摘要      在测定FMG矿粉与哈默斯利矿粉HIXF及HIYF烧结基础特性的基础上，通过比较分析，制定了烧结杯试验方案，考察FMG矿粉取代HIXF及HIYF对烧结生产技术指标的影响：烧结矿品位增加，SiO₂含量降低，A1₂O₃含量变化明显；烧结矿成品率上升，固体燃耗下降，烧结矿RDI指标有所改善。首钢现有生产条件下，烧结原料用l0％FMG矿粉取代HIYF或用15％FMG矿粉取代HIXF是可行的。

关键词   FMG矿粉  烧结基础特性  烧结杯试验  合理配比

1   前言

     进入21世纪以来，随着钢铁工业的迅猛发展，世界铁矿资源由买方市场转向卖方市场，过去由于种种原因尚未开发的新矿藏和新矿种逐步推向市场。澳大利亚FMG金属集团，其属下铁矿将于2007年第四季度开始生产，产量有望于2008年超过3500万吨，2009年将升至4500万吨。集团目标旨在使FMG矿业成为世界铁矿生产和航运市场继巴西淡水河谷，力拓矿业，必和必拓之后的第四大供货商。FMG矿产铁块矿与粉矿之比为3：7，3种铁矿产品分别为：品位61．1％的块矿，品位60．2％和58．7％的粉矿。为了拓宽首钢烧结生产使用资源范围，由FMG公司提供样品，对品位为60．2％的粉矿(以下简称为FMGF)进行了实验室研究。

2   FMGF基础特性分析

2．1物理性能

三种矿粉化学成份和粒度组成分别见表1和表2。

    由表1中数据可以看出，FMGF烧损较大，接近褐铁矿粉。与澳大利亚褐铁矿粉HIYF相比，其焙烧后品位(Fe烧后)高于HIYF，与HIXF相当。由于FMGF的SiO₂含量要低于HIYF和HIXF，因此在R=1．9时，其单烧品位(Fe单烧)比HIYF和HIXF都高。A1₂O₃含量则介于二者之间，其它杂质含量相近，没有明显缺点。因此从化学成份综合考虑，可以认为FMGF略优于HIYF和HIXF。粒度组成则FMGF明显比HIXF粗，比HIYF细。

2．2烧结基础特性

    不同铁矿粉在烧结过程中高温行为可以通过同化性和液相流动性等烧结基础特性来衡量。对FMGF与HIYF及HIXF进行了烧结最低同化温度和液相流动性对比试验。试验测得FMGF最低同化温度为1145℃，HIYFll35℃，HIXFl233℃，三种铁矿粉同化能力都较强，其中HIYF最强，其次是FMG，HIXF、最差。

    三种铁矿粉液相流动性试验结果见表3。

    由表中数据可以看出，与HIxF相比，FMGF液相流动性较好，低温下FMGF液相流动性比HIYF稍差。但温度升高后两者的流动性相近。

    认为FMGF烧结基础特性比HIYF差，比HIXF略好。从HIXF和HIYF的使用效果推测，烧结生产配加适量FMGF是可行的。

3    烧结杯试验

3．1试验条件

    烧结杯试验条件见表4。

3．2试验用其它原料

    试验共用9种原燃料，其中铁料有：HIXF、HIYF、FMG、SSF、高炉结末共5种，低镁灰石、白云石和白灰三种熔剂及一种燃料焦末。化学成份见表5。

3．3烧结杯试验方案

  共6组试验，其中基准方案为北京地区烧结生产当时料比，在保持澳大利亚矿粉合计55％的前提下，方案1和方案2考察FMG矿粉替代HIYF试验效果，方案3—5考察FMG矿粉替代HIXF试验效果。具体配料比见表6。

3．4烧结杯试验与分析

  烧结杯试验结果见表7。

  与基准方案比，用FMG矿粉替代HIYF和HIXF后混合料透气性指数变差，对垂直烧结速度和利用系数的影响只有方案1和方案2与之趋同。

  (2)垂烧速度

  与基准方案比，用FMGF替代HIYF后，一方面混合料透气性指数恶化，另一方面由于FMGF液相流动性较HIYF差，烧结过程中阻力有所增加，烧结时间延长，垂烧速度下降；而用FMG矿粉替代HIXF，虽然混合料透气性指数也在恶化，但FMGF液相流动性较HIXF好，烧结时间缩短，垂烧速度反而上升。

  (3)成品率和固然燃耗

  与基准方案比，方案1用10%FMGF取代10%HIYF后，烧结时间延长，烧结过程中有效液相量增加，成品率有所上升，因此固体燃耗略有下降。方案2用20%FMGF+5 %HIXF替代25％HIYF，虽然烧结时间延长，但易生成液相铁矿粉(FMGF+HIYF)含量下降5％，有效液相量并未增加，成品率变化不大，固体燃耗变化也不明显。

    用FMGF替代HIXF后，由于整个混合料中易生成液相铁矿粉(FMGF+HIYF)含量增加，虽然混合料烧损加大，烧结矿生成量有所降低，烧结时间缩短，但有效液相量增加，成品率上升幅度较大，固体燃耗仍然呈下降趋势。

    (4)转鼓指数和利用系数

    几个方案转鼓指数稳定，可以认为试验条件下配加20％以下的FMGF对烧结矿强度没有不利影响。

    与基准方案相比，用FMGF替代HIYF成品率上升和烧损下降，均不如垂直烧结速度下降明显，利用系数下降。

    方案3，方案4用FMG矿粉替代HIXF后，虽然烧损增加，但成品率上升和烧结时间缩短，利用系数上升。方案5中FMGF和HIYF配比增加到40％，成品率没有降低，烧损进一步增加，烧结速度增加部分不明显，利用系数下降，回到基准水平。说明烧结配矿中，易生成液相铁矿粉含量和烧损应综合考虑，以免影响烧结矿产量。

    烧结矿粒度组成见表8。总体来看，除方案2外，<5mm粒级明显下降。用FMGF替代HIXF后烧结矿中>40mm的粒级明显增加，方案4尤为突出。

    烧结矿化学成份见表9。可以看出用FMGF代替HIYF或哈混合粉，烧结矿中SiO₂含量下降，烧结矿品位上升以及烧结矿中Al₂O₃变化趋势都与理论计算结果一致。

3．5    RDI检测

    对试验样品进行了低温还原粉化指数测定。结果见表10。

    由表中数据可以看出，配加FMGF代替HIYF或HIXF，烧结矿RDI_+3.15指标都有不同程度的改善，方案4较为突出。RDI_-0.5在替代HIXF时变化不明显，替代HIYF时明显变差。

4    结语

  从铁矿粉烧结基础特性看，FMG矿粉比HIYF差，比HIXF好；从化学成分角度看，FMG矿粉要比HIYF和HIXF好。从矿粉造球性能看FMFG比HIYF和HIXF都差。烧结杯试验结果表明用FMG矿粉替代HIYF后利用系数有所下降；用FMG矿粉替代HIXF则利用系数上升。可以认为试验条件下，用10％FMG矿粉取代HIYF或用15％FMG矿粉取代HIXF方案是可行的。需要注意的是铁矿粉中褐铁矿比例不宜超过40％，最好不超过35％。试验结果拓展了首钢烧结矿粉资源范围，并为首钢烧结生产配用FMG矿粉提供了技术准备。