1.前言

隨著我國鋼鐵工業的快速發展，進口鐵礦石數量已由2001年的9230萬噸增加到2011年的68652萬噸；占我國高爐煉鐵原料的比例也由2001年的35.96%上升到2011年66.36%，我國高爐爐料形成了以進口礦為主的格局。因此認識和掌握各種進口鐵礦粉的燒結性能已成為我國發展鋼鐵工業的一個重要技術經濟問題。但認識鐵礦粉的燒結性能不是一個較為簡單的技術理論問題，因為燒結的成礦過程是一個復雜的物理化學變化過程，它既有低溫下的固相反應和新相生成，又有在高溫下的粘結相和液相生成，還有在冷卻過程中的結晶、再結晶和相變過程。影響燒結過程成礦和固結的因素也很復雜，既有礦種化學成分和粒度的影響，又有堿度、配碳、加熱和冷卻速度的影響，還有氧化速度的影響等等，其中礦種對燒結成礦和固結的影響是一個基本因素，礦種和配礦的不同對燒結生產綜合反映出來的是燒結生產率和成品礦的強度，是燒結生產最基本的兩個問題，即產量和強度問題。1.前言隨著我國鋼鐵工業的快速發展，進口鐵礦石數1

如何正確認識進口鐵礦粉的燒結性能及質量？這是一個值得討論的技術和理論問題。單燒值是鐵礦粉模擬燒結生產，在一定燃料配比、堿度及工藝參數條件下，進行燒結杯試驗后所得出的成品礦的產量、強度及質量指標，它是評價不同鐵礦粉利用價值的重要依據。正因為如此，可將各種進口鐵礦粉的單燒指標列出進行對比分析去認識它們的燒結性能，是認識各種不同進口鐵礦粉的燒結性能及質量的一種重要方法。如何正確認識進口鐵礦粉的燒結性能及22.進口鐵礦粉的化學成分及粒度組成常見十八種進口鐵礦粉的化學成分和粒度組成列于表1和表2，近幾年新開發的幾種鐵礦粉的化學成分和粒度組成列于表3和表4。2.進口鐵礦粉的化學成分及粒度組成3表1常見十八種進口鐵礦粉化學成分表1常見十八種進口鐵礦粉化學成分4表2常見十八種進口鐵礦粉的粒度組成表2常見十八種進口鐵礦粉的粒度組成5

由表1，表2可見，常見進口鐵礦粉的含鐵品位均較高，僅有果阿、哈默斯利和紐曼稍低，處于62～63%的范圍內，揚迪鐵礦粉的品位最低，僅為58.33%，但由于其結晶水含量達9.5%，燒結后的實際品位可達到64.45%。澳大利亞的庫利安諾賓粉礦品位僅為63.5%，但由于其有5.25%的燒損，實際品位達到67%,接近CVRD卡拉加斯和MBR

CSF粉礦的含鐵品位。常見進口鐵礦粉的平均粒度均在2.0～3.0mm之間，僅有MBR的CSF粉較粗，平均粒度達到4.443mm，庫得拉姆和卡羅爾湖礦粉平均粒度較細，低于0.3mm，鐵礦粉的粒度影響混合料透氣性最差的粒級是1.0～0.25mm，大量的研究證明，這部分粒度既不能成為制粒的核心，也不能粘附于核心外圍，因此，需重視這部分粒級對混合料透氣性的影響。由表1，表2可見，常見進口鐵礦粉6表3近幾年新開發幾種鐵礦粉的化學成分及基礎特性表3近幾年新開發幾種鐵礦粉的化學成分及基礎特性7表4近幾年新開發的幾種鐵礦粉的粒度組成（mm）表4近幾年新開發的幾種鐵礦粉的粒度組成（83.常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果及分析

3.1常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果

常見18種進口鐵礦粉單燒試驗的條件，單燒燒結指標列于表5，常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能列于表6。3.常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果及分析3.1常見進口9表5常見進口鐵礦粉單燒試驗的燒結指標表5常見進口鐵礦粉單燒試驗的燒結指標10表6常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能表6常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性113.2對常見進品鐵礦粉燒結性能的分析影響鐵礦粉燒結性能的因素是多方面的，除了鐵礦粉自身的化學成分，粒度組成外，尚有堿度、料層厚度，配水配碳，抽風負壓等燒結條件和工藝操作的影響，還受到混合料其它礦種燒結性能的影響。本文是對一種鐵礦粉單燒時燒結性能的分析，不討論外部條件的影響，考慮的是一種鐵礦粉自身的因素也即其內在因素的影響，燒結生產對鐵礦粉的基本要求是希望燒結產量高和成品礦強度好，同時還要求成品礦含鐵品位高，SiO2、Al2O3和有害雜質含量低，并具有良好的冶金性能。由表3、表4可見，常見進口鐵礦粉的燒結性能，我國寶鋼、鞍鋼、馬鋼、武鋼、湘鋼、水鋼、興澄特鋼和中南大學、北科大均進行過進口鐵礦粉的單燒試驗，對進口鐵礦粉燒結性能的優劣排過次序，如馬鋼于1994年1＃2500m3高爐投產前，公司組織對若干種進口鐵礦粉的燒結性能進行了單種礦燒結杯試驗和燒結礦的冶金性能試驗，結果排序燒結性能從優到劣為：CVRD、紐曼、MBR、哈默斯利、羅布河；冶金性能從優到劣為：MBR、CVRD、哈默斯利、紐曼、印度H礦。3.2對常見進品鐵礦粉燒結性能的分析12

寶鋼在單燒的基礎上進而對干料密度、Al2O3含量對冶金性能的影響作了系統的試驗研究，對進口鐵礦粉進行了綜合評價，將進口鐵礦粉分為三類，A類：各項性能均較好的鐵礦粉有，卡拉加斯，MBR、依塔比拉、沙米丘及印度的BAILA（白蘭）；B類：各項性能尚好的紐曼、揚迪、南非的伊斯科、委內瑞拉和加拿大的卡羅爾湖；C類：各項性能略差的有哈默斯利、羅布河和印度的果阿鐵礦粉。由十八種常見進口鐵礦粉的單燒主要指標可見,巴西的MBR粉礦,澳大利亞的庫利安諾賓和戈德沃斯粉礦,印度庫得拉姆和H礦的燒結指標比較好,澳大利亞的哈默斯利、印度的天普樂和果阿粉礦以及加拿大的卡羅爾湖粉礦的燒結指標比較差。

3.3近幾年新開發的幾種鐵礦粉的燒結性能

近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性列于表7。(下頁)

13表7近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性表7近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性144.鐵礦粉的燒結特性及配礦方法

4.1.按鐵礦粉的燒結反應性合理搭配的方法

所謂燒結反應性是礦粉的酸性脈石與CaO同化和熔化反應的能力，它可以用燒結生產率（利用系數）和成品礦的機械強度（轉鼓指數）這一對指數來表示。據此可將鐵礦粉的反應性分為優、中、差三類，在燒結配礦時按三類不同合理搭配。

4.2.按鐵礦粉的燒結基礎特性合理配礦的方法

鐵礦粉的燒結基礎特性包括同化性、液相流動性、粘結相強度、生成鐵酸鈣的能力和連晶固結能力。配礦原則一般在化學成分、物理性能和滿足高爐煉鐵成本需求的條件下，使同化性高與同化低合理搭配，液相流動性指數低的與高的合理搭配，盡量多用粘結相自身強度高、鐵酸鈣生成能力強和連晶固結能力強的鐵礦粉，通過鐵礦粉基礎特性的合理搭配，使鐵礦粉自身特性互補，獲得燒結生產所要求的質量目標。這是北科大吳勝利教授倡導的配礦方法。4.鐵礦粉的燒結特性及配礦方法4.1.按鐵礦粉的15

4.3按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和Al2O3含量高低三個特性合理配礦的方法

這是巴西淡水河谷公司研發的配礦方法，鐵礦粉的三個特性都分為粗、中、細和高、中、低三類。礦粉晶粒的大小按＜40um的為細晶粒、40~120um的為中等晶粒，＞120um的為粗晶粒，水化程度是指針礦含量對赤鐵礦含量的比例，一般可按結晶水含量＞6%、6%~3%、＜3%分為高、中、低三檔，Al2O3含量按＞2%、2%~1%和＜1%分為高、中、低三檔。當鐵礦粉晶體顆粒小、水化程度高時，有利于提高燒結的產量；當晶體顆粒粗，低水化程度時有利于降低燃耗；細晶體顆粒、低Al2O3含量有利于提高成品礦的強度和改善RDI指數。4.3按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和Al2O3含165.結論由以上試驗研究分析和討論可以得出如下結論：鐵礦粉在一定條件下的單燒指標及冶金性能是衡量和判斷進口鐵礦粉質量優劣的一種重要方法。鐵礦粉燒結性能和質量主要可以從它們的化學成分、物理性能和燒結特性去分析和衡量。鐵礦粉的燒結性能可以采用其燒結反應性、同化性等五種基礎特性和其晶粒粗細、水化程度及Al2O3含量高低三種配礦方法使其互補和調節。鐵礦粉燒結反應性的配礦方法是按反應性的優、中、差三類合理搭配，用燒結機生產率（利用系數）和成品礦轉鼓強度兩個指標表示的一種簡易配礦方法。鐵礦粉燒結基礎特性的配礦方法是運用鐵礦粉五項基礎特性，在滿足化學成分、物理特性和生產成本條件下使鐵礦粉的自身特性互補，獲得燒結生產所要求的質量目標的科學優化配礦方法。按照鐵礦粉晶粒大小，水化程度和Al2O3含量高低三個特性配礦，有利于掌控燒結生產的生產率、成品礦的強度和固體燃耗的一種配礦方法。5.結論17主要參考文獻[1]高為民等

燒結混合料制粒的研究

1996第五屆煉鐵精料學術會議論文集(84).[2]樊御飛

巴西卡拉加斯粉礦試驗研究

1992第三屆煉鐵精料學術會議論文集(287).[3]孫俊波幾種進口鐵精礦燒結試驗研究及經濟效益評估

1996第五屆煉鐵精料學術會議論文集(21).[4]蔣定中等印度天普樂礦粉燒結試驗研究與生產實踐馬鞍山鋼鐵公司1998.10.[5]周云花進口礦的性能及生產應用研究

燒結球團

2000NO.5（16）.[6]許斌進口鐵礦石燒結性能研究2002全國燒結球團技術交流年會論文集（20）.[7]楊李香楊迪礦在BHP鋼鐵廠的燒結

1998第二屆煉鐵精料學術會議論文集（18）.[8]胡夏雨馬鋼利用國外鐵礦資源情況探討中國鋼鐵原料國際研討會文集1999.10.[9]樊御飛進口鐵礦石性能淺析

中國鐵礦石造塊適用技術冶金工業出版社

2000.9（93）.[10]《巴西》L.Caporali鐵礦石微觀結構與其燒結性能及過程行為的關系1998.9.主要參考文獻[1]高為民等燒結混合料制粒的研究18[11]《巴西》L.Caporali利用鐵礦的特性改善燒結和高爐的指標

2002中國國際鋼鐵大會論文集(39).[12]《澳》AllanWaters等對西安吉拉斯鐵礦石及其與礦石性質關系的理解

2003中國鋼鐵年會論文集（621）.[13]夏征宇等澳大利亞PB粉礦燒結試驗研究及工業生產實踐

2007全國燒結球團技術交流年會論文集（163）.[14]趙志星等澳大利亞FMG礦粉燒結性能研究

2007全國煉鐵原料學術論文集(83).[15]賀淑珍等澳皮爾巴拉礦粉（PBF）在太鋼的燒結性能實驗研究及生產實踐

2007年全國煉鐵原料學術會議文集（135）.[16]賀淑珍等太鋼450m2燒結機配礦與應用研究

2009年全國燒結球團技術交流年會論文集（120）.[17]李洪華等不同進口礦粉的燒結特性研究與生產實踐

2009年全國燒結球團技術交流年會論文集（135）.[18]鄧秋明等興澄特鋼燒結優化配礦的研究

燒結球團2009NO.2（11）.[19]劉安虎湘鋼配用火箭粉的實驗室研究及工業試驗

燒結球團2009NO.2（16）.[20]游曉光韶鋼使用的鐵礦粉價值評價

2010年全國燒結球團技術交流年會論文集（95）.[21]劉志豪等武鋼常用含鐵原料特性及配礦實踐

燒結球團2012NO.2（19）.[11]《巴西》L.Caporali利用鐵礦的特性改191.前言

隨著我國鋼鐵工業的快速發展，進口鐵礦石數量已由2001年的9230萬噸增加到2011年的68652萬噸；占我國高爐煉鐵原料的比例也由2001年的35.96%上升到2011年66.36%，我國高爐爐料形成了以進口礦為主的格局。因此認識和掌握各種進口鐵礦粉的燒結性能已成為我國發展鋼鐵工業的一個重要技術經濟問題。但認識鐵礦粉的燒結性能不是一個較為簡單的技術理論問題，因為燒結的成礦過程是一個復雜的物理化學變化過程，它既有低溫下的固相反應和新相生成，又有在高溫下的粘結相和液相生成，還有在冷卻過程中的結晶、再結晶和相變過程。影響燒結過程成礦和固結的因素也很復雜，既有礦種化學成分和粒度的影響，又有堿度、配碳、加熱和冷卻速度的影響，還有氧化速度的影響等等，其中礦種對燒結成礦和固結的影響是一個基本因素，礦種和配礦的不同對燒結生產綜合反映出來的是燒結生產率和成品礦的強度，是燒結生產最基本的兩個問題，即產量和強度問題。1.前言隨著我國鋼鐵工業的快速發展，進口鐵礦石數20

如何正確認識進口鐵礦粉的燒結性能及質量？這是一個值得討論的技術和理論問題。單燒值是鐵礦粉模擬燒結生產，在一定燃料配比、堿度及工藝參數條件下，進行燒結杯試驗后所得出的成品礦的產量、強度及質量指標，它是評價不同鐵礦粉利用價值的重要依據。正因為如此，可將各種進口鐵礦粉的單燒指標列出進行對比分析去認識它們的燒結性能，是認識各種不同進口鐵礦粉的燒結性能及質量的一種重要方法。如何正確認識進口鐵礦粉的燒結性能及212.進口鐵礦粉的化學成分及粒度組成常見十八種進口鐵礦粉的化學成分和粒度組成列于表1和表2，近幾年新開發的幾種鐵礦粉的化學成分和粒度組成列于表3和表4。2.進口鐵礦粉的化學成分及粒度組成22表1常見十八種進口鐵礦粉化學成分表1常見十八種進口鐵礦粉化學成分23表2常見十八種進口鐵礦粉的粒度組成表2常見十八種進口鐵礦粉的粒度組成24

由表1，表2可見，常見進口鐵礦粉的含鐵品位均較高，僅有果阿、哈默斯利和紐曼稍低，處于62～63%的范圍內，揚迪鐵礦粉的品位最低，僅為58.33%，但由于其結晶水含量達9.5%，燒結后的實際品位可達到64.45%。澳大利亞的庫利安諾賓粉礦品位僅為63.5%，但由于其有5.25%的燒損，實際品位達到67%,接近CVRD卡拉加斯和MBR

CSF粉礦的含鐵品位。常見進口鐵礦粉的平均粒度均在2.0～3.0mm之間，僅有MBR的CSF粉較粗，平均粒度達到4.443mm，庫得拉姆和卡羅爾湖礦粉平均粒度較細，低于0.3mm，鐵礦粉的粒度影響混合料透氣性最差的粒級是1.0～0.25mm，大量的研究證明，這部分粒度既不能成為制粒的核心，也不能粘附于核心外圍，因此，需重視這部分粒級對混合料透氣性的影響。由表1，表2可見，常見進口鐵礦粉25表3近幾年新開發幾種鐵礦粉的化學成分及基礎特性表3近幾年新開發幾種鐵礦粉的化學成分及基礎特性26表4近幾年新開發的幾種鐵礦粉的粒度組成（mm）表4近幾年新開發的幾種鐵礦粉的粒度組成（273.常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果及分析

3.1常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果

常見18種進口鐵礦粉單燒試驗的條件，單燒燒結指標列于表5，常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能列于表6。3.常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果及分析3.1常見進口28表5常見進口鐵礦粉單燒試驗的燒結指標表5常見進口鐵礦粉單燒試驗的燒結指標29表6常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能表6常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性303.2對常見進品鐵礦粉燒結性能的分析影響鐵礦粉燒結性能的因素是多方面的，除了鐵礦粉自身的化學成分，粒度組成外，尚有堿度、料層厚度，配水配碳，抽風負壓等燒結條件和工藝操作的影響，還受到混合料其它礦種燒結性能的影響。本文是對一種鐵礦粉單燒時燒結性能的分析，不討論外部條件的影響，考慮的是一種鐵礦粉自身的因素也即其內在因素的影響，燒結生產對鐵礦粉的基本要求是希望燒結產量高和成品礦強度好，同時還要求成品礦含鐵品位高，SiO2、Al2O3和有害雜質含量低，并具有良好的冶金性能。由表3、表4可見，常見進口鐵礦粉的燒結性能，我國寶鋼、鞍鋼、馬鋼、武鋼、湘鋼、水鋼、興澄特鋼和中南大學、北科大均進行過進口鐵礦粉的單燒試驗，對進口鐵礦粉燒結性能的優劣排過次序，如馬鋼于1994年1＃2500m3高爐投產前，公司組織對若干種進口鐵礦粉的燒結性能進行了單種礦燒結杯試驗和燒結礦的冶金性能試驗，結果排序燒結性能從優到劣為：CVRD、紐曼、MBR、哈默斯利、羅布河；冶金性能從優到劣為：MBR、CVRD、哈默斯利、紐曼、印度H礦。3.2對常見進品鐵礦粉燒結性能的分析31

寶鋼在單燒的基礎上進而對干料密度、Al2O3含量對冶金性能的影響作了系統的試驗研究，對進口鐵礦粉進行了綜合評價，將進口鐵礦粉分為三類，A類：各項性能均較好的鐵礦粉有，卡拉加斯，MBR、依塔比拉、沙米丘及印度的BAILA（白蘭）；B類：各項性能尚好的紐曼、揚迪、南非的伊斯科、委內瑞拉和加拿大的卡羅爾湖；C類：各項性能略差的有哈默斯利、羅布河和印度的果阿鐵礦粉。由十八種常見進口鐵礦粉的單燒主要指標可見,巴西的MBR粉礦,澳大利亞的庫利安諾賓和戈德沃斯粉礦,印度庫得拉姆和H礦的燒結指標比較好,澳大利亞的哈默斯利、印度的天普樂和果阿粉礦以及加拿大的卡羅爾湖粉礦的燒結指標比較差。

3.3近幾年新開發的幾種鐵礦粉的燒結性能

近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性列于表7。(下頁)

32表7近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性表7近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性334.鐵礦粉的燒結特性及配礦方法

4.1.按鐵礦粉的燒結反應性合理搭配的方法

所謂燒結反應性是礦粉的酸性脈石與CaO同化和熔化反應的能力，它可以用燒結生產率（利用系數）和成品礦的機械強度（轉鼓指數）這一對指數來表示。據此可將鐵礦粉的反應性分為優、中、差三類，在燒結配礦時按三類不同合理搭配。

4.2.按鐵礦粉的燒結基礎特性合理配礦的方法

鐵礦粉的燒結基礎特性包括同化性、液相流動性、粘結相強度、生成鐵酸鈣的能力和連晶固結能力。配礦原則一般在化學成分、物理性能和滿足高爐煉鐵成本需求的條件下，使同化性高與同化低合理搭配，液相流動性指數低的與高的合理搭配，盡量多用粘結相自身強度高、鐵酸鈣生成能力強和連晶固結能力強的鐵礦粉，通過鐵礦粉基礎特性的合理搭配，使鐵礦粉自身特性互補，獲得燒結生產所要求的質量目標。這是北科大吳勝利教授倡導的配礦方法。4.鐵礦粉的燒結特性及配礦方法4.1.按鐵礦粉的34

4.3按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和Al2O3含量高低三個特性合理配礦的方法

這是巴西淡水河谷公司研發的配礦方法，鐵礦粉的三個特性都分為粗、中、細和高、中、低三類。礦粉晶粒的大小按＜40um的為細晶粒、40~120um的為中等晶粒，＞120um的為粗晶粒，水化程度是指針礦含量對赤鐵礦含量的比例，一般可按結晶水含量＞6%、6%~3%、＜3%分為高、中、低三檔，Al2O3含量按＞2%、2%~1%和＜1%分為高、中、低三檔。當鐵礦粉晶體顆粒小、水化程度高時，有利于提高燒結的產量；當晶體顆粒粗，低水化程度時有利于降低燃耗；細晶體顆粒、低Al2O3含量有利于提高成品礦的強度和改善RDI指數。4.3按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和Al2O3含355.結論由以上試驗研究分析和討論可以得出如下結論：鐵礦粉在一定條件下的單燒指標及冶金性能是衡量和判斷進口鐵礦粉質量優劣的一種重要方法。鐵礦粉燒結性能和質量主要可以從它們的化學成分、物理性能和燒結特性去分析和衡量。鐵礦粉的燒結性能可以采用其燒結反應性、同化性等五種基礎特性和其晶粒粗細、水化程度及Al2O3含量高低三種配礦方法使其互補和調節。鐵礦粉燒結反應性的配礦方法是按反應性的優、中、差三類合理搭配，用燒結機生產率（利用系數）和成品礦轉鼓強度兩個指標表示的一種簡易配礦方法。鐵礦粉燒結基礎特性的配礦方法是運用鐵礦粉五項基礎特性，在滿足化學成分、物理特性和生產成本條件下使鐵礦粉的自身特性互補，獲得燒結生產所要求的質量目標的科學優化配礦方法。按照鐵礦粉晶粒大小，水化程度和Al2O3含量高低三個特性配礦，有利于掌控燒結生產的生產率、成品礦的強度和固體燃耗的一種配礦方法。5.結論36主要參考文獻[1]高為民等

燒結混合料制粒的研究

1996第五屆煉鐵精料學術會議論文集(84).[2]樊御飛

巴西卡拉加斯粉礦試驗研究

1992第三屆煉鐵精料學術會議論文集(287).[3]孫俊波幾種進口鐵精礦燒結試驗研究及經濟效益評估

1996第五屆煉鐵精料學術會議論文集(21).[4]蔣定中等印度天普樂礦粉燒結試驗研究與生產實踐馬鞍山鋼鐵公司1998.10.[5]周云花進口礦的性能及生產應用研究

燒結球團

2000NO.5（16）.[6]許斌進口鐵礦石燒結性能研究2002全國燒結球團技術交流年會論文集（20）.[7]