摘要  本文针对国丰钢铁公司的原料条件，从原料成分、烧结燃料配加量、碱度、Mg(=)含量和料层高度等工艺参数的角度出发，系统分析了不同工艺参数对烧结矿Fe()含量和烧结矿质量的影响

关键词 烧结矿 FeO 质量

1  前言

    烧结矿FeO含量是炼铁和烧结十分重视的质量指标之一，炼铁工作者也把烧结矿中FeO含量作为评价烧结矿质量，特别是烧结矿强度和还原性能好坏的重要标志，在一定条件下(如碱度相同，SiO₂相近)，烧结矿中FeO含量与其强度密切相关，烧结矿中FeO含量对高炉上、中部间接还原也有很大影响。几年来，我们一直遵循在保证烧结矿强度的前提下，降低烧结矿FeO含量的方针组织生产。

    烧结过程的配碳量与烧结矿FeO含量呈正相关关系，控制FeO可以达到降低烧结能耗的目的，更重要的是有利于高炉冶炼焦比的降低，根据经验，烧结矿FeO含量每降低1％，高炉焦比可降低1．5％左右。

    为了能为高炉冶炼提供容易还原、FeO含量适宜的高强度烧结矿，本文就国丰钢铁公司烧结生产的实际情况，对影响烧结矿FeO含量的因素、生产中如何控制FeO含量及控制水平等技术措施进行分析如下。

2  影响烧结矿中FeO含量的因素

    烧结矿中FeO，一是从原料中带人，二是烧结过程中的气氛。因此，烧结矿中FeO含量的高低，主要与所用铁料、烧结过程中的氧化气氛强弱及温度水平高低有关。

2．1含铁原料与FeO的关系

    一般认为，烧结生产使用以磁铁精矿为主的铁料时，烧结矿中FeO要比赤铁矿生产时高(因为磁铁矿FeO含量高达20—25％，赤铁矿FeO含量只有0．5—4．5 %)，实际生产并非如此。几年来，我厂使用了不同比例的赤铁矿粉、磁铁矿粉、特别是使用了FeO含量高的氧化铁皮(FeO含量60％)、美国粗粉(FeO含量44％)及热压铁粉(FeO含量95％)，使用了高FeO含量的矿粉，燃料消耗明显降低，烧结矿FeO含量无上升，烧结矿强度也没有影响(见表1、表2)。

    由表2可以看出，使用FeO含量高的磁铁矿粉、热压铁粉，与FeO含量低的赤铁矿粉，在R2相近的情况下，生产出的烧结矿FeO与强度并无明显变化，FeO含量高的含铁料燃料消耗反而低，原因如下：

磁铁精粉细：—200目占60％左右，比表面积大，矿物单体分离较完全，在燃料配比低，氧化气氛强的条件下，容易与通过料层的氧发生反应：

2Fe₃O₄+1/2O₂=3Fe₂O₃

  采用不同FeO含量的铁矿物烧结，最后FeO含量基本接近，原因是烧结熔融带中大量的Fe₂O₃转变成FeO，原始赤铁矿中FeO含量只有0．4—4．5％，经过熔融带，FeO升高，在冷凝与冷却过程中，与吸入的氧气进行再氧化，放出部分热量，所以，烧结矿中FeO含量很接近。

  氧化铁皮FeO含量60％左右，在烧结过程中被氧化放热，根据经验，烧结生产每用lKg铁皮，可节省燃料0．1Kg，我们所用的高FeO的热压铁粉，燃料消耗低，道理也是如此。

  由此可见，烧结所用铁料对烧结矿FeO含量的影响而言，其决定因素不在于原料中所含FeO的高低，而在于铁料致密程度及破碎后的矿物单体分离程度。

2．2混合料中的配碳量与FeO

  生产实践证实，烧结矿中FeO的含量是随烧结混合料配碳量的增加而增加的；其次，混合料中燃料粒度大，燃料在烧结料中的分散度小，化学反应不均匀，会造成相同配比下，烧结矿FeO含量波动大，如果在碱度变化不大、SiO₂变化不大的情况下，烧结矿FeO含量也随固体燃耗降低，燃烧生成的CO量越来越少，还原气氛减弱，氧化气氛增强。必须针对不同的原料结构、烧结矿碱度、SiO2含量及MgO含量，及时调整燃料配加量。

2．3烧结矿碱度与．FeO

  我厂几年的生产实践证实，在其它条件基本相同的情况下(SiO₂、MgO含量相近)，随烧结矿碱度的提高，烧结矿FeO降低，见表3。

  以上数据均为04、05年使用催化剂后的数据采集。原因：

  a)随烧结矿碱度的提高，熔剂用量增加，其分解产生的二氧化碳量增加，料层中氧化气氛增强。

  b)熔剂配比的增加，混合料粒度组成得以改善，料层透气性提高，空气通过料层时分布趋于均匀，对氧化气氛增强的烧结过程，有利于抑制FeO的生成。

2．4烧结矿中MgO含量与FeO含量的关系

  烧结矿中MgO提高，易生成难熔化合物，要求提高燃烧带宽度，MgO在烧结矿中的作用，能提高烧结矿的软熔性。MgO熔化温度2799℃，MgO越高，配碳量越高，FeO也越高。我厂烧结矿MgO几年来基本上都在3％左右，没有更明显的数据说明该问题，在保证高炉造渣MgO的同时，应考虑降低烧结矿MgO量，也是节能降耗的措施之一。

2．5返矿与FeO含量的关系

  一定配比下的冷、热返矿对烧结过程的影响不显著，我厂冷返矿在配料比内，而热返矿直接加人烧结混合料中，其数量和质量的波动对烧结过程FeO的控制影响很大。

    如：A=F／(H+F)

    A一热返矿率F一热返矿量H一混合料量

    理想的烧结过程希望A(热返矿率)为一稳定值，热返矿的配用量尽可能波动小，但实际操作过程中返矿的配加量是在一基准值上下调整的。在满足动态平衡的前提下，调整幅度尽可能小，但生产中往往会出现设备故障或操作失误，造成动态的不平衡，短时间使热返矿大幅度增加，也造成混合料瞬时配碳量的大幅度波动，最终将反映在烧结矿FeO含量的大幅度波动。返矿的大幅度波动，造成水份和透气性的变化，那么烧结矿FeO含量的波动就更大了。

    热返矿异常波动是烧结矿FeO含量剧烈波动的主要因素，故稳定操作十分重要。

3    FeO含量与转鼓强度的关系

    烧结矿碱度不同，FeO与转鼓强度的关系也不同；烧结矿SiO₂含量不同，碱度相同，同样FeO与转鼓强度的关系也不同。生产高碱度烧结矿，液相以钙系粘结相为主；生产低碱度烧结矿，液相则以硅酸盐系粘结相为主。我厂几年来生产的烧结矿碱度一直是高碱度，只是烧结矿中SiO₂含量，几年来随精料水平的提高明显下降，见下面几组数据。

    烧结矿R₂相近，其SiO₂、FeO不同时转鼓指数也不同；R₂、SiO₂相近，FeO高，转鼓也高；R₂相同，FeO相近，SiO₂低时，转鼓指数略低；R₂超过2．3时，FeO升高，转鼓指数反而下降。

4  生产中控制FeO含量的具体做法

    ●采取“厚料、铺平、低碳、烧透”的技术操作方针，尽可能采用低燃料配比、高氧化气氛的操作条件。

    ●尽量采用合理的配料比，稳定配比，减少配比的调整，根据料的结构，阶段性的制定烧结矿FeO的考核指标。

    ●为避免燃料固定碳发生变化给烧结过程气氛、热制度带来波动，我们将含碳量波动大的除尘灰打水后，尽量混匀，稳定除尘灰配比。外购焦粉与高炉筛下焦粉的固定碳出入较大，采取分阶段使用。

    ●稳定操作，稳定水碳，加强岗位联系，看火工勤看断面。

5  结论

    ●影响烧结矿FeO含量的因素很多，但影响FeO的主要因素是固体燃料的配比，因此，“厚料、铺平、低碳、烧透”是高碱度烧结矿的操作方针。在保证供给烧结过程所必须热量的条件下，尽量降低烧结料中的配碳量，是降低烧结矿中FeO含量，提高烧结矿还原性能的主要途径。   

    ●烧结赤铁矿粉时，会对烧结矿的质量带来影Ⅱ向，可适当提高配碳量。

    ●降低烧结矿中FeO含量不是最终目的，关键在于改善烧结矿质量，给高炉冶炼提供强度好、易还原的优质烧结矿。

    ●烧结矿中FeO含量受烧结矿R₂、SiO₂、MgO、所用含铁原料及采取的工艺操作制度影响，所以在不同原料条件下，生产不同R₂、MgO的烧结矿，在不能通过实验的前提下，应尽快探索FeO的最佳值。