（点击下载）— —进口粉矿粒度变化对其烧结性能的影响.doc

进口粉矿粒度变化对其烧结性能的影响

武轶¹，李骞²，熊德怀¹，游志雄²

(1．马钢技术中心，安徽 马鞍山243000；

2．中南大学资源加工与生物工程学院，湖南 长沙410083)

摘 要：近年来进口铁矿粉质量日趋劣化，马钢烧结所用A粉、B粉、F粉和H粉粗粒级+6．3 mm部分增加趋势明显。烧结试验研究表明：进口粉矿中+6．3mm粒级增加后，烧结料层的原始透气性变好，利用系数和烧结速度均有所改善，烧结矿成品率、强度则在一定的粒级组成下有所改善；粒度继续变粗后，成品率和转鼓强度反而变差。采取适当降低混合料水分、保持或略增焦粉配比等措施，有利于烧结矿成品率和转鼓强度指标改善。

关键词：进口粉矿；粗粒级；烧结性能

随着国内钢铁行业整体产能的不断扩张，钢铁生产所需进口铁矿石空前紧缺。国外铁矿石供应商纷纷制订扩产计划，但短时间内可增加的开采量和可供选择的优质矿源有限，许多矿业公司为满足市场需求在产品的质量和规格上有所放宽，致使进口粉矿质量明显下降，粒度组成呈现变粗的趋势。

进口铁矿石粒度变粗对其烧结性能影响的研究鲜见报道，本文介绍我们在这方面做的一些研究工作。

1 进口粉矿的粒度变化趋势

马钢使用的进口粉矿近年及未来预计粒度的变化趋势如图1所示。

1)与2005年使用的A粉相比，2009年使用的A粉矿+6．3mm部分高出了3．0％左右。

2)从2005年、2009年及对2012年的预计来看，B粉的+6．3mm部分呈上升趋势。   

3)与2005年马钢使用的A粉相比，2009年新增的C粉、D粉、E粉的+6．3mm部分高出了4％～6％左右。

4)与2005年相比，2009年F粉和H粉+6．3mm部分均升高2％左右；G粉+6．3mm部分升高4％以上，但现在已不供应该品种。   

综上所述，马钢近年来使用的进口粉矿中粗粒级+6．3mm部分呈现增长趋势，其中尤以A粉、B粉、F粉和H粉较明显。

2 进口粉矿的粒度

为了研究A粉、B粉、F粉和H粉粗粒级(+6．3mm的比率)增加后对烧结矿产、质量的影响，取这几种含铁原料进行筛分，以备后续试验使用。这4种矿+6．3mm部分测定结果如表1所示。

从表1可以看出，4种进口矿中B粉+6．3 mm的比率较高，然后是H粉和F粉，A粉+6．3mm的比率相对略低。实验室测定的进口矿粒度指标与2009年实际生产检测的结果略有差异，这可能与进口矿批次差异及取样时粒度偏析有关。为此采取了筛分后配矿的措施加以改善。

3 不同进口矿粒度混匀制粒试验

3．1  试验方案

共设计了3组混匀制粒试验方案，以探索进口矿+6．3mm粒级增加后对烧结混匀制粒效果和最佳水分的影响。其中粒级1为基准组，与目前实际生产用原料粒级相近；粒级2和粒级3为+6．3mm部分增加后的方案。具体试验方案详见表2。表3为烧结混匀矿配矿方案。

图2和图3显示了不同粒级组成的进口矿混匀制粒后料层的堆密度和压差。具体实验方法：用Φ600mm×700mm混料筒将混匀矿与返粉、焦粉和熔剂混匀、制粒后，在400 L／min的风量下，用透气性测定装置测量高度为255mm料层的压力损失。

3．2试验结果及分析

从图2和图3中可看出，随着混合料水分的增加，料层的堆质量密度和压差均呈现先降低后平缓或回升的趋势。这说明增加混合料水分后，混合料混匀制粒的效果得到了改善，烧结料层的原始透气性变好^[1]。适当的水分在保证烧结混合料制粒的同时，水分子覆盖在矿粉颗粒表面，起到了一种类似润滑剂作用，降低烧结料表面粗糙度，减少气流阻力损失。但继续增加混合料水分，过多的自由水反而会导致料层的透气性变差。

随着混合料中粗粒级(+6．3mm)的增加，烧结混合料的最佳制粒水分由7．60％依次下降为7．45％、7．30％。铁矿石中粗颗粒的表面积相对较小，其核颗粒吸收的水分变少。因此在制粒过程中，粗颗粒比例增加后，停留在颗粒表面的用来粘合黏附粉、促进颗粒长大的水分会相应增加，因此混合料水分必需减少。

随着混合料中粗粒级(+6．3mm)的增加，烧结混合料料层的原始透气性略有变好。这是因为在混合料中粗粒级颗粒增加后，大颗粒数量增多使烧结混合料平均粒径增大，同时还在粗颗粒周围形成堆质量密度较小的区域，气流在这些区域通过要比其他地方要快。在烧结抽风过程中，由于铁矿石粗颗粒都有较高的强度，能够承担上部料层的压力，不至于被压紧或者压碎，料层可压缩性减小，料层收缩较小，具有更大的空隙度，因此料层的透气性变好。

4 不同进口矿粒度烧结试验

4．1  试验方案

本次烧结试验设计了多种+6．3mm比例不同的配矿方案，4种进口粉矿中+6．3mm粒级配比如表4所示。其中，粒级3与基准组粒度相近，粒级1、2为粗粒级略少的方案，粒级4、5、6为预计的粗粒级增加的方案。

4．2  不同进口矿粒度对烧结性能的影响

不同进口矿粒度的烧结试验结果列于表5和图4。在混合料水分和焦粉配比保持不变的情况下，混合料中进口粉矿+6．3mm粒级含量增加后，烧结利用系数和烧结速度均有所改善；烧结矿成品率、转鼓强度则在一定的粒级组成下有所改善，当继续增大+6．3mm粒级含量后，烧结矿成品率呈下降趋势，转鼓强度则明显变差。

正如混匀制粒试验中所显示的，进口粉矿粗粒级部分增多后，烧结混合料料层的原始透气性得到改善，烧结速度加快，烧结生产率升高。但如果混合料粗粒级部分过多，烧结料层的透气性虽得到进一步改善，但过快的火焰前锋速度减少了料层的高温区停留时间，同时，混合料中过多的粗颗粒会造成液相粘结相的生成数量减少，从而降低了烧结矿强度。

4．3  不同进口矿粒度条件下各方案的水碳优化

在不同+6．3mm比例的粗粒级条件下分别对粒级1、粒级2、基准组和粒级6进行了配水、配碳优化，结果见表6和图5。

试验中焦粉配比变动范围为5．3％到5．9％，以此来确定最佳焦粉配比。试验结果表明：各方案的适宜焦粉配比均为5．6％左右。可见，随着进口粉矿+6．3mm部分的增加，焦粉的适宜配比可以保持不变或略有增加。这主要是由于混合料中总的+6．3mm部分增加幅度不太大，若大幅增加焦粉比例，虽然有利于提高烧结矿成品率和烧结速度，但会导致烧结矿转鼓强度下降。

前面混匀制粒试验部分讨论了当混合料中粗粒级(+6．3mm)增加时，烧结混合料的适宜水分必需减少。烧结试验结果(见表6)证实了这一点。随着进口粉矿+6．3mm部分的增加，粒级1、粒级2、基准和粒级6方案的最佳制粒水分由8．7％依次下降为8．4％、8．4％和8．1％。

如图5所示，混合料中粗粒级(+6．3mm)增加过多时，采取适当降低烧结混合料水分、保持或略增焦粉配比的措施，有利于烧结矿成品率和转鼓强度指标的恢复。但要完全达到基准组水平，需进一步探索其它烧结强化措施。

5 结语

1)马钢近年来使用的部分进口粉矿中粗粒级+6．3mm部分呈现增多趋势。其中尤以A粉、B粉、F粉和H粉较明显。

2)随着进口粉矿中粗粒级(+6．3mm)的增加，烧结混合料的最佳制粒水分下降，料层的原始透气性略有变好。

3)在混合料水分和焦粉配比保持不变的情况下，进口粉矿中+6．3mm粒级含量增加后，烧结利用系数和烧结速度均有所改善，烧结矿成品率、转鼓强度则在一定的粒级组成下有所改善，当继续增大+6．3mm粒级含量后，成品率呈下降趋势，转鼓强度则明显变差。

4)随着进口粉矿中+6．3mm粒级的增加，混合料适官的水分降低，焦粉配比应保持不变或略有增加。配水配碳的优化有利于烧结矿成品率和转鼓强度指标的恢复，但要完全达到基准组水平，需进一步探索其它烧结强化措施。

[参考文献]

[1]  闫友，高永学，王志华，等．关于改善烧结料层秀气性途径    的探讨[J]．有色矿冶，2008，24(4)：32—34．