基于鐵礦粉的高溫性能特征數指導燒結配礦應用研究

鄭 瑞

（陽春新鋼鐵有限責任公司，廣東 陽春 529600）

目前我國每年的產鋼總量位居世界第一，但是由于鐵礦粉的生產效果不如人意，所以近些年我國在不斷增加對外進口鐵礦粉的規模，燒結用鐵礦粉使用數量在近些年得到了大幅度的提升。隨著我國對于鐵礦粉消耗規模的不斷增加，進口鐵礦粉卻出現劣勢化趨勢。造成原本就緊張的優質鐵礦資源，顯得更加稀缺，對于一些需要依靠鐵礦粉維持的工業門類造成了其他的維持壓力。隨著近些年高爐大型化以及以煤代焦技術的推廣，高煤煉鐵對燒結礦質量的要求也大幅度的提升，目前采用傳統的鐵礦粉高溫特性的配礦技術已經不能夠滿足現階段社會生產所所需要達到的程度[1]。

1 鐵礦粉燒結高溫特性概述

所謂的鐵礦粉燒結高溫特性是指鐵礦粉這一材料，在經過燒結的過程中會呈現一系列高溫物理化學性質。這些物理性質會決定鐵礦粉材料的燒結行為。同時在鐵礦粉的生產過程中，通過專業儀器對這些物理化學性質進行測量，有助于幫助生產企業更好的了解當前鐵礦粉的生產狀態，已做好相應的調整，確保鐵礦粉生產的順利進行。

1.1 同化性

同化性這一概念是從上世紀80年代未提出的，其內涵是指鐵礦粉在燒結礦過程中與氧化鈣的反應能力，它表現了鐵礦粉在燒結環節，生成液相的難易程度。同化性較高的鐵礦粉在燒結過程中更容易出現液相，但基于對燒結原料的有效固結，燒結料層透氣性以及燒結礦質量的考慮，對于生產企業而言，并不希望礦石出現過分融化的情況。所以在生產過程中，鐵礦粉的同化性要得到一定的控制，要求在燒結過程中，綜合同化性應處于一個適宜的水平。不同種類的鐵礦粉，由于其內部化學成分組成占比差異較大，所以在燒結過程中所表現出的同化性參數，也有非常大的差別[2]。

1.2 液相流動性

液相流動性是指相關材料在燒結過程中氧化鈣與鐵礦粉之間發生反應，所形成的一種液相流動能力。它表現了該年結項的有效連接范圍，雖然童話性揭示了，低熔點液相的生存能力，但同化性的高低并不一定能夠準確反映實際的年結項數量，一般來說材料的液相流動性較高時，粘結周圍物料的范圍也會隨之擴張，從而達到提高燒結固結強度的效果，反之由于流動性過低，也會影響到最終的燒結固結強度。但與同化性相類似的是鐵礦粉的液相流動性也不是越大越好，一旦其液相流動性過大就會造成周圍的粘結層厚度變薄，造成燒結礦出現薄壁大孔的結構，從而降低了燒結礦的固結強度。所以在一般生產過程中，也要對材料的液相流動性進行控制，確保其能夠處于一個適宜的狀態，以免由于液相流動性過大而造成其他性能的缺失，影響到材料的最終質量。

1.3 粘結相強度

同化性和液相流動性都反映了鐵礦粉在燒結過程中對于燒結相數量的貢獻，在保證粘結相數量的前提下，粘結項的質量成為了最終決定燒結礦固結效果的影響因素。粘結相強度表現了鐵礦粉在燒結過程中形成的，粘結周圍和礦石的固結能力。對燒結礦的固結強度而言，由于鐵礦粉自身強度，粘結相結合強度均相對較高，所以他們不會構成燒結礦固結強度的限制因素。因此鐵礦粉的液相形成粘結向自身的強度對于燒結礦固結強度的影響就成為了一個關鍵因素。在燒結工藝參數和混勻礦同化性液相流動性達到一定條件之后，以盡可能高的混勻礦粘結相自身強度為目標的配礦對于燒結礦的粘結強度提升有積極作用。

1.4 鐵酸鈣生成特征

在燒結黏結相中，以復合鐵酸鈣為主要材料的燒結粘結相能夠表現出較好的特性。提升燒結礦中的相關鐵酸鈣含量，對于燒結礦固 結強度的提升具有非常大的影響作用，同時也能夠改善燒結礦的還原性。鐵酸鈣生成特性是指鐵礦粉在燒結過程中，生成復合鐵酸鈣礦物的相應能力，一般來說，燒結礦的復合鐵酸鈣礦物較多，以融蝕狀態，交錯存在，在這種狀態下燒結礦的強度和還原性都能夠得到一定程度的提升[3]。

1.5 連晶特性

在造塊工藝中，燒結礦主要是液相固潔。而球團礦則主要以連晶固結，近些年隨著相關燒結工藝的提高對于鐵礦粉的質量要求也有了更嚴格的把控。以及低溫、高氧位、高生石灰比例等燒結模式的實施會導致燒結料中焦粉、熔劑的偏析程度加大。導致一部分鐵礦粉會通過連接的形式固結成礦。鐵礦粉的連晶特性表現在燒結過程下，尤其是高溫情況下以連晶形式，而固結成礦的能力。|

2 鐵礦粉燒結高溫特性的應用

高溫特性互補的配礦原理：根據前面內容我們已經知道，在燒結混勻礦時，對于企業向流動性和同化性，都有一定的要求，只有兩項數據能夠保持在適宜內，才能夠最大程度的保證生產效果。但是在實際生產過程中單單靠一種鐵礦粉的同化性和液相流動性，很難滿足實際的生產需求，所以在實際生產的過程中，一般是需要不同鐵礦粉按照一定的比例調和，將其同化性和液相流動性差異進行互補，來保證最終的生產效果。

近些年來，我國技術人員在長期實踐的過程中總結相應的技術經驗，并通過研究相應的技術原理，在工業生產過程中，得到了一定的進步，目前我國大型鋼鐵企業在進行現代化燒結投產過程中，都會優化配礦工作，使配礦方案能夠實現較高的生產效能。

在生產過程中一般會將多種礦料進行混合，將其中一種框料作為基準礦，將其它礦料作為搭配礦進行混合使用。使用的原則是使兩種混合礦體的液相流動性能夠趨于適宜區間。工業生產時會將這種情況稱之為互補，當以a型礦作為基準礦石，將b型礦配入其中使其混勻礦的液相流動性能夠達到適宜區間內，就是所謂的正向作用。而如果以a型礦作為基準礦石，再將b型礦融入其中后，其液相流動性會遠離市區，則將這樣的情況稱之為反向作用。

兩種不同的作用對于工業生產調整，液相流動性都有非常重要的作用，在生產環節也會被經常用到。再進行鐵礦粉生產過程中，除了要考慮到相應的生產效果以外，還需要保證企業具有一定的經濟收益，這就需要技術人員在實際生產過程中能夠對生產所需的成本進行控制，保證其能夠符合質量要求，并且盡可能減少相應材料的投入，或使兩種或多種材料在投入過程中能夠產生最大的生產效率，以此來提高企業的經濟效益。

在實際生產過程中，對不同礦進行搭配使用的現象非常普遍，而且不同礦形在配合使用時，能夠達到一些共有的狀態和參數。而對哪種礦型進行選擇，則完全是依照不同礦形在實踐過程中，所需投入的相應成本來進行比對的。只有通過對所有常見框型配合效果進行整理分析，才能夠在生產過程中選擇最合理的配合組成。

3 結束語

鐵礦粉的燒結高溫特性能夠反映鐵礦粉在燒結過程中的實際反應和作用，其中液相流動性、同化性、粘結相強度鐵、酸鈣生成特性都是判斷生產燒企業數量和質量的重要參考。