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澳矿配比系列变化对入炉矿性能影响的研究

吕金华¹，贾军民¹，薛树峰¹，罗安乐¹，贾颜中²

(1首钢迁钢公司，河北，064400 2北京科技大学冶金院)

摘 要：在矿业烧结矿、矿业球团矿、澳矿种类不变时，单从入炉矿结构入手，研究从100％熟料比开始(不配生矿，只配烧结矿、球团矿)，按生矿比每5％为一个台阶，直至生矿完全取代球团矿(酸料100％为生矿)为止，对高炉渣比、入炉矿综合品位进行了测算，对综合入炉矿冶金性能的变化进行研究，找出其中变化规律，以便指导今后高炉配矿操作，并为高炉优化配矿提供技术支持。

关 键 词：澳矿配比；入炉矿性能；影响

为比较不同生矿比的综合炉料在高炉内冶炼性能的变化，2008年利用迁钢公司新投入的冶金性能检测设备，在矿业烧结矿、矿业球团矿、PB澳矿种类不变时，从100％熟料比开始(不配生矿，只配烧结矿、球团矿)，按生矿比每5％为一个台阶，直至生矿完全取代球团矿(酸料100％为生矿)为止，对综合入炉矿冶金性能的变化进行研究，找出其中的变化规律，以便指导今后高炉配矿操作，并为高炉优化配矿提供技术支持。

1数据来源

下达实验计划后，在进厂烧结矿、球团矿、澳矿的正常取样中，留出一部分做实验用，四组数据如下表

2计算方法及结果分析

配料计算采用俄国冶金学家A．H．拉姆教授创立的高炉配料联合计算方法^[1]，列出铁、碱度、热三个平衡，以求出作为未知数烧结矿、球团矿、澳矿的配比。计算结果整理如下：

(1)理论渣比变化。由于生矿SiO₂比球团矿SiO₂低约2至3个百分点，随着生矿配比提高，逐步代替球团矿，理论渣比将逐步降低，生矿配比每提高1个百分点，理论渣比降低0．90kg／t～0．110kg／t。在澳矿全部替代球团矿后，当烧结矿碱度分别是2．07、1．99、1．94、1．81时，理论渣比分别比100％熟料比时分别降低49．8kg／t、37．21kg／t、38．74kg／t、35．88kg／t。提高生矿比是降低渣比的有效措施。

(2)入炉矿综合品位变化。不同生矿品位的四组数值，随着生矿比变化，生矿比对入炉矿综合品位的影响系数也发生变化，在生矿品位分别为64．43％、64．63％、63．94％、62．80％时，生矿比对入炉矿综合品位的影响系数分别为1．69、1．30、1．01、﹣0．14。

对四组不同澳矿品位与澳矿配比，对入炉矿综合品位的影响系数进行回归，在澳矿品位62．94％时，澳矿配比对入炉矿综合品位的决定系数为0。当澳矿品位大于62．94％时，提高澳矿配比，有利于提高入炉矿综合品位；在澳矿品位小于62．94％时，提高澳矿配比，入炉矿综合品位反而降低。可见要保证提高澳矿配比后有利于入炉矿综合品位，澳矿品位应大于92．94％。

3试验设备

主要包括：荷重还原软化一熔滴落试验设备，熔滴炉、CO发生炉、气体流量控制设备，传感器、计算机及采集软件。参数见表2。

熔滴试验装置结构如图2。

4软熔温度分析

(1)软化开始温度T₁₀。第1、2、4组混合矿随着澳矿配比升高，软化开始温度有下降的趋势，但是在澳矿配比在35％时又同时升高，澳矿配比5％~10％时，对提高软化温度有利。第三组烧结矿R=1．94混合矿，除了当澳矿配比为5％时软化开始温度最高，其他各点基本不受澳矿配比变化影响。

(2)熔融开始温度Ts。高碱度烧结矿(R=2．07、1．99)的两组混合矿，熔融开始温度最高点在澳矿配比20％；较低碱度烧结矿(R=1．94、1．81)混合矿熔融开始温度，最高点在澳矿配比5％处。各组混合矿随着澳矿配比升高，熔融开始温度有总体有略微下降的趋势。

5熔融区间分析

澳矿配比改变，对第2、3、4组混合矿软化温度区间影响不大。第1、2、4组混合矿有一个共同特点，当澳矿配比为20％时，混合矿在高炉内熔融带最薄，这时最有利于降低高炉下部煤气阻力，均匀煤气流分布，改善炉内关系，提高入炉风量。第3组烧结矿R=1．94混合矿在澳矿100％代替球团矿以前，澳矿配比变化对熔融温度区间影响不大，在澳矿10％～15％出现低熔融温度区间区域，但降低幅度只有40℃左右，实际应用价值不大。

6熔融状态时最大压差分析

澳矿配比对各组软熔过程中压差值总体影响不大，且没有重复性、规律性。澳矿配比在10％、15％时，熔融状态最大压差出现较大值点，比5％、10％时高1060Pa。第3组烧结矿R=1．99时澳矿配比0％为最大压差，第1、2、4组全熟料时熔融状态最大压差比澳矿配比5％平均降低520Pa。2008年9月～11月份烧结厂为配合迁钢二号高炉180kg/t煤比试验，提高了轧钢皮配比，第3组压差综合熔融状态最大压差最高。

7特征值分析

澳矿配比20％时烧结矿R=2．07、1．99、1．81特征值最小或极小。烧结矿R=2．07时，澳矿配比15％特征值S最大；烧结矿R=1．99，澳矿配比10％特征值S最大；烧结矿R=1．81时，澳矿配比30％特征值S最大。

8熔滴带厚度分析

第1组澳矿配比提高，混合矿熔滴带厚度逐步提高，值得注意的是，在澳矿配比20％时，熔滴带厚度由16．13mm下降到3．53mm，降低12．60mm。

第2组随着澳矿配比提高，混合矿熔滴带厚度整体呈上升趋势，但在澳矿配比5％时小幅变薄。澳矿配比20％时，软熔带厚度由15．07mm降低到12．20mm，澳矿25％、30％又熔滴带厚度逐步略变厚，澳矿配比35％时，熔滴带厚度降低到最薄11．74mm，与澳矿配比20％时相近。

第3组澳矿配比变化对熔滴带厚度基本无影响，最大与最小值相差仅3．76mm。

第4组澳矿配比5％时熔滴带厚度13．08mm最薄。澳矿配比10％、15％熔滴带厚度逐步变厚，澳矿配比20％时，熔滴带厚度又由17．39mm减薄到澳矿配比20％、25％时的13．49mm和13．40mm。澳矿配比30％开始熔滴带厚度又逐步变厚，到完全由澳矿代替球团矿，软熔带厚度达到最厚18．6mm。

9结论

(1)澳矿品位>62．94％时，提高生矿配比有利于提高入炉矿综合品位；澳矿品位≤62．94％时，提高生矿配比，入炉矿综合品位反而降低。目前澳矿品位一般62．5％且品位十分不稳定，配加澳矿并不是最佳首选，

(2)提高澳矿配比，可使软化开始和软化终了温度略有降低，且澳矿配比变化对熔融开始和滴落开始温度基本一致的变化趋势。

(3)澳矿配比5％时，可使软化开始温度和软化终了温度取得最高值，同时在烧结矿碱度较高时，澳矿配比20％时可使熔融开始温度和滴落温度达到最高或较高。澳矿配比20％时，可使大多数的熔滴压差值最低、特征值最小、软熔带最薄。但是目前提高生矿比最大问题时生矿质量逐步变差，品位下降且不稳定，粉末增多，这些问题可能掩盖了提高生矿比后德优点。

(4)无论100％全熟料，还是100％澳矿代替球团矿，都不能取得最佳的炉料结构，三种矿混合才能取得真正意义上的结构优化。澳矿配比的变化对混合料软化和熔滴性能有少量影响，但总体分布不明显，很难找出高度一致的规律可寻。