摘要 介绍了中国高炉对球团矿的质量要求，论述了球团矿品位、粒度和MgO含量对其质量的影响。提出应坚持球团的质量进步。

关键词 球团矿 质量 品位 粒度 MgO含量

1      前  言

       近十多年来，我国球团生产有了很大发展，1998年全国球团矿产量达到了2000万t，但仅占高炉炉料的9．9％，远不能满足高炉生产需求。按照高碱度烧结矿搭配酸性球团矿的合理炉料结构要求，酸性球团矿配比应占20％以上，1998年全国生产1．1852亿t生铁，则需球团矿4000万t以上。据此，球团矿产量还需增加一倍以上。然而，更重要的是我国生产的球团矿质量与优质水平还有很大差距。高炉合理炉料结构旨在发挥高碱度烧结矿的优良冶金性能和酸性球团矿高品位两方面的优势，而我国球团矿品位较低，酸性球团矿的冶金性能较差，都影响了高炉冶炼效果。国外早就采取了适当提高MgO含量改善成品球软熔性能的措施，但我国球团界忽视改善酸性球团矿软熔性能的倾向还很严重。此外，粒度是球团矿质量的一项基本内容，对球团生产过程和质量，甚至高炉冶炼均有较大影响，但我国球团矿粒度偏大，粒径不均匀的状况也比较突出。所有这些，都说明我国球团矿的质量还存在相当突出的问题。在世纪之交，坚持球团矿的质量进步，对新世纪我国球团生产的发展将具有重要意义。

        现代高炉对球团矿质量的要求应包括化学成分、物理性能和冶金性能三个方面。就化学成分而言，要求含铁品位高，脉石(SiO₂+A1₂O₃)含量低，S、P、K、Na等有害杂质少；物理性能要求机械强度(包括转鼓强度和抗压强度)高，粒度小而匀；冶金性能则要求还原性好，还原强度高，还原膨胀指数低，并具有优良的软熔性能。

2  坚持球团矿的高铁品位

    一直以来，我国球团矿质量存在一个突出的问题，就是铁品位偏低。1998年我国23个球团厂生产的球团矿平均含铁品位仅为61．07％，用于球团生产的47种精矿粉的SiO₂含量平均为6．0％，全国球团矿SiO₂含量平均>6．25％，而国外球团矿的含铁品位则大不一样，见表1。

    由表1可见，最具代表性的巴西CVRD公司和瑞典LKAB公司的镁质酸性球团矿，比我国一般酸性球团矿含铁品位高5％，SiO₂低3％一4％。各国高炉冶炼使用高品位、低SiO₂球团矿的趋势由此可见一斑。

    造成我国球团矿铁品位低的原因有两个方面，一是用于球团生产的铁精矿品位低，尽管也有比较高的，如首钢精矿含铁品位达到了67％，但生产出来的成品球品位还是降到了64％左右。因此，应重视提高铁精矿品位和降低SiO₂含量。近期，马钢进行了磁铁精矿配加巴西CVRD赤铁精矿的球团试验，取得了良好结果，可以作为提高球团矿品位的借鉴。另一方面是球团生产中膨润土配加量过高，1998年全国平均高达4．24％，最高的达到了9％的惊人程度，而球团生产中每配加1％的膨润土，将降低品位0．6％，这说明我国球团界对降低品位带给高炉冶炼的经济损失还缺乏认识和技术控制。但近来提高品位已成为一些先进企业的时尚追求。2000年，杭钢进口了一批巴西CVRD球团，停用了本厂生产的低品位、高SiO₂球团，使高炉指标获得了显著提高。在新世纪，我国的球团矿质量首先应该坚持高品位、低SiO₂，并争取尽快实现TFe≥65％，SiO₂<4．0％的质量目标。

3.   坚持小而匀的球团矿粒度

       粒度和粒级范围是球团矿质量的一项基本内容。高炉冶炼要求球团矿粒度小而匀，否则将影响炉料和煤气流的分布，进而影响高炉指标。而球团生产本身也要求小而匀的粒度，粒度不均匀会造成透气性不良，影响干燥和预热速度，同时也影响焙烧过程和冷却速度，导致球团矿产、质量下降。

      德国在球团的最佳粒径方面曾做过深入研究，结果认为：焙烧直径为8 mm的球团所需的单位热耗为l758 kJ／kg，而焙烧直径为16 mm的球团，其单位热耗上升到2 345 kJ／kg，说明生产大粒径球的能耗高。鲁奇公司根据数学模型计算得出：对生产能力而言，最佳球团直径为1l mm；又根据大量试验结果，提出球团直径的最佳值为10 mm。

    我国铁矿球团的质量标准(YB／T005—91)规定10～16 mm一级品>90％，二级品>80％，应该说这一粒级规定是不够科学的。但实际上不少企业还达不到这个标准。所以会出现这种情况，一是有些企业对球团矿粒度的价值缺乏认识，甚至出现过“球大烧得熟，球小烧不熟”的怪论；二是由于精矿粉粒度粗，水分大，造成生产过程难以控制，这种状况应该尽快得到改变。

    北美是以球团为主要原料的产钢国家，美国和加拿大球团矿的粒级规定列于表2。

    为改善我国球团矿的质量，参照北美国家的情况，笔者建议我国球团矿的粒度宜控制为15．0～9．0 mm达到90％，其中12．5～9．0 mm达到80％的水平。

4     坚持生产高M gO酸性球团

    经过近十多年的生产实践，高碱度烧结矿搭配酸性球团矿的炉料结构已成为我国高炉炉料结构的主要形式。在此期间，酸性球团的生产在我国也获得了较快的发展。展望新世纪，高品位酸性球团在我国必将获得进一步发展。但作为酸性球团的一个重要质量问题即软熔性能差的问题，还没有得到应有的重视，我国几种酸性球团矿的软熔性能列于表3。

  由表3可见，我国酸性球团的MgO含量和MgO／SiO₂比值均比较低，鞍钢球团矿的MgO含量为2．62％，但MgO／SiO₂比值仅为0．30。酸性球团矿的高温性能不仅与MgO含量有关，而且还与MgO／SiO₂比值有关，已有的研究证明，MgO／SiO₂比值为0．5时，高温性能较佳。欧洲、北美、日本和我国鞍钢都曾作过深入系统的研究,MgO含量对酸性球团矿冶金性能的影响列于表4.

    从表4可明显看出，随酸性球团矿MgO含量和MgO／SiO₂比值的增加，900℃还原率下降，低温还原强度和1 250 ℃高温还原率提高，开始软化温度上升，软化区间变窄。总之，酸性球团矿的高温冶金性能随MgO含量增加得到全面改善，当MgO／SiO₂比值达到0．5左右时，其冶金性能达到优良程度，此时虽然900℃还原率下降，但l 250℃高温还原率得到了明显改善。

    提高酸性球团矿的MgO含量，能改善其高温冶金性能的原因在于MgO含量的增加，有利于形成镁的铁酸盐如铁酸镁(MgO·Fe₂O₃)、镁富氏体(FeO·MgO)和镁固溶体。但MgO固溶于Fe₃O₄形成镁磁铁矿，使球团矿中的Fe₃O₄含量增加，Fe₂O₃降低，致使900℃还原率下降。酸性球团矿的高温冶金性能主要取决于高温还原过程中球团中心未还原层中富氏体与渣相反应生成的低熔点渣相及富氏体本身的熔融温度。随MgO含量增加，镁固溶体提高了渣相的熔融温度，镁富氏体的形成，又提高了富氏体的熔化温度，同时MgO固溶于富氏体还可抑制FeO往渣内溶解，减少了低熔点液相生成量，这几方面因素的共同作用，使酸性球团矿高温冶金性能得到改善。

    由上述分析可见，进入二十一世纪，我国球团矿质量的进步，重点是要抓住品位的提高、合理粒度的控制和酸性球团矿软熔性能的改善这三个方面。