1、進口鐵礦粉的燒結性能及配礦方法進口鐵礦粉的燒結性能及配礦方法許滿興許滿興(北京科技大學北京科技大學) 摘摘 要：本文重點介紹了進口鐵礦粉的化學成分、粒度要：本文重點介紹了進口鐵礦粉的化學成分、粒度 組成、組成、 它們的單燒指標及冶金性能，并對鐵礦粉燒結性能的它們的單燒指標及冶金性能，并對鐵礦粉燒結性能的 基礎理論作了必要的分析，鐵礦粉的燒結性基礎理論作了必要的分析，鐵礦粉的燒結性 能可以采能可以采 用燒結反應性、同化性等五種基礎特性和其晶粒大小、用燒結反應性、同化性等五種基礎特性和其晶粒大小、 水化程度及水化程度及Al2O3含量高低三種配礦方法使其互補和調含量高低三種配礦方法使其互補和調 節。

2、節。關鍵詞：進口鐵礦粉關鍵詞：進口鐵礦粉 燒結性能燒結性能 單燒指標單燒指標 配礦方配礦方 法法1.前言前言 隨著我國鋼鐵工業的快速發展，進口鐵礦石數量已由隨著我國鋼鐵工業的快速發展，進口鐵礦石數量已由2001年的年的9230萬噸增加到萬噸增加到2011年的年的68652萬噸；占我國高爐煉鐵原料的比例也萬噸；占我國高爐煉鐵原料的比例也由由2001年的年的35.96%上升到上升到2011年年66.36%，我國高爐爐料形成了以進，我國高爐爐料形成了以進口礦為主的格局。因此認識和掌握各種進口鐵礦粉的燒結性能已成口礦為主的格局。因此認識和掌握各種進口鐵礦粉的燒結性能已成為我國發展鋼鐵工業的一個重要技術

3、經濟問題。為我國發展鋼鐵工業的一個重要技術經濟問題。 但認識鐵礦粉的燒結性能不是一個較為簡單的技術理論問題，但認識鐵礦粉的燒結性能不是一個較為簡單的技術理論問題，因為燒結的成礦過程是一個復雜的物理化學變化過程，它既有低溫因為燒結的成礦過程是一個復雜的物理化學變化過程，它既有低溫下的固相反應和新相生成，又有在高溫下的粘結相和液相生成，還下的固相反應和新相生成，又有在高溫下的粘結相和液相生成，還有在冷卻過程中的結晶、再結晶和相變過程。影響燒結過程成礦和有在冷卻過程中的結晶、再結晶和相變過程。影響燒結過程成礦和固結的因素也很復雜，既有礦種化學成分和粒度的影響，又有堿度、固結的因素也很復雜，既有礦種化

4、學成分和粒度的影響，又有堿度、配碳、加熱和冷卻速度的影響，還有氧化速度的影響等等，其中礦配碳、加熱和冷卻速度的影響，還有氧化速度的影響等等，其中礦種對燒結成礦和固結的影響是一個基本因素，礦種和配礦的不同對種對燒結成礦和固結的影響是一個基本因素，礦種和配礦的不同對燒結生產綜合反映出來的是燒結生產率和成品礦的強度，是燒結生燒結生產綜合反映出來的是燒結生產率和成品礦的強度，是燒結生產最基本的兩個問題，即產量和強度問題。產最基本的兩個問題，即產量和強度問題。 如何正確認識進口鐵礦粉的燒結性能及質量？這是一個值得討如何正確認識進口鐵礦粉的燒結性能及質量？這是一個值得討論的技術和理論問題。單燒值是鐵礦粉模

5、擬燒結生產，在一定燃料論的技術和理論問題。單燒值是鐵礦粉模擬燒結生產，在一定燃料配比、堿度及工藝參數條件下，進行燒結杯試驗后所得出的成品礦配比、堿度及工藝參數條件下，進行燒結杯試驗后所得出的成品礦的產量、強度及質量指標，它是評價不同鐵礦粉利用價值的重要依的產量、強度及質量指標，它是評價不同鐵礦粉利用價值的重要依據。正因為如此，可將各種進口鐵礦粉的單燒指標列出進行對比分據。正因為如此，可將各種進口鐵礦粉的單燒指標列出進行對比分析去認識它們的燒結性能，是認識各種不同進口鐵礦粉的燒結性能析去認識它們的燒結性能，是認識各種不同進口鐵礦粉的燒結性能及質量的一種重要方法。及質量的一種重要方法。2.進口鐵礦

6、粉的化學成分及粒度組成進口鐵礦粉的化學成分及粒度組成 常見十八種進口鐵礦粉的化學成分和粒度組成列于表常見十八種進口鐵礦粉的化學成分和粒度組成列于表1和表和表2，近幾年新開發的幾種鐵礦粉的化學成分和粒度組，近幾年新開發的幾種鐵礦粉的化學成分和粒度組成列于表成列于表3和表和表4。表表1 常見十八種進口鐵礦粉化學成分常見十八種進口鐵礦粉化學成分表表2 常見十八種進口鐵礦粉的粒度組成常見十八種進口鐵礦粉的粒度組成 由表由表1，表，表2可見，常見進口鐵礦粉的含鐵品位均較高，僅有果阿、可見，常見進口鐵礦粉的含鐵品位均較高，僅有果阿、哈默斯利和紐曼稍低，處于哈默斯利和紐曼稍低，處于6263%的范圍內，揚迪鐵

7、礦粉的品位最低，的范圍內，揚迪鐵礦粉的品位最低，僅為僅為58.33%，但由于其結晶水含量達，但由于其結晶水含量達9.5%，燒結后的實際品位可達到，燒結后的實際品位可達到64.45%。澳大利亞的庫利安諾賓粉礦品位僅為。澳大利亞的庫利安諾賓粉礦品位僅為63.5%，但由于其有，但由于其有5.25%的燒損，實際品位達到的燒損，實際品位達到67%,接近接近CVRD卡拉加斯和卡拉加斯和MBRCSF粉礦的含鐵粉礦的含鐵品位。品位。 常見進口鐵礦粉的平均粒度均在常見進口鐵礦粉的平均粒度均在2.03.0mm之間，僅有之間，僅有MBR的的CSF粉較粗，平均粒度達到粉較粗，平均粒度達到4.443mm，庫得拉姆和卡羅

8、爾湖礦粉平均粒度較，庫得拉姆和卡羅爾湖礦粉平均粒度較細，低于細，低于0.3mm，鐵礦粉的粒度影響混合料透氣性最差的粒級是，鐵礦粉的粒度影響混合料透氣性最差的粒級是1.00.25mm，大量的研究證明，這部分粒度既不能成為制粒的核心，也不，大量的研究證明，這部分粒度既不能成為制粒的核心，也不能粘附于核心外圍，因此，需重視這部分粒級對混合料透氣性的影響。能粘附于核心外圍，因此，需重視這部分粒級對混合料透氣性的影響。表表3 近幾年新開發幾種鐵礦粉的化學成分及基礎特性近幾年新開發幾種鐵礦粉的化學成分及基礎特性表表4 近幾年新開發的幾種鐵礦粉的粒度組成（近幾年新開發的幾種鐵礦粉的粒度組成（mm）3.常見進

9、口鐵礦粉單燒試驗的結果及分析常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果及分析 3.1常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果常見進口鐵礦粉單燒試驗的結果 常見常見18種進口鐵礦粉單燒試驗的條件，單燒燒結指標列于種進口鐵礦粉單燒試驗的條件，單燒燒結指標列于表表5，常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能，常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能列于表列于表6。表表5 常見進口鐵礦粉單燒試驗的燒結指標常見進口鐵礦粉單燒試驗的燒結指標表表6 常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能常見進口鐵礦粉單燒試驗成品礦的化學成分及冶金性能 3.2對常見進品鐵礦粉燒結性能的分析對常見進品鐵礦粉燒結性能的分析 影響

10、鐵礦粉燒結性能的因素是多方面的，除了鐵礦粉自身的化學成分，影響鐵礦粉燒結性能的因素是多方面的，除了鐵礦粉自身的化學成分，粒度組成外，尚有堿度、料層厚度，配水配碳，抽風負壓等燒結條件和工粒度組成外，尚有堿度、料層厚度，配水配碳，抽風負壓等燒結條件和工藝操作的影響，還受到混合料其它礦種燒結性能的影響。本文是對一種鐵藝操作的影響，還受到混合料其它礦種燒結性能的影響。本文是對一種鐵礦粉單燒時燒結性能的分析，不討論外部條件的影響，考慮的是一種鐵礦礦粉單燒時燒結性能的分析，不討論外部條件的影響，考慮的是一種鐵礦粉自身的因素也即其內在因素的影響，燒結生產對鐵礦粉的基本要求是希粉自身的因素也即其內在因素的影響

11、，燒結生產對鐵礦粉的基本要求是希望燒結產量高和成品礦強度好，同時還要求成品礦含鐵品位高，望燒結產量高和成品礦強度好，同時還要求成品礦含鐵品位高，SiO2、Al2O3和有害雜質含量低，并具有良好的冶金性能。由表和有害雜質含量低，并具有良好的冶金性能。由表3、表、表4可見，常見可見，常見進口鐵礦粉的燒結性能，我國寶鋼、鞍鋼、馬鋼、武鋼、湘鋼、水鋼、興進口鐵礦粉的燒結性能，我國寶鋼、鞍鋼、馬鋼、武鋼、湘鋼、水鋼、興澄特鋼和中南大學、北科大均進行過進口鐵礦粉的單燒試驗，對進口鐵礦澄特鋼和中南大學、北科大均進行過進口鐵礦粉的單燒試驗，對進口鐵礦粉燒結性能的優劣排過次序，如馬鋼于粉燒結性能的優劣排過次序，

12、如馬鋼于1994年年12500m3高爐投產前，公司高爐投產前，公司組織對若干種進口鐵礦粉的燒結性能進行了單種礦燒結杯試驗和燒結礦的組織對若干種進口鐵礦粉的燒結性能進行了單種礦燒結杯試驗和燒結礦的冶金性能試驗，結果排序燒結性能從優到劣為：冶金性能試驗，結果排序燒結性能從優到劣為：CVRD、紐曼、紐曼、MBR、哈默、哈默斯利、羅布河；冶金性能從優到劣為：斯利、羅布河；冶金性能從優到劣為：MBR、CVRD、哈默斯利、紐曼、印、哈默斯利、紐曼、印度度H礦。礦。 寶鋼在單燒的基礎上進而對干料密度、寶鋼在單燒的基礎上進而對干料密度、Al2O3含量對冶金性能的影含量對冶金性能的影響作了系統的試驗研究，對進口

13、鐵礦粉進行了綜合評價，將進口鐵礦響作了系統的試驗研究，對進口鐵礦粉進行了綜合評價，將進口鐵礦粉分為三類，粉分為三類，A類：各項性能均較好的鐵礦粉有，卡拉加斯，類：各項性能均較好的鐵礦粉有，卡拉加斯，MBR、依、依塔比拉、沙米丘及印度的塔比拉、沙米丘及印度的BAILA（白蘭）；（白蘭）；B類：各項性能尚好的紐曼、類：各項性能尚好的紐曼、揚迪、南非的伊斯科、委內瑞拉和加拿大的卡羅爾湖；揚迪、南非的伊斯科、委內瑞拉和加拿大的卡羅爾湖；C類：各項性能類：各項性能略差的有哈默斯利、羅布河和印度的果阿鐵礦粉。由十八種常見進口略差的有哈默斯利、羅布河和印度的果阿鐵礦粉。由十八種常見進口鐵礦粉的單燒主要指標可

14、見鐵礦粉的單燒主要指標可見,巴西的巴西的MBR粉礦粉礦,澳大利亞的庫利安諾賓和澳大利亞的庫利安諾賓和戈德沃斯粉礦戈德沃斯粉礦,印度庫得拉姆和印度庫得拉姆和H礦的燒結指標比較好礦的燒結指標比較好,澳大利亞的哈默澳大利亞的哈默斯利、印度的天普樂和果阿粉礦以及加拿大的卡羅爾湖粉礦的燒結指斯利、印度的天普樂和果阿粉礦以及加拿大的卡羅爾湖粉礦的燒結指標比較差。標比較差。 3.3 近幾年新開發的幾種鐵礦粉的燒結性能近幾年新開發的幾種鐵礦粉的燒結性能 近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性列于表近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性列于表7。(下頁下頁)表表7 近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能

15、及燒結特性近幾年新開發的幾種鐵礦粉的理化性能及燒結特性4. 鐵礦粉的燒結特性及配礦方法鐵礦粉的燒結特性及配礦方法 4.1. 按鐵礦粉的燒結反應性合理搭配的方法按鐵礦粉的燒結反應性合理搭配的方法 所謂燒結反應性是礦粉的酸性脈石與所謂燒結反應性是礦粉的酸性脈石與CaO同化和熔化反應的能力，它同化和熔化反應的能力，它可以用燒結生產率（利用系數）和成品礦的機械強度（轉鼓指數）這一對可以用燒結生產率（利用系數）和成品礦的機械強度（轉鼓指數）這一對指數來表示。據此可將鐵礦粉的反應性分為優、中、差三類，在燒結配礦指數來表示。據此可將鐵礦粉的反應性分為優、中、差三類，在燒結配礦時按三類不同合理搭配。時按三類不

16、同合理搭配。 4.2.按鐵礦粉的燒結基礎特性合理配礦的方法按鐵礦粉的燒結基礎特性合理配礦的方法 鐵礦粉的燒結基礎特性包括同化性、液相流動性、粘結相強度、生成鐵礦粉的燒結基礎特性包括同化性、液相流動性、粘結相強度、生成鐵酸鈣的能力和連晶固結能力。配礦原則一般在化學成分、物理性能和滿鐵酸鈣的能力和連晶固結能力。配礦原則一般在化學成分、物理性能和滿足高爐煉鐵成本需求的條件下，使同化性高與同化低合理搭配，液相流動足高爐煉鐵成本需求的條件下，使同化性高與同化低合理搭配，液相流動性指數低的與高的合理搭配，盡量多用粘結相自身強度高、鐵酸鈣生成能性指數低的與高的合理搭配，盡量多用粘結相自身強度高、鐵酸鈣生成能

17、力強和連晶固結能力強的鐵礦粉，通過鐵礦粉基礎特性的合理搭配，使鐵力強和連晶固結能力強的鐵礦粉，通過鐵礦粉基礎特性的合理搭配，使鐵礦粉自身特性互補，獲得燒結生產所要求的質量目標。這是北科大吳勝利礦粉自身特性互補，獲得燒結生產所要求的質量目標。這是北科大吳勝利教授倡導的配礦方法。教授倡導的配礦方法。 4.3 按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和按鐵礦粉晶體顆粒大小，水化程度和Al2O3含量高低三個含量高低三個 特性合理配礦的方法特性合理配礦的方法 這是巴西淡水河谷公司研發的配礦方法，鐵礦粉的三個特性都分這是巴西淡水河谷公司研發的配礦方法，鐵礦粉的三個特性都分為粗、中、細和高、中、低三類。礦粉晶粒的大小

18、按為粗、中、細和高、中、低三類。礦粉晶粒的大小按40um的為細的為細晶粒、晶粒、40120um的為中等晶粒，的為中等晶粒，120um的為粗晶粒，水化程度是指的為粗晶粒，水化程度是指針礦含量對赤鐵礦含量的比例，一般可按結晶水含量針礦含量對赤鐵礦含量的比例，一般可按結晶水含量6%、6%3%、3%分為高、中、低三檔，分為高、中、低三檔，Al2O3含量按含量按2%、2%1%和和1%分為高、分為高、中、低三檔。當鐵礦粉晶體顆粒小、水化程度高時，有利于提高燒結中、低三檔。當鐵礦粉晶體顆粒小、水化程度高時，有利于提高燒結的產量；當晶體顆粒粗，低水化程度時有利于降低燃耗；細晶體顆粒、的產量；當晶體顆粒粗，低水

19、化程度時有利于降低燃耗；細晶體顆粒、低低Al2O3含量有利于提高成品礦的強度和改善含量有利于提高成品礦的強度和改善RDI指數。指數。5. 結論結論 由以上試驗研究分析和討論可以得出如下結論：由以上試驗研究分析和討論可以得出如下結論： 鐵礦粉在一定條件下的單燒指標及冶金性能是衡量和判斷進口鐵鐵礦粉在一定條件下的單燒指標及冶金性能是衡量和判斷進口鐵礦粉質量優劣的一種重要方法。鐵礦粉燒結性能和質量主要可以礦粉質量優劣的一種重要方法。鐵礦粉燒結性能和質量主要可以從它們的化學成分、物理性能和燒結特性去分析和衡量。從它們的化學成分、物理性能和燒結特性去分析和衡量。 鐵礦粉的燒結性能可以采用其燒結反應性、同

20、化性等五種基礎特鐵礦粉的燒結性能可以采用其燒結反應性、同化性等五種基礎特性和其晶粒粗細、水化程度及性和其晶粒粗細、水化程度及Al2O3含量高低三種配礦方法使其互含量高低三種配礦方法使其互補和調節。補和調節。 鐵礦粉燒結反應性的配礦方法是按反應性的優、中、差三類合理鐵礦粉燒結反應性的配礦方法是按反應性的優、中、差三類合理搭配，用燒結機生產率（利用系數）和成品礦轉鼓強度兩個指標搭配，用燒結機生產率（利用系數）和成品礦轉鼓強度兩個指標表示的一種簡易配礦方法。表示的一種簡易配礦方法。 鐵礦粉燒結基礎特性的配礦方法是運用鐵礦粉五項基礎特性，在鐵礦粉燒結基礎特性的配礦方法是運用鐵礦粉五項基礎特性，在滿足化

21、學成分、物理特性和生產成本條件下使鐵礦粉的自身特性滿足化學成分、物理特性和生產成本條件下使鐵礦粉的自身特性互補，獲得燒結生產所要求的質量目標的科學優化配礦方法。互補，獲得燒結生產所要求的質量目標的科學優化配礦方法。 按照鐵礦粉晶粒大小，水化程度和按照鐵礦粉晶粒大小，水化程度和Al2O3含量高低三個特性配礦，含量高低三個特性配礦，有利于掌控燒結生產的生產率、成品礦的強度和固體燃耗的一種有利于掌控燒結生產的生產率、成品礦的強度和固體燃耗的一種配礦方法。配礦方法。主要參考文獻主要參考文獻1 高為民等高為民等 燒結混合料制粒的研究燒結混合料制粒的研究 1996第五屆煉鐵精料學術會議論文集第五屆煉鐵精料

22、學術會議論文集(84).2 樊御飛樊御飛 巴西卡拉加斯粉礦試驗研究巴西卡拉加斯粉礦試驗研究 1992第三屆煉鐵精料學術會議論文集第三屆煉鐵精料學術會議論文集 (287). 3 孫俊波孫俊波 幾種進口鐵精礦燒結試驗研究及經濟效益評估幾種進口鐵精礦燒結試驗研究及經濟效益評估 1996第五屆煉鐵精料第五屆煉鐵精料 學術會議論文集學術會議論文集(21).4 蔣定中等蔣定中等 印度天普樂礦粉燒結試驗研究與生產實踐印度天普樂礦粉燒結試驗研究與生產實踐 馬鞍山鋼鐵公司馬鞍山鋼鐵公司1998.10.5 周云花周云花 進口礦的性能及生產應用研究進口礦的性能及生產應用研究 燒結球團燒結球團 2000 NO.5 （

23、16）.6 許斌許斌 進口鐵礦石燒結性能研究進口鐵礦石燒結性能研究 2002全國燒結球團技術交流年會論文集全國燒結球團技術交流年會論文集 （20）.7 楊李香楊李香 楊迪礦在楊迪礦在BHP鋼鐵廠的燒結鋼鐵廠的燒結 1998第二屆煉鐵精料學術會議論文集第二屆煉鐵精料學術會議論文集 （18）.8 胡夏雨胡夏雨 馬鋼利用國外鐵礦資源情況探討馬鋼利用國外鐵礦資源情況探討 中國鋼鐵原料國際研討會文集中國鋼鐵原料國際研討會文集 1999.10.9 樊御飛樊御飛 進口鐵礦石性能淺析進口鐵礦石性能淺析 中國鐵礦石造塊適用技術中國鐵礦石造塊適用技術 冶金工業出版社冶金工業出版社 2000.9（93）.10 巴西巴西L.Caporali 鐵礦石微觀結構與其燒結性能及過程行為的關系鐵礦石微觀結構與其燒結性能及過程行為的關系 1998.9.11 巴西巴西L.Caporali 利用鐵礦的特性改善燒結和高爐的指標利用鐵礦的特性改善燒結和高爐的指標 2002中國國際鋼鐵大會中國國際鋼鐵大會 論文集論文集(39).12 澳澳Allan Waters等等 對西安吉拉斯鐵礦石