值大，雖然可用配加適量的蛇紋石或白云石來改善，但與燒結(jié)礦相比高溫冶金性能仍差。 . 2球團礦的復(fù)原膨脹性能 球團礦在復(fù)原過程中體積膨脹，構(gòu)造疏松并產(chǎn)生裂紋，其抗壓強度大幅度下降。球團礦的技術(shù)要求為復(fù)原膨脹率小于20%。 引起球團礦復(fù)原膨脹的緣由很多，如Fe2O3復(fù)原成Fe3O4，再復(fù)原成FexO所引起的晶形和晶格常數(shù)的變化；FexO復(fù)原成金屬鐵時鐵晶須的生成；球團礦中鐵礦物的結(jié)晶外形與銜接鍵的方式，

28、渣相的性質(zhì)及數(shù)量；K2O、Na2O、Zn、V等雜質(zhì)或有色金屬的含量；還有復(fù)原時氣體逸出的壓力及碳素堆積等。有關(guān)研討成果指出，正常膨脹普通40mm（大塊焦）25mm（大中塊焦）2540mm（中塊焦）灰分/%不大于12.0012.0113.5013.5115.00硫分（質(zhì)量分數(shù)）/%不大于0.60.610.80.81.0機械強度M25大于92.0需供需雙方協(xié)議92.088.188.083.0M10不大于7不大于8.5不大于10.5揮發(fā)份/%不大于1.9水分/%4.01.05.02.0不大于12焦末含量(不大于)/%4.05.012.0.1冷態(tài)機械強度GB200680 為了模擬焦炭在高爐中的機械破損

29、，我國一致規(guī)定采用轉(zhuǎn)鼓法米庫姆轉(zhuǎn)鼓測定冷態(tài)機械強度。焦炭在轉(zhuǎn)動的鼓中，不斷地被提料板提起，然后落在鋼板上。在此過程中焦炭與鼓壁和焦炭之間相互產(chǎn)生撞擊、摩擦的作用，使焦炭沿裂紋破裂以及外表被磨損用以測定焦炭的抗碎強度和耐磨強度。鼓體是密閉的鋼板制圓筒，內(nèi)徑10005mm，鼓內(nèi)長10005mm，鼓壁厚度不小于5mm，沿鼓長方向有4根100mm50mm10mm的角鋼，相隔90焊于鼓內(nèi)壁上。實驗開場時，鼓內(nèi)裝入粒度大于 60mm的試樣50kg，以25r/min的速度旋轉(zhuǎn)4min。 . 停轉(zhuǎn)后將鼓內(nèi)全部試樣用直徑25mm40mm及10mm的圓孔篩處置。將焦炭分成大于25mm40mm、2510mm4010

30、mm和小于10mm三級，大于25mm40mm一級需進展手穿孔。篩分時，每次入篩量不得超越15kg。將篩分后的各級焦炭稱重，大于25mm40mm的焦炭質(zhì)量占試樣總質(zhì)量50kg百分數(shù)記為M25為抗碎強度的目的，而小于10mm的碎焦質(zhì)量百分數(shù)記為M10為耐磨強度目的。 2熱態(tài)條件下的物理化學(xué)性能反響性和反響后強度 GB400083 焦炭的反響性和反響后強度是同一組實驗中完成的。 . 試樣是取大于25mm冶金焦20kg，棄去泡焦和爐頭焦，制成直徑2125mm的焦球700g，分成3份，每份不少于220g。實驗時，將經(jīng)過烘干備好的焦樣2000.5g裝入反響器，一同放入電爐恒溫區(qū)。當(dāng)料層中心溫度到達400時

31、，通入0.8L/min的N2維護；當(dāng)料層中心溫度到達1100時，切斷N2改通CO2，流量為5L/min；反響2h后停頓加熱，切斷CO2改通N2，流量為2L/min，并將反響器從爐內(nèi)取出，在室溫下冷卻至100以下，停頓通N2，翻開反響器，取出焦樣稱重，以損失的焦炭質(zhì)量占反響前焦樣總質(zhì)量的百分數(shù)為焦炭反響性目的記為CRI。 . 將反響后焦樣全部裝入型轉(zhuǎn)鼓內(nèi) 鼓體為普通鋼控制成，內(nèi)徑130mm，長700mm，以轉(zhuǎn)20r/min的轉(zhuǎn)速共轉(zhuǎn)30min，總轉(zhuǎn)數(shù)600轉(zhuǎn)。然后取出焦樣篩分、稱重，以轉(zhuǎn)鼓后大于10mm粒級焦炭占反響后剩余焦炭的質(zhì)量百分數(shù)為焦炭反響后強度目的記為CSR。4、原料的理化性能與冶金性

32、能檢測1原料的理化性能 1常規(guī)化學(xué)成分 礦石常規(guī)化學(xué)成分包括：TFe、FeO、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、S、P等。通常用化學(xué)分析法進展分析或光譜儀進展分析。. 2燒結(jié)礦的粒度組成和篩分指數(shù) 目前我國對高爐爐料的粒度組成檢測尚未規(guī)范化，引薦采用方孔篩：55，6.36.3，1010，1616，2525，4040，8080mm，7個級別，其中55，6.36.3，1010，1616，2525，4040mm6個級別為必用篩，運用搖動篩分級，粒度組成按各粒級的出量用百分數(shù)%表示。 篩分指數(shù)的測定方法是：取100kg試樣，等分為5份，每份20kg，用篩孔為55的搖篩，往復(fù)搖動10次，以小于5mm

33、出量計算篩分指數(shù)。. 式中C篩分指數(shù)，%；A大于5mm粒級的量，kg。 3物理性能 煉鐵原料物理性能主要有：真密度、視密度、堆積密度、微氣孔率、開口氣孔率、全氣孔率、氣孔外表積與自然堆角等。 4燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)GB320987. GB320987規(guī)范采用轉(zhuǎn)鼓為1000500mm，內(nèi)側(cè)有兩塊成180的提升板，板高50mm，裝料15kg，轉(zhuǎn)速25r/min，轉(zhuǎn)200轉(zhuǎn)，鼓后采用機械搖動篩，篩孔為6.36.3mm，往復(fù)30次，以6.3mm的粒級表示轉(zhuǎn)鼓強度。轉(zhuǎn)鼓強度T=M1/M0100%，抗磨強度 式中M0入鼓式樣分量，kg；M1轉(zhuǎn)鼓后+6.3mm粒級部分質(zhì)量，kg； M2轉(zhuǎn)鼓后(-6.3+0.5mm

34、)粒級部分質(zhì)量，kg。.2冶金性能檢驗 1冶金性能檢測 為了滿足高爐冶煉要求，對入爐鐵礦石的冶金性能需做多種檢測，如常溫強度性能檢測有轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、 抗磨指數(shù)、落下指數(shù)、抗壓強度、儲存強度等；高溫冶金性能有天然塊礦的熱爆裂性能、低溫復(fù)原粉化率、 中溫900左右復(fù)原度、高溫1250左右復(fù)原度、在復(fù)原度40%或60% 時的復(fù)原速率、復(fù)原膨脹率、復(fù)原后的抗壓強度、復(fù)原軟熔性能軟化開場、軟化終了、熔融滴落開場及熔化終了溫度、軟化區(qū)間及熔化區(qū)間溫度、軟熔時的礦層差壓等。 . 燒結(jié)礦復(fù)原度RI 燒結(jié)礦復(fù)原性是模擬爐料自高爐上部進入高溫區(qū)的條件，用復(fù)原氣體從燒結(jié)礦中排除與鐵結(jié)合氧的難易程度的一種度量。它是評價燒

35、結(jié)礦冶金性能的主要質(zhì)量規(guī)范。GB1324191國家規(guī)范方法規(guī)定： 實驗條件：反響罐雙壁75mm；試樣：粒度10.012.5mm，500g；復(fù)原氣體：CO/N2=30/70，H2、CO2、H2O0.2%，O20.1%；復(fù)原溫度：90010；氣體流量：15NL/min；復(fù)原時間：180min。 . 復(fù)原度計算： 式中Rt復(fù)原t時間的復(fù)原度；M0實驗質(zhì)量，g；M1復(fù)原開場前試樣質(zhì)量，g；Mt復(fù)原t時間后試樣質(zhì)量，g；W1實驗前試樣中FeO含量，%；W2實驗前試樣的全鐵含量，%； 0.11使FeO氧化到Fe2O3時必需的相應(yīng)氧量的換算系數(shù)；0.43TFe全部氧化成Fe2O3時需氧量的換算系數(shù)。 本規(guī)范

36、規(guī)定，以180min的復(fù)原度指數(shù)作為考核目的，用RI表示。 . 燒結(jié)礦低溫復(fù)原粉化指數(shù) 鐵礦石進入高爐爐身上部大約在500600的低溫區(qū)時，由于熱沖擊及鐵礦石中Fe2O3復(fù)原Fe2O3Fe3O4FeO發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變等要素，導(dǎo)致塊狀含鐵物料的粉化，這將直接影響高爐爐料順行和爐內(nèi)氣流分布。低溫復(fù)原粉化性的測定，就是模擬高爐上部條件進展的。我國鐵礦石低溫復(fù)原粉化實驗靜態(tài)復(fù)原后運用冷轉(zhuǎn)鼓的方法。根本原理是把一定粒度范圍的試樣，在固定床中500溫度下，用CO、CO2、N2組成的復(fù)原氣體進展靜態(tài)復(fù)原。恒溫復(fù)原60min后，試樣經(jīng)冷卻，裝入轉(zhuǎn)鼓130200mm，轉(zhuǎn)300轉(zhuǎn)后取出，用6.3、3.15、0.5mm

37、的方孔篩分級，分別計算各粒級出量，用RDI表示鐵礦石的粉化性。 . 實驗條件。復(fù)原實驗： 反響罐：雙壁75mm；試樣：粒度10.012.5mm，500g；復(fù)原氣體：CO:CO2:N2=20:20:60；H20.2%或2.00.5%；H2O0.25%；O20.1%；復(fù)原溫度：50010；氣體流量：15NL/min；復(fù)原時間：60min。 轉(zhuǎn)鼓實驗：轉(zhuǎn)鼓：130200mm；轉(zhuǎn)速：30r/min；時間：10min。實驗結(jié)果表示。復(fù)原粉化性RDI用質(zhì)量百分數(shù)表示： 復(fù)原粉化指數(shù)RDI+6.3=MD1/MD0100%；復(fù)原粉化指數(shù)RDI+3.15=(MD1+MD2)/MD0100% . 磨損指數(shù) 式中M

38、D0復(fù)原后轉(zhuǎn)鼓前的試樣分量，g；MD1轉(zhuǎn)鼓后+6.3mm的出量，g； MD2轉(zhuǎn)鼓后+3.15-6.3mm的出量，g；MD3轉(zhuǎn)鼓后+0.5-3.15mm的出量，g；MD0轉(zhuǎn)鼓后-0.5mm的出量，g； 本規(guī)范規(guī)定，實驗后結(jié)果評定以RDI+3.15的結(jié)果為考核目的，RDI+6.3、RDI-0.5只作參考目的。 . 軟化性測定 鐵礦石不是純物質(zhì)的晶體，因此沒有一定的熔點，它具有一定范圍的軟熔區(qū)間。在高爐煉鐵消費中既要求鐵礦的熔化溫度高，由于這樣可以堅持較多的氣固相間的穩(wěn)定操作，更要求軟熔溫度區(qū)間窄，由于這可以堅持較窄的軟熔帶，有利于煤氣運動。由于礦石軟熔溫度不固定，實驗中常測定開場軟化和終了溫度。通常將礦石在荷反復(fù)原條件下收縮率3%4%時的溫度定為為軟化溫度，收縮率為30%40%時的溫度定為軟化終了溫度。我國軟化性能測定尚無一致規(guī)范。普通采用升溫法，荷重在0.51.0105Pa之間，在CO 30%，N2 70%的氣流中復(fù)原150240min或復(fù)原到80%。 . 熔滴性能測定 礦石軟化終了后，爐料在高爐內(nèi)繼續(xù)往下運動而被進一步加熱和復(fù)原，礦石開場熔融，在熔渣和金屬到達自在流動并積聚成滴前，軟熔層中透氣性極差，煤氣經(jīng)過受阻，因