摘  要  本文针对包钢四烧车间投产后的原料系统，在试验室进行了包钢烧结全部采用外购含铁料的烧结杯试验研究，试验结果表明：如果烧结采用包钢外购国内铁精矿和进口矿粉进行生产，随着进口矿粉在烧结含铁料比例的增加，可提高烧结利用系数，降低燃耗，且烧结矿的转鼓强度无明显变化。当进口矿粉配比由l0％分别增加至20％、30％、40％时，其烧结利用系数可分别提高5个百分点、14．1个百分点、30．3个百分点；燃耗可分别降低3．87kg／t、6．02kg／t、8．64kg／t。

关键词 不同 外购含铁料 试验研究

按照公司“十一五”规划，炼铁厂要实现年产生铁1000万吨的生产规模，为此，炼铁厂必须加大炼铁原料的生产能力，以满足今后总计容积12380m³，6座高炉的生产需要。2006年6月6日先在炼铁厂四烧车间投产一台265m²烧结机，该烧结机(包括另一台265m²烧结机)为单独上料系统，烧结含铁料全部为外购铁精矿或进口矿粉，烧结用料与包钢炼铁厂目前的一烧、二烧和三烧车间有了很大的不同，含铁料发生了很大的变化。四烧投产后，应如何合理使用外购国内铁精矿和外购进口矿粉，是本次研究的重点。因此，技术中心的技术人员在实验室进行了不同外购铁精矿与进口矿粉的烧结杯试验研究，以对生产提供参考。

1   试验方案及试验原料

1．1试验方案

  试验用外购铁精矿取自四烧车间的混合料场，澳矿粉以及熔剂、燃料均取自炼铁厂的原料车间。本次试验所用含铁料有两种，分别为外购铁精矿和进口矿粉，其配比分别为：

  (1)60％外购国内铁精矿+40％进口矿粉，试验编号为A一40；

  (2)70％外购国内铁精矿十30％进口矿粉，试验编号为A一30；

  (3)80％外购国内铁精矿十20％进口矿粉，试验编号为A一20；

  (4)90%外购国内铁精矿十10％进口矿粉，试验编号为A一10；

1．2试验原料

  试验用含铁原料、熔剂及燃料化学成分及粒度组成见表l和表2。

    由表1可以看出，本次试验所取外购国内铁精矿的品位为65．07％，SiO₂含量为7．08％，F、P、S、K₂ O和Na₂O的含量均低于包钢自产混合精矿，Al₂O₃含量为0．81％；试验所取进口矿粉的品位为59．52％，SiO₂含量为5．71％，Al₂O₃含量为1．71％。

    由表2含铁料的粒度组成可以看出，外购国内铁精矿一100目占93．3％，一200目占60．5％；进口矿粉一1mm占76．69％。

2     试验结果及分析

2．1烧结工艺指标的变化

    本次共进行了四个试验点的烧结杯试验，其结果列于表3。

    由表3可以看出：随着进口矿粉配比的增加，烧结利用系数在逐渐增加，燃耗在逐渐降低，烧结矿的转鼓强度指数无明显变化。与进口矿粉配比为10％(占含铁料，试验编号A一10)相比，

    (1)进口矿粉配比提高至20％，烧结利用系数提高5个百分点，燃耗降低3．87kg／t；

    (2)进口矿粉配比提高至30％，烧结利用系数提高14．1个百分点，燃耗降低6．02kg／t；

    (3)进口矿粉配比提高至40％，烧结利用系数提高30．3个百分点，燃耗降低8．64kg／t；

2．2烧结矿化学成分的变化

    烧结矿化学成分分析结果列于表4。

    从表4烧结矿化学成分的实际分析值可以看出：由于本次试验所取外购国内铁精矿SiO₂含量较高，为7．08％，因此，随着烧结含铁料进口矿粉配比的增加，烧结矿品位在逐渐增加，由52．8％(进口矿粉配比为10％)增加至54．5％(进口矿粉配比为40％)；FeO含量在逐渐降低，由11．89％降低至9％；SiO₂含量也在逐渐降低，由7．18％降低至6．29％；Al₂O₃含量在逐渐增加。

2．3烧结矿矿物组成的变化

2．3．1矿物组成(见表5)

    从矿物组成来看，与包钢目前生产的烧结矿相比，本次试验烧结矿矿物组成中硅酸二钙和铁酸钙含量较高，不含有枪晶石。

    随着进口矿粉配比的增加，磁铁矿含量逐渐减少，赤铁矿含量也在减少，铁酸钙含量逐渐增加，硅酸二钙含量无明显变化。进口矿粉配比由10％增加至20%，其烧结矿铁酸钙含量明显增加，由25%增至36％，但继续增加进口矿粉配比，烧结矿的矿物组成变化不大。

  烧结矿中的赤铁矿为次生赤铁矿，即使澳矿配比达到40％，残余赤铁矿仍极少见。

2．3．2显微结构

  本次试验烧结矿的显微结构以磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀交织结构和磁铁矿+铁酸钙+硅酸二钙的共晶结构为主。

2．4烧结矿冶金性能的变化(见表6)

     根据表6所列烧结矿冶金性能的检验结果可知，随着进口矿粉在烧结含铁料中配比的增加，其还原性在逐渐改善，低温还原粉化指数在逐渐变差。进口矿粉配比由10％增加至40%，其烧结矿的还原性由71．9％提高到85．7％，低温还原粉化指数(+3．15mm)由85．3%降低至76％，主要原因是随着进口矿粉配比的增加，其烧结矿中铁酸钙含量增加，磁铁矿含量降低。

  从烧结矿的软熔性能看，进口矿粉配比为10％时，其初始软化温度T₄为1126℃，T₁₀为1158℃，T₄₀为1277℃，当进口矿粉配比增加至40%时，其初始软化温度T₄为1153℃，T₁₀为1190℃，T₄₀为1297℃，软化区间无变化；进口矿粉配比为10％时，滴落温度为1546℃，当进口矿粉配比增加至40％时，其滴落温度为1524℃，融熔区间无变化，这意味着进口矿粉配比由10％增加至40％时，会使其烧结矿在高炉中的软熔带上移。

3     结论

    (1)从本次试验的烧结工艺指标看，如果烧结采用外购国内铁精矿和进口矿粉进行生产，随着进口矿粉在烧结含铁料比例的增加，可提高烧结利用系数，降低燃耗，且烧结矿的转鼓强度无明显变化。当进口矿粉配比由10％分别增加至20％、30％、40％时，其烧结利用系数可分别提高5个百分点、14．1个百分点、30．3个百分点；燃耗可分别降低3．87kg／t、6．02kg／t、8．64kg／t。

    (2)在本次试验的原料条件下，提高烧结含铁料中的进口矿粉配比，可以提高烧结矿品位，降低FeO含量和SiO₂含量，但Al₂O₃含量会有所增加。

    (3)当包钢烧结全部采用外购国内铁精矿十进口矿粉进行烧结生产时，其烧结矿的矿物组成硅酸二钙和铁酸钙含量较高，且不含有枪晶石。烧结矿的显微结构为磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀交织结构和磁铁矿+铁酸钙+硅酸二钙的共晶结构为主。

    (4)随着进口矿粉在烧结含铁料中配比的增加，其还原性在逐渐改善，低温还原粉化指数在逐渐变差。进口矿粉配比由10％增加至40％，其烧结矿的还原性由71．9％提高到85．7％，低温还原粉化指数(+3．15mm)由85．3％降低至76％。

    (5)从烧结矿的软熔性能看，当进口矿粉配比由10%增加至40％时，其初始软化温度T4由1153℃降低至1126℃，滴落温度由1546℃降低至1524℃，软化区间和融熔区间无变化，这意味着进口矿粉由10％增加至40％时，会使其烧结矿在高炉中的软熔带上移。

  (6)综上所述，建议包钢若采用外购国内铁精矿和进口矿粉搭配进行烧结生产时，进口矿粉在烧结含铁料中的配比在20～30％比较适宜，不以超过30％。

                                                    (包头钢铁(集团)公司有限责任公司技术中心)