袁晓阳  闫建明

（五矿营口中板有限责任公司）

摘  要  近年来，随着钢铁工业迅速发展，企业之间的竞争越来越激烈，铁前成本和效益是企业的生产之本。低成本是当今高炉炼铁最重要、最迫切的核心问题。某公司通过改善炉料结构，以低碱度烧结矿代替部分球团矿和块矿入炉冶炼，在不影响高炉顺行的情况下，实现降低铁水成本，从而降低钢材成本。

关键词  低碱度  烧结矿  高碱度

为了有效的利用低价铁矿粉资源，优化烧结质量指标的控制，降低生铁成本，公司利用低价矿粉生产低碱度烧结矿，代替部分球团矿和块矿入炉冶炼。公司在132m2烧结机上生产低碱度烧结矿，目的有以下两方面：1、利用132m2烧结机大比例使用低价铁矿粉，同时降低烧结矿有害元素对其它机型的影响，改善高碱度矿的性能。2、降低高价块矿或者球团矿等高价酸性料的配比，降低铁水成本。

132m2烧结机生产低碱烧结矿，其碱度控制为0.6，入炉炉料中高碱烧结矿在75%左右，低碱烧结矿的配比10%～15%，球团矿和块矿的总配比在10%～15%。在这种炉料结构下，高炉顺行良好，铁成本也得到了控制，这说明在入炉炉料中配加部分低碱度烧结矿代替球团矿和块矿是可行的。从冶金性能来看，低碱度烧结矿的转鼓指数、还原性都比高碱度烧结矿低，低温还原粉化性能恶化，这与烧结矿中的矿相组成有着很大的关系，而烧结矿的矿相很大程度上决定于烧结原料中矿粉、燃料的质量以及配比。

1  研究分析

1.1  生产使用的原燃料特点

132m2烧结机生产低碱度烧结矿，主要使用的是澳矿粉，其具体的配比以及原燃料的物理成分见表1。

从表1可以看出，这些烧结用矿大比例使用FB、罗布河、超特低价矿，这与生产低碱度烧结矿的初衷是相符合的。熔剂方面，由于是生产低碱度烧结矿，其碱度为0.60，所以生石灰的配加量由生产高碱度烧结矿时的5%，降低到了3.3%，在提高了混合料水分的前提下(生产低碱度烧结矿的混合料水分为7.6%，生产高碱度烧结矿的混合料水分为7.1%) ，没有对混合料的造球性能造成太大的影响。而由于混合料铝含量比较高，为了保证炉渣的流动性(合适的镁铝比)，使用了菱镁石代替白云石。总的来讲，生产低碱度烧结矿的原料特点是:品位低、脉石多、有害微量元素( P、S)含量较高、碱金属( K、Na)含量高、物料烧损大、矿耗高。

原、燃料经过混匀、造球后，在132m2烧结机上进行烧结生产，其工艺参数与该烧结机生产高碱度烧结矿时的工艺参数对比见表2。

从表2可以看出，低碱度烧结矿相对于高碱度烧结矿台时产量明显降低，利用系数下降0.2左右，由于混合料中的水分配入量增大，使得料层的透气性降低，所以在生产低碱度烧结矿时，将料层厚度减小115mm，以改善其透气性，这也就导致了烧结机台时产量和利用系数的降低。

1.2  低碱度烧结矿的成分

在表2的生产条件下烧结得到的低碱度烧结矿成分与目前我公司使用的高碱度烧结矿的成分做了对比，见表3。

从表3中可以看出，由于大量使用了低价位铁矿粉烧结，使得成品低碱度烧结矿比高碱度烧结矿的品位高了3.27%。低碱度烧结矿的FeO含量更高，因为低碱度烧结矿的强度要靠FeO来保证。由于低碱度烧结矿的混合料中配加高铝含量矿粉，所以导致成品矿中的Al2O3含量较高，因高炉炉渣镁铝比控制范围下调，所以虽然低碱铝含量升高，但是镁含量较高碱降低。通过控制混合料中碱性熔剂的配入量，使得前者成矿的二元碱度(R2)和后者差异。

1.3  低碱度烧结矿的冶金性能

1.3.1  低碱度烧结矿的粒度组成以及转鼓指数

低碱度烧结矿的粒度分布以及转鼓指数同高碱度烧结矿的数据对比见表4。

从低碱度烧结矿的粒度分布看：大粒级的成矿明显增加，粒径大于40mm的烧结矿平均升高将近8%，小粒度级0-5mm的变化不大，5-10mm的粒度级上升8%，10-16mm的粒度级减少7%左右，16-25mm以及25-40mm粒度级所占的比例分别有不同幅度的提高。

经过转鼓试验测定，低碱度烧结矿的转鼓指数为73.60%，而高碱度烧结矿的转鼓指数为82.08%，二者相差将近8.48个百分点。其原因是多方面的:

（1）研究表明，生成铁酸钙最适宜的二元碱度在1.8～2.2之间，而我公司的低碱度烧结矿的二元碱度仅为0. 6，在烧结过程中产生大量的硅酸盐液相，导致生成SFCA所必须的CaO含量不足，导致SFCA生成量较少，而铁酸钙是保证烧结矿转鼓强度至关重要的因素。

（2）由于低碱度烧结矿的FeO和SiO2的含量比较高，导致成矿中含有大量的铁橄榄石( 2FeO·SiO2)。铁橄榄石拥有较好的强度，这是低碱度烧结矿的强度在SFCA严重不足的情况下仍能得以保证的重要原因。

1.3.2  低碱度烧结矿的低温还原粉化指数以及还原性

生产低碱度烧结矿的最终目的是替代部分球团矿以及块矿入炉冶炼，以降低炼铁成本。故在表5中给出了低碱度烧结矿与我公司在用的块矿以及球团矿的低温还原粉化指数（RDI）、还原性（RI）的对比结果。

从以上数据分析可以看出，低碱度烧结矿无论是与块矿还是球团相比，其低温还原粉化指数RDI+3.15、还原强度指数RDI+6.3都要低很多，但是其还原性明显优于球团和块矿，完全可以满足高炉对烧结矿的要求。

2  结论

公司生产并使用低碱度烧结矿以来，高炉顺行情况良好，从目前生产情况来看，使用低碱度烧结矿不仅有效的利用了低价位矿粉，代替了部分价格较高的球团矿和块矿，降低了生铁成本，提高了经济效益。

（1）低碱度烧结矿的生产过程中，应该注意高铝原料的配入量，因为Al2O3的含量不论是对烧结矿的冷态强度还是高温冶金性能，都有很大的影响。应该避免为了单纯的追求降低成本而加大高铝矿粉的使用，这会影响高炉的顺行。

（2）由于烧结矿碱度的限制，烧结过程中生成大量的铁酸钙是不可能的。FeO含量增多的同时，Fe2O3的含量减少，对于改善烧结矿的低温还原粉化特性是有利的。FeO与SiO2形成的铁橄榄石有利于改善烧结矿的强度，但是由于铁橄榄石的还原性不好，FeO的含量也不宜过高。

（3）相比于高碱度烧结矿，低碱度烧结矿的大粒度级成矿增加，两极分化严重，转鼓指数明显降低；还原性要优于球团矿和块矿，但其低温还原粉化性能恶化严重。综合考虑低碱度烧结矿的特点，建议增大低碱度烧结矿的入炉粒级，小粒级的成矿做返矿返回烧结，以降低由于其低温还原粉化性能不良对高炉冶炼造成的影响。

3  参考文献

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