1  前言

    随着鞍钢高炉大型化的发展，高炉的炉料结构日趋合理，基本上是70％的高碱度烧结矿搭配30％的酸性球团矿。由于高炉的产能增加，球团矿的供应出现缺口，所以厂里先后进口了加拿大、印度等球团矿。但各种球团矿因生产的原料和工艺不同，球团矿的特性会有差别，因此对炼铁总厂使用的几种球团矿的质量特性做一简要分析。

2  几种球团矿的物化性能

2．1球团矿的化学成分

    几种球团矿的化学成分见表1。

    一般球团矿的品位要求在65％以上，Si02的含量低于4％。球团矿的品位低、Si02含量高，会导致高炉的渣量增加，焦比升高，同时也会降低球团矿的高温还原度。表1数据显示，进口球团矿的品位比自产球团和弓矿球团高，特别是加拿大球团比自产球团品位高出1．49个百分点，比弓矿球团高出1．11个百分点，比印度球团高出0．56个百分点；在Si02的含量上，加拿大球团的Si02的含量最低，为3．56％，而自产球团的Si02的含量最高，比加拿大球团的Si02的含量高了3-36个百分点，弓矿球团的Si02的含量也比加拿大球团高出2．20个百分点。所以鞍钢使用的两种国产球团矿无论在品位上，还是在Si02的含量上，与两种进口球团矿比，都处于劣势，说明我们在球团矿的提铁降硅方面还要做工作，特别是弓矿球团，其精矿品位达到68％以上，应在降低膨润土的配加比例上做进一步的研究。从理论上讲，如果膨润土配加比例降低1个百分点，那么它的品位应上升到65．25％，在这一方面还是有潜力的。而自产球团品位的提升有赖于原料精矿品位和质量稳定性的提高，从而为降低膨润土的配比提供空间，最终使成品球团矿的品位值增加。在Fe0含量上，自产球团的Fe0含量最低，说明白产球团在生产操作上氧化气氛充足，炉温适宜。而弓矿球团的Fe0含量最高，生产时应在预热温度和焙烧的高温保持时间上有所加强。进口的两种球团矿Fe0含量不超过0。4％。Mg0含量方面，印度球团含量最高，达到1．11％，有利于提高球团矿的软融性能。

2．2球团矿的粒度组成及物理性能

    几种球团矿的物理性能指标见表2。

    球团矿与烧结矿在物理性能上相比，以粒度组成均匀，粉末低，冷强度高，不易粉化，易运输和贮存而占优。从表2看，自产球团16～10 mm的合格粒级所占的比例最高，达到88-34％；而粉末含量也非常低，仅为0．66％；在大于16 mm以上粒级方面，弓矿球团所占的比例最高，自产球团所占的比例偏高，说明弓矿球团粒度控制偏上限。

    自产球团的粒度控制偏中上限，生产时，应把生球的粒度控制在中限为宜。这样，可使球团矿的粒度合格率更高，粒度组成更趋合理，同时也避免了过多的大球在生球布料时产生偏析，使料层的透气性不均一，大球在焙烧时烧不透，固结不充分，内、外形成双层结构，强度低等弊病。加拿大球团从表观上看，粒度非常均匀，表面也非常光滑，颜色呈青色，球表面无裂纹。从表2数据看，其16～l 0 mm合格粒级所占的比例不到80％，10～5 mm的比例偏大，为16．6％，这是其生产工艺要求的合格球团矿的粒度规格(6～l 6 mm)不同所致。印度球团从表观看，颜色呈赤青色，个别球表面有裂纹，表面不光滑，总体上表面性状与自产球团相似。它的粒度组成与加拿大球团有些类似，即10～5 mm的比例偏大。所以高炉在使用这两种球团矿时，不应忽视小于10mm粒级部分的影响。在物理性能指标上，国产球团和进口球团的转鼓指数都超过了93．0％。抗压强度都高于2 500 N／个，但罔产球团与进口球团比还是有差距的。印度球团的转鼓指数指标最高，达97．33％，耐磨指数最低，仅为3．33％，抗压强度也最高，达3 125．4 N／个；加拿大球团的转鼓指数指标也超过了95％，抗压强度也接近3 000 N／个：所以，进口球团矿在抗压强度上远远超出我厂>2 200 N／个的质量标准。通过对比，说明我们自产球团与进口球团比还是有一定差距的。从表观上，自产球团与印度球团相似，但在强度指标上相差很大，仅转鼓指数印度球团比自产球团高2．66个百分点，耐磨指数低了1．34个百分点，说明我们在精矿粒度的控制上与国外还是有差距的。国外经验表明，造球所要求的精矿粒度是一200目的要大于95％或一320目的大于85％。而我们使用的精矿有的矿种与上述要求还是有差距的，特别是齐大山精矿一200目的仅达82．3％，一320目的为76．6％，粒度还是很粗的，导致生球表面不光滑，球内部矿粒之间排列不紧密，最终成品球团矿的强度不佳。再者，自产球团的粒度偏中上限，在高产量的情况下，高温固结时间有所不足，也使球团矿的强度不能够进一步提升。在堆密度上，由于加拿大球团的粒度偏中下限，它的堆密度最大，其次是印度球团和自产球团，堆密度值与球团矿的粒度组成呈现出很强的相关性。

3  冶金性能

    球团矿的化学成分稳定、品位高、冷强度高，这只是球团矿质量的一个方面，而其质量的一个重要方面是其冶金性能是否良好，这是影响高炉生产是否顺畅的关键一环.所以，高炉生产应沣重球团矿冶金性能指标的变化。球团矿的冶金性能指标参见表3

3．1球团矿的低温还原粉化率

    在高炉的上部，虽然炉温比较低(500～600℃)，但炉料在热冲击和低还原气氛中进行还原反应，导致球团矿的矿物组成和结构强度发生变化，使球团矿产生破损，产生粉末。德国高炉冶炼在应用球团矿时，高炉的透气性下降，炉况不顺，产量降低。经研究发现，其低温还原粉化率十6．3mm部分在50％～75％之问，从而导致生产不顺。经过添加少量熔剂后，使+6．3 mm部分达到85％以上，高炉球团矿的用量增加，达到3O％～4n％，而日．高炉的炉矿顺行，产量增加。所以，球团矿的低温还原粉化率指标是当今高炉生产不容忽视的一项指标：表3数据显示，低温还原粉化率+6．3 mm部分大于85％的只有加拿大球网和自产球团，特别是加拿大球团达到了97．79％，弓矿球团的指标偏低，仪为64．42％。而作为低温还原粉化率的标志性指标+3．15 mm部分，加拿大球团最高，印度球团和自产球团相差不多，都超过了90．0％；弓矿球团在这一项上还是偏低，其值为83．26％．，与我，一高碱度烧结矿指标接近。在一0．5mm部分，加拿大球团最好，其次是印度球团和自产球团，而弓矿球团超过10％，达到l 1．33％。低温还原粉化率一0．5mm部分相当于低温还原后的耐磨指数，这部分数值高，说明球团矿经低温还原后，表面强度变差，经过机械外力的摩擦和相互冲击，表面发生脱落，产生大量粉末。这种现象对高炉的透气性将产生严重的负面影响，所以弓矿球团生产上需要在造球的操作上和高温固结时问及冷却速度的控制上进一步加强。

3．2球团矿的中温还原度

    球团矿的还原性能与球团矿的矿物组成、微观结构和孔隙率等因素有关，球团矿的矿物组成中80％以上是赤铁矿，其还原性的差异在于微观结构和孔隙率。球团矿的微观结构和孔隙率除了受原料、添加剂的影响外，更主要还是受生球的质量和焙烧工艺制度的影响。表3数据显示，加拿大球团的中温还原度最高，达到74。92％，自产球团也超过了70％；而印度球团最低，为61．1 7％，小于我厂大于65％的标准；弓矿球团为68．8％，达到我厂规定的要求。加拿大球团的中温还原度好，还与其粒度偏中下限有一定关系；球团矿的粒度小，比表面积大，易于还原气体向球体内部的扩散，有利于还原反应的进行。

3．3球团矿的还原膨胀率

    球团矿的还原膨胀率是球团矿冶金性能的一项重要指标，还原膨胀的主要原因是Fe₂O₃还原成Fe₃O₄日寸由于晶体结构由六方晶系转变为立方品系，品格常数南5．42埃增大为8．88埃，体积增加，理论最小时增大1l％。Fe₃O₄还原成Fe_xO时体积增大4％～l1％，从而导致球团矿膨胀。当膨胀到一定限度时，高炉料柱的透气性恶化，气流分佰不均，炉况不顺，产量降低。我厂球团矿的还原膨胀牢的质量标准是：一级品还原膨胀率<15％，二级品还原膨胀率<20%。表3数据显示，加拿大球团的还原膨胀率最佳，为l 3．2l％，还原后开裂的球体很少；自产球团和弓矿球团还原膨胀率都超过了l 5％，还原后开裂的球体数增加；印度球团还原膨胀率最高，达到16．23％，还原后开裂的球体有破损掉渣现象。印度球团的还原膨胀现象比其它几种球团严重，高炉使用时要沣意它的配加数量。

4球团矿的矿物组成

    球团矿的矿物组成是影响球团矿质量的一个重要方面，几种球团矿的矿物组成(目估面积分数)参见表4。

  从表4数据看出，球团矿矿物组成主要有磁铁矿(Fe₃0₄)、赤铁矿(Fe₂0₃)、脉石和少量液相等，加拿大球团的赤铁矿含量最高，达到90％～95％，脉石含量最低，为5％，孔洞占25％。其次是印度球团，赤铁矿含量接近90％，脉石含量在7％～10％之间，并且有极少量液相。国产的两种球团矿中，自产球团的赤铁矿含量比较高，而日．磁铁矿含量最低，其脉石含量比其它球团矿略高；弓矿球团赤铁矿含量在几种球团矿中最低，液相含量最高，脉石含量为10％，磁铁矿含量与两种进口球团类似。

5结论

    1)通过对几种球团矿性能的分析，进口球团矿的物理化学性能指标优于鞍钢产的两种球团矿，特别是加拿大球团比自产球团品位高出1．49个百分点，比弓矿球团高出1．11个百分点，其抗压强度也高于我厂球团矿的质量标准。

    2)在球团矿的粒度方面，大于16 mm以上粒级，弓矿球团所占的比例最高，达到15．86％，，自产球团所占的比例偏高，为8．57％，而两种进口球团矿的粒度控制偏中下限。

    3)在冶金性能指标上，加拿大球团的各项指标最好，其次是自产球团。弓矿球团的低温还原粉化率(+3．15 mm)最低，为83．26％，  粉末(一0．5mm)偏高，  达l 1．33％。而印度球团的900℃还原度最差，为61．17％，900℃还原膨胀率最高，为16．23％，高炉使用时应沣意其配比。