改善烧结矿质量降低高炉炼铁燃耗的措施研究

娄振国+韩涛+张继沛+高路路

摘 要：烧结矿是由精矿粉、富矿粉添加入适量的石灰石粉、白云石粉，经过烧结而制成，它也是目前我国高炉炼铁生产的主要原料之一。在高炉炼铁中采用具有良好质量的烧结矿时，不仅能显著改善造渣和还原过程，有利于顺行与脱硫，而且还能明显降低炼铁的燃耗，实现生产成本的降低。本文结合实际工作经验，从烧结矿质量对高炉炼铁燃耗的影响出发，并就改善烧结矿质量的具体措施与方法进行了研究与探索。

关键词：烧结矿；质量；高炉炼铁；燃耗

一、烧结矿质量对高炉炼铁燃耗的影响分析

（一）烧结矿碱性度的影响

合适的烧结矿碱度，有利于对高炉还原过程和造渣过程的改善，并能大幅度降低高炉炼铁生产中的燃耗，提高生铁产量。同时，还要求烧结矿的碱度应保存一个稳定的标准，这也算实现造渣制度稳定的重要条件之一。只有造渣制度稳定，才有利于炼铁生产中炉况顺行和热制度稳定，并使得炉渣具备良好的脱硫能力，实现生铁质量的改善。

（二）烧结矿FeO含量的影响

FeO的含量，在很大程度上决定了烧结矿的还原性能。根据相关研究表明，当FeO含量偏高时，则烧结矿中难以还原的硅酸铁增多，烧结矿的孔隙率低、容易过熔，在生产中还原性差；而当FeO含量偏高时，则烧结矿整体的还原性能较好。

（三）烧结矿强度、粒度的影响

当烧结矿粉末少、粒度均匀、机械强度好（<5mm粉末数量）时，更有利于高炉炼铁生产时的合理布料，有利于料柱具有的良好的透气性。因此，烧结矿的粒度，对炉况的顺行和燃耗的降低都有着较大的影响。根据相关资料表明，当烧结矿中不大于5mm的粉末含量每减少1%时，高炉的产量会提高1%左右，燃料比会降低0.5%。

目前，我国钢铁企业中多采用标准转鼓的方法对烧结矿的强度进行评价。具体方法是：选取粒度在25～150mm之间的烧结矿试样共20kg的转鼓中。转鼓内部焊接有高100mm，厚10mm，并互成120°布置的钢铁三块。然后将转鼓以25r/min的转速恒速旋转4分钟，再采用5mm的方孔筛对转鼓内试样进行筛分，要求应往复10次，最后选择大于5mm部分的烧结矿试样的质量百分比，作为其砖鼓指数DI。转鼓指数的具体方程可用下式表达：

DI=（20—A）/20×100%（1）

在上式（1）中，A代表了烧结矿试样红小于5mm部分的质量，单位为kg。根据实践证明，当转鼓指数越大时，烧结矿的强度越好，粉末越少，有利于改善高炉炼铁的燃耗。目前，我国钢铁企业对烧结矿转鼓指数DI的一般性要求在59%～66%之间，为了进一步提高烧结矿的强度，建议烧结矿转鼓指数应控制在75%以上为最佳。

二、改善烧结矿质量的措施研究

根据上述分析可知，烧结矿质量的好坏对高炉顺行和燃耗的降低都起到了非常重要的作用。当前，对烧结矿质量总体的要求是，应品味高、强度好、成分稳定、还原性好、粒度均匀、粉末少、碱度适宜以及有害杂质少。

（一）改善烧结矿强度和粒度

如烧结矿强度好、粒度均匀，可以明显减少运输过程以及炉内生产中所产生的粉末，从而高炉料柱的透气性，确保炉况顺行。同时，烧结矿强度的增加也代表了烧结成品率的上升，有利于企业生产成本的降低。

改善烧结矿强度和粒度的主要措施，是通过强化制粒工艺，以改善烧结矿混合料的粒度组成，尽量减少混合料中的3mm粒级的含量，增加3～5mm的粒级含量，从而使烧结矿混合料的粒度趋于均匀。这样不仅可以明显改善烧结料层的透气性，改善烧结矿的强度，而且还能降低烧结矿烧制过程中的能耗。在实际生产中，还可采取添加生石灰或黏结剂、延长制粒时间、精矿预制粒等措施来改善烧结矿的强度和粒度。

（二）改善烧结矿的冶金性能

1.还原性改善

从上文分析可知，烧结矿的还原性主要受到FeO含量的影响，而且烧结矿的机械强度也与FeO含量有关。因此，在保证烧结矿的机械强度的基础上，应尽量降低FeO含量，从而提高烧结矿的还原性。根据我国目前的原料条件，适宜将烧结矿中FeO含量控制在7%～8%范围以内为最佳。

2.低温还原粉化性的改善

低温还原粉化性，主要是指烧结矿在高炉炼铁生产中，受还原性影响其强度受到破坏的性能表现。当烧结矿在炉内400～600℃的还原条件下，会发生相变，体积膨胀，失去结构上的粘结性并出现粉化。这时就会影响到高炉料柱的透气性，增加吹出量和燃耗。因此，还应当将低温还原粉化性作为烧结矿质量的一个重要技术性指标，加以有效控制，一般要求控制在60%以上。

（三）改善烧结矿的碱度指标

烧结矿的碱度R通常用CaO/SiO2来表示，根据碱度的大小还可具体分为酸性烧结矿（<1.0）、自熔性烧结矿（1.0～1.35）、熔剂性烧结矿（>1.5）这三种。由于熔剂性烧结矿为高碱度，且有利于高炉炼铁的还原过程和造渣过程，因此建议高炉炼铁生产中多采用熔剂性烧结矿。而且为了避免因烧结矿碱度变化对生产带来影响，还要将烧结矿碱度的波动范围控制在≤0.1。

三、总结

烧结矿的质量将直接影响到高炉炼铁生产的各项经济技术指标。近年来，随着高炉生产逐渐向着大型化、自动化的方向发展，为降低生产成本，降低炼铁生产燃耗，我们必须通过各种措施以有效改善烧结矿的质量，以实现企业经济效益的提升。

参考文献：

[1] 杨双平.冶金炉料处理工艺[M].北京：冶金工业出版社，2008.