铁矿粉烧结-吴铿

1、北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-1高炉含铁原料的相关研究高炉含铁原料的相关研究北京科技大学冶金与生态工程学院北京科技大学冶金与生态工程学院吴铿吴铿2011.06.20北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-1吴铿吴铿 1982年年2月获得钢铁冶金学士学位月获得钢铁冶金学士学位(辽宁科技辽宁科技大学冶金系大学冶金系)之前曾在鞍钢炼铁厂之前曾在鞍钢炼铁厂5高炉从事炉前工高炉

2、从事炉前工和高炉工近和高炉工近8年。年。1985年年2月获冶金物化硕士学位月获冶金物化硕士学位(东北大学有色冶金学院东北大学有色冶金学院)。1993年获得钢铁冶金博年获得钢铁冶金博士学位士学位(德国亚琛工业大学德国亚琛工业大学TH Aachen)，1994年回年回国在北京科技大学工作。现为北京科技大学冶金国在北京科技大学工作。现为北京科技大学冶金与生态工程学院教授，博士导师。与生态工程学院教授，博士导师。研究领域：高炉喷煤、炼铁原料和冶炼新技术，研究领域：高炉喷煤、炼铁原料和冶炼新技术，熔融还原，泡沫冶金和冶金过程中的环保。熔融还原，泡沫冶金和冶金过程中的环保。 自我介绍自我介绍北北 京京 科

3、科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-1铁矿资源现状铁矿资源现状烧结铁矿粉的基础试验烧结铁矿粉的基础试验实验室烧结杯试验实验室烧结杯试验烧结生产现场的工业实验烧结生产现场的工业实验内容名录内容名录北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-1铁矿资源现状铁矿资源现状 1 我国生铁产量和矿石进口量我国生铁产量和矿石进口量 2 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况 3 进口铁矿粉产

4、能和质量变化趋势进口铁矿粉产能和质量变化趋势 4 资源多元化资源多元化 5 小结小结北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 我国生铁产量和矿石进口量我国生铁产量和矿石进口量0510年年我我国国生生铁铁产产量量北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 我国生铁产量和矿石进口量我国生铁产量和矿石进口量0510年年我我国国铁铁矿矿石石原原矿矿产产量量北北 京京 科科 技技

5、大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 我国生铁产量和矿石进口量我国生铁产量和矿石进口量北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-120062010年全国铁矿石进口总量及进口均价年全国铁矿石进口总量及进口均价1 我国生铁产量和矿石进口量我国生铁产量和矿石进口量北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学20

6、22-2-11 我国生铁产量和矿石进口量我国生铁产量和矿石进口量 钢铁厂对矿石的需求正快速攀升。也钢铁厂对矿石的需求正快速攀升。也正因为预计到中国近年旺盛的钢铁产量，正因为预计到中国近年旺盛的钢铁产量，三大巨头的要价也在不断提高。三大巨头的要价也在不断提高。 08年进口矿量超过年进口矿量超过4.4亿吨，价格较亿吨，价格较07年上涨年上涨70，08年澳粉价格年澳粉价格88美元美元(FOB价价)，巴西粉在，巴西粉在80美元左右。美元左右。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 我国生

7、铁产量和矿石进口量我国生铁产量和矿石进口量 中国进口铁矿粉的主要国家有澳大利中国进口铁矿粉的主要国家有澳大利亚、巴西、印度、俄罗斯、乌克兰、哈萨亚、巴西、印度、俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、加拿大、南非等国。克斯坦、加拿大、南非等国。 排名前三位的铁矿石供应商排名前三位的铁矿石供应商:VALE 巴西淡水河谷；巴西淡水河谷；BHP Billiton澳大利澳大利亚必和必拓；亚必和必拓；Rio Tinto澳大利亚力拓。他澳大利亚力拓。他们掌控了世界铁矿石们掌控了世界铁矿石70%以上的海运量。以上的海运量。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大

8、学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况VALE : 铁矿石产量占巴西全国总产量铁矿石产量占巴西全国总产量的的80%。其铁矿资源集中在。其铁矿资源集中在“铁四角铁四角”地区和巴西北部的巴拉州，拥有挺博佩地区和巴西北部的巴拉州，拥有挺博佩贝铁矿、卡潘尼马铁矿、卡拉加斯铁矿贝铁矿、卡潘尼马铁矿、卡拉加斯铁矿等，保有铁矿储量约等，保有铁矿储量约40亿吨，其主要矿亿吨，其主要矿产可维持开采近产可维持开采近400年。世界最大铁矿公年。世界最大铁矿公司。司。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京

9、科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况BHP: 主要矿石品种有纽曼粉主要矿石品种有纽曼粉(块块)、MAC粉粉(块块)、扬地粉、扬地粉(块块)Rio Tinto: 在澳洲主要由哈默斯利和罗泊在澳洲主要由哈默斯利和罗泊河两家铁矿公司组成，铁矿粉主要有河两家铁矿公司组成，铁矿粉主要有PB粉粉(块块)、扬地粉、马萨杰粉、扬地粉、马萨杰粉(块块)FMG (FMGF Rocket)，目前产能，目前产能5000万万t。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学

10、北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况VALE北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况VALE主要矿粉主要矿粉产品产品FeSiO2Al2O3PMnLOIH2O+6.3mm+1.0mm-0.15mm-0.045mmSFCJ66.01.401.300.0350.651.908.5018.055.018.0SSFG65.03.601.300.0550.251.707.

11、5012.051.028.0SSFT65.04.400.900.0490.151.606.5010.051.025.0PFCJ65.31.401.700.0400.652.2012.51.095.065.0PFFG65.82.701.000.0550.251.6010.52.090.055.0PFFT66.52.500.700.0350.150.708.002.084.035.0北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况BHP北北

12、 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况BHP北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况BHP北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储

13、备情况世界三大矿企简介及储备情况BHP北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况BHP北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况Rio Tinto07年底前品种：年底前品种：哈默斯利混合粉哈默斯利混合粉(块块)、马拉曼巴粉、马拉曼巴粉(块块)、扬地粉、西安吉拉斯粉、扬

14、地粉、西安吉拉斯粉(块块)、马萨杰粉、马萨杰粉(块块)07年底后品种：年底后品种：PB粉粉(块块)、扬地粉、马萨杰粉、扬地粉、马萨杰粉(块块)北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况Rio Tinto 铁矿产能变化铁矿产能变化北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情

15、况铁矿未来发展规划铁矿未来发展规划皮尔巴拉地区皮尔巴拉地区 目标目标2012年年3.2亿吨亿吨/年年 ，未来，未来 4.2亿吨亿吨/年年加拿大铁矿公司加拿大铁矿公司(IOC) 分阶段扩产至分阶段扩产至2600万吨万吨/年年巴西库伦吧矿山巴西库伦吧矿山(Corumba) 分阶段扩产至分阶段扩产至2300万吨万吨/年年几内亚西芒杜矿山几内亚西芒杜矿山(Simandou) 分阶段开采，最终分阶段开采，最终1.7亿吨亿吨/年年北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备

16、情况世界三大矿企简介及储备情况20072008200920102011201220142016Fe63.663.663.662.862.862.862.862.8Fe烧后烧后66.566.566.566.266.266.266.266.2块矿块矿SiO22.92.92.93.23.23.23.23.2Al2O31.351.351.351.451.451.451.451.45P0.0680.0680.0680.0770.0770.0770.0770.077LOI4.354.354.355.15.15.15.15.1Fe62.262.262.261.761.761.761.761.7Fe烧后烧后6

17、5.365.365.365.165.165.165.165.1粉矿粉矿SiO23.63.63.63.83.83.83.83.8Al2O32.052.052.052.052.052.052.052.05P0.0820.0820.0820.0870.0870.0870.0870.087LOI4.74.74.75.155.155.155.155.15Rio Tinto北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况澳洲新矿业公司澳洲新矿业公司

18、FMG 澳大利亚澳大利亚FMG集团集团(FortescueMetalsGroup)，经过，经过3年半的铁路和港口等基础设施建设，首船铁矿石的装船，年半的铁路和港口等基础设施建设，首船铁矿石的装船，标志着新兴的标志着新兴的FMG正式成为澳大利亚继必和必拓和力拓正式成为澳大利亚继必和必拓和力拓后的第三大铁矿石企业。后的第三大铁矿石企业。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 世界三大矿企简介及储备情况世界三大矿企简介及储备情况资源品质劣化资源品质劣化 PB粉、巴西矿粉品位下降、粉、巴

19、西矿粉品位下降、SiO2和和Al2O3含量上升含量上升新低品质资源新低品质资源 FMG、Mount Gibson、SFOG、SFOT澳洲磁矿粉澳洲磁矿粉(一种全新资源一种全新资源)原富矿的尾矿原富矿的尾矿北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-13 进口铁矿粉产能和质量变化趋势进口铁矿粉产能和质量变化趋势布布鲁鲁克克曼曼矿矿北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-13 进口铁矿

20、粉产能和质量变化趋势进口铁矿粉产能和质量变化趋势褐褐铁铁矿矿北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-13 进口铁矿粉产能和质量变化趋势进口铁矿粉产能和质量变化趋势马马拉拉曼曼巴巴矿矿北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 资源多元化资源多元化2009年年19月，中国进口铁矿石前月，中国进口铁矿石前5大来源国分别是澳大来源国分别是澳大利亚、巴西、印度、南非和乌克兰，进口来源

21、分布大利亚、巴西、印度、南非和乌克兰，进口来源分布和价格发生了很大的变化。和价格发生了很大的变化。进口矿进口矿平均到岸均平均到岸均价价累计累计同比增幅同比增幅澳矿澳矿75.4美元美元/吨吨1.97亿吨亿吨39.5%巴西矿巴西矿89.2美元美元/吨吨1.02亿吨亿吨31.4%印度矿印度矿67美元美元/吨吨8268万吨万吨31%乌克兰矿乌克兰矿 82.9美元美元/吨吨2653万吨万吨144%南非矿南非矿86.8美元美元/吨吨1140万吨万吨91.3%北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-

22、15 小结小结企业成本企业成本中国钢铁产能增加中国钢铁产能增加 对进口矿依存度高对进口矿依存度高铁矿粉价格铁矿粉价格高效使用铁矿高效使用铁矿粉以降低成本粉以降低成本南非、印度、秘鲁南非、印度、秘鲁研究铁矿粉自研究铁矿粉自身特性、配矿身特性、配矿和烧结技术和烧结技术拓展资源渠道拓展资源渠道技术方技术方面面市场方面市场方面长协谈判长协谈判对策对策北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-1烧结铁矿粉的基础试烧结铁矿粉的基础试验验 1 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究 2 铁矿粉基础特性研究铁

23、矿粉基础特性研究 3 混合矿高温特性研究混合矿高温特性研究 4 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素 5 几种常用铁矿粉烧结性能研究几种常用铁矿粉烧结性能研究北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究Sintered ZoneCombustion & fusion zoneTemperature1 10 00 00 0Wet zoneDry & calcinationAirWindboxWaste gas1 10 00 0

24、CondensationDehydration & decompositionCoke combustionMelting & agglomerationCoolingSinter for substrate从铁矿粉的从铁矿粉的烧结过程示烧结过程示意图可以看意图可以看出：矿粉经出：矿粉经历了从低温历了从低温到高温再到到高温再到低温的复杂低温的复杂变化过程变化过程北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究采用优化配矿目的是达到采用优化配

25、矿目的是达到保质量、降成本保质量、降成本各种铁矿粉的烧结特性存在显著差异各种铁矿粉的烧结特性存在显著差异某些劣质铁矿粉的烧结特性较差，但考虑资源某些劣质铁矿粉的烧结特性较差，但考虑资源和成本又不得不使用之和成本又不得不使用之铁矿粉如何互相搭配铁矿粉如何互相搭配(优势互补优势互补)才能得到质量才能得到质量优良的烧结矿？优良的烧结矿？研究铁矿粉的特性、相互影响及优化配矿技术研究铁矿粉的特性、相互影响及优化配矿技术北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究

26、铁矿粉自身特性的研究铁矿粉自身特性的研究方法方法北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究不同类型铁矿粉的同化不同类型铁矿粉的同化过程过程随着温度的升高，赤铁矿能保留一定的结构；而褐铁矿随着温度的升高，赤铁矿能保留一定的结构；而褐铁矿则同化过多，在一定的温度范围内，不利于粘结。则同化过多，在一定的温度范围内，不利于粘结。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大

27、学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究基于铁矿粉特性进行研究基于铁矿粉特性进行研究: :- -混合矿烧结混合矿烧结和和主体矿种主体矿种基本基本特点特点磁铁矿磁铁矿赤铁矿赤铁矿褐铁矿褐铁矿马拉曼巴矿马拉曼巴矿精粉精粉矿物较单一矿物较单一粒度较粗粒度较粗细粉较多细粉较多Al2O3结晶水较低结晶水较低低低Al2O3Al2O3和和SiO2相对较低相对较低结晶水很低结晶水很低气孔率适宜气孔率适宜SiO2较高较高矿物和结构矿物和结构复杂复杂气孔率很低气孔率很低气孔率、结气孔率、结晶水很高晶水很高结晶水较高结晶水较高北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北

28、京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究磁铁矿配加褐铁矿后的矿物组成变化磁铁矿配加褐铁矿后的矿物组成变化北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究磁磁铁铁矿矿配配加加赤赤铁铁矿矿烧烧结结赤铁矿赤铁矿1300 以下即可生以下即可生成大量成大量SFCA，SFCA- -I(R2); 磁磁-赤混合烧结赤混合烧结(赤赤 45)的固结方式与磁的固结方式与磁铁矿烧结铁矿烧结(赤赤10)类类似

29、。似。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究磁磁铁铁矿矿配配加加赤赤铁铁矿矿烧烧结结赤铁矿赤铁矿磁铁矿晶粒熔磁铁矿晶粒熔融的扩散固结，融的扩散固结，温度需温度需13501370 。磁铁矿烧结需磁铁矿烧结需要更高温度，意要更高温度，意味着固体燃耗可味着固体燃耗可能更高。能更高。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧

30、结优化配矿研究赤铁矿配加褐铁矿烧结赤铁矿配加褐铁矿烧结(高褐铁矿配比高褐铁矿配比)l 产量下降；产量下降；过多熔相生成导致火焰前锋透气性下降，过多熔相生成导致火焰前锋透气性下降，褐铁矿比赤铁矿更易与熔剂反应；褐铁矿比赤铁矿更易与熔剂反应；增加配水量，保证料增加配水量，保证料层原始透气性。层原始透气性。l 固体燃耗持平；固体燃耗持平；虽然配水量增加，但褐铁矿分解和挥虽然配水量增加，但褐铁矿分解和挥发配加水所消耗能量并不高。发配加水所消耗能量并不高。l 成品率波动；成品率波动；褐铁矿烧结，能提高料层上层成品率，褐铁矿烧结，能提高料层上层成品率，与整体原料结构有关系；与整体原料结构有关系；通过技术控

31、制，如对熔相、结通过技术控制，如对熔相、结构进行研究。构进行研究。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-11 烧结优化配矿研究烧结优化配矿研究赤铁矿配加褐铁矿烧结赤铁矿配加褐铁矿烧结(高褐铁矿配比高褐铁矿配比)l 强度下降；强度下降；烧结褐铁矿配比过高，生成液相量过多，烧结褐铁矿配比过高，生成液相量过多，易大孔薄壁结构；易大孔薄壁结构；降低配比。降低配比。l RI上升；上升；褐铁矿气孔较多。褐铁矿气孔较多。l RDI波动；波动；(1)褐铁矿更易还原，不利于褐铁矿更易还原，不利于RDI

32、。(2)褐铁褐铁矿含较多气孔能减弱裂纹扩展。矿含较多气孔能减弱裂纹扩展。l FeO含量波动：含量波动：(1)易还原，易还原，FeO增加、增加、(2)少分解，少分解，FeO减少、减少、(3)促同化，促同化，FeO增加、增加、(4)快冷却，快冷却，FeO增加；增加；控制燃料。控制燃料。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究l 评价铁矿粉综合考虑它的评价铁矿粉综合考虑它的物化性能物化性能、运输条件运输条件及及价格。价格。l 烧结生产常引入单烧品位来

33、判断一种矿粉的品烧结生产常引入单烧品位来判断一种矿粉的品位高低，位高低， 通过单烧品位可以比较各种矿粉原料成通过单烧品位可以比较各种矿粉原料成本高低。本高低。2TFe1 SiO %RCaO单单烧烧品位l 品位品位66%地方粉，地方粉， 6.5% SiO2， 0.2% CaO, R=1.9，其，其单烧品位单烧品位=66/(1+0.0651.9-0.2%)=58.85。若地方粉价格若地方粉价格按按1200元元/吨考虑，烧结矿品位价格为：吨考虑，烧结矿品位价格为：20.09元元北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技

34、 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究n 铁矿粉烧结要经历复杂高温物化反应过程铁矿粉烧结要经历复杂高温物化反应过程 铁矿粉的理化基础特性铁矿粉的理化基础特性：化学成份化学成份、粒度分布粒度分布、矿物矿物组成组成、气孔组成气孔组成、矿物类型矿物类型、晶粒晶粒、热分解特性。热分解特性。 鉄矿粉的高温烧结基础特性：鉄矿粉的高温烧结基础特性：同化性同化性、液相流动性液相流动性、粘结相自身强度粘结相自身强度、SFCA生成特性生成特性、熔融性熔融性等。等。 铁矿粉的高温烧结基础特性可以对其在烧结过程中的铁矿粉的高温烧结基础特性可以对其在烧结过程中的行为和表现进行深入的分析。由

35、于国内铁矿粉的种类越来行为和表现进行深入的分析。由于国内铁矿粉的种类越来越多，不同的铁矿粉有不同的优、缺点，通过合理的配比，越多，不同的铁矿粉有不同的优、缺点，通过合理的配比，达到不同铁矿粉之间烧结特性互补，来满足烧结对铁矿粉达到不同铁矿粉之间烧结特性互补，来满足烧结对铁矿粉的要求。的要求。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究核矿石核矿石Fe2O3 + CaO Fe2O3CaO 流动的液相流动的液相粘结相粘结相未熔颗粒未熔颗粒气孔气孔铁矿粉

36、高温烧结过程中的现象铁矿粉高温烧结过程中的现象同化性同化性液相流动性液相流动性粘结相自身强度粘结相自身强度SFCA生成能力生成能力北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科

37、技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究 烧结料的固结经历了烧结料的固结经历了固相反应固相反应、液相生成液相生成和和冷凝固结冷凝固结三个过程。三个过程。高碱度烧结矿的特征是高碱度烧结矿的特征是SFCA。同化性可以表征铁矿粉与熔剂间的结合同化性可以表征铁矿粉与熔剂间的结合(反应反应)的能力。的能力。 为了得到高质量的高碱度烧结矿，为了得到高质量的高碱度烧结矿，要求有易于生成的要求有易于生成的低熔点液相，低熔点液相，获得最佳固相生成物获得最佳固相生成物SFCA。 由铁矿粉与由铁矿粉与CaO结合的能力，即二者结合结合的能力，即二者结合

38、(反应反应)所需的所需的最低温度。作为铁矿粉同化性的指标。最低温度。作为铁矿粉同化性的指标。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究同化性测定方法同化性测定方法 在固定配碳量等条件下，实际烧结过程的温度在固定配碳量等条件下，实际烧结过程的温度(分布分布)是一定的，则铁矿粉的是一定的，则铁矿粉的“最低同化温度最低同化温度”越低，表明这越低，表明这种铁矿粉的液相生成越容易。种铁矿粉的液相生成越容易。 CaO小饼小饼: 155 铁矿粉小饼铁矿粉小饼:

39、 85 同化界面同化界面未同化未同化微同化微同化过同化过同化Temperature高温炉试验高温炉试验北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究 如何评价铁矿粉的同化性？如何评价铁矿粉的同化性？l 过低：过低：不易生成低熔点的液相，从而不利于铁矿粉的不易生成低熔点的液相，从而不利于铁矿粉的液相粘结，导致烧结矿强度的下降；因复合铁酸钙的形液相粘结，导致烧结矿强度的下降；因复合铁酸钙的形成能力过低，从而影响烧结矿还原性的改善。成能力过低，从而影响烧结

40、矿还原性的改善。l 过高：过高：烧结过程中会引起大量液相的快速形成，导致烧结过程中会引起大量液相的快速形成，导致起骨架固结作用的核矿粉减少以及烧结层透气性恶化，起骨架固结作用的核矿粉减少以及烧结层透气性恶化，从而影响烧结矿的产质量。从而影响烧结矿的产质量。l 适合：适合：适宜的同化性对烧结矿的质量乃至整个烧结工适宜的同化性对烧结矿的质量乃至整个烧结工艺过程均具有非常重要的影响。艺过程均具有非常重要的影响。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究

41、 流动性表征烧结过程中形成液相的流动能力流动性表征烧结过程中形成液相的流动能力 液相流动性和同化性是不同的概念。流动性是生产的液相流动性和同化性是不同的概念。流动性是生产的液相是否易于流动，即与粘性有关，而同化性表示熔化液相是否易于流动，即与粘性有关，而同化性表示熔化成液相，与熔点有关。成液相，与熔点有关。通常两者一致，但也有些矿粉，通常两者一致，但也有些矿粉，同化性很高，但流动性却差同化性很高，但流动性却差(即渣相熔点低，粘度大即渣相熔点低，粘度大)。 烧结过程：烧结过程：固相反应固相反应(反应生成固相生成物，进而熔反应生成固相生成物，进而熔化生成液相化生成液相)液相生成液相生成(更重要的是

42、液相去更重要的是液相去流动流动，才能，才能粘结未熔颗粒粘结未熔颗粒)冷凝固结冷凝固结 同化性和流动性对应烧结过程的不同阶段。同化性和流动性对应烧结过程的不同阶段。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究流动性测定方法流动性测定方法 垫片垫片:Fe-Cr-Al 铁矿粉与试剂化合物铁矿粉与试剂化合物: 85 液相液相流动流动面积面积随温随温度升度升高而高而增大增大Temperature高温炉试验高温炉试验试样原始面积原始面积试样流动后面积试样流动性

43、指数北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究 如何评价铁矿粉的液相流动性？如何评价铁矿粉的液相流动性？l 过低：过低：无法有效粘结周围未熔物料，致使烧结矿粉末无法有效粘结周围未熔物料，致使烧结矿粉末多，固结强度弱。多，固结强度弱。l 过高：过高：粘结层厚度的减薄，进而形成薄壁大孔结构，粘结层厚度的减薄，进而形成薄壁大孔结构，反而使烧结矿整体变脆，强度降低。反而使烧结矿整体变脆，强度降低。l 适合：适合：适宜的液相流动性才是确保烧结矿有效固结的适

44、宜的液相流动性才是确保烧结矿有效固结的基础。基础。 对对铁矿粉的液相流动性分级成不同的等级进行讨论，铁矿粉的液相流动性分级成不同的等级进行讨论，为配矿提供依据为配矿提供依据。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究 以液相流动性为例说明。基于铁矿粉以液相流动性为例说明。基于铁矿粉液相流动性液相流动性检测检测的实验结果，按的实验结果，按流动性指数流动性指数的大小，将各种铁矿粉的的大小，将各种铁矿粉的液液相流动性相流动性分三个等级：分三个等级： 液

45、相流动性液相流动性分级分级对应的流动性指数对应的流动性指数“很大很大”大于大于2“适宜适宜”0.82之间之间“很小很小”小于小于0.8液相流动性的分级液相流动性的分级北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究 粘结相自身强度粘结相自身强度越高越好越高越好。测定方法与前面相同。测定方法与前面相同。 自身强度较高的粘结相可以产生牢固的粘结作用，提自身强度较高的粘结相可以产生牢固的粘结作用，提高烧结体的固结强度高烧结体的固结强度。 粘结相自身强度较差时

46、，即使未熔核铁矿粉的自身强粘结相自身强度较差时，即使未熔核铁矿粉的自身强度较高，裂纹也会最先从粘结相中产生并扩展，导致烧度较高，裂纹也会最先从粘结相中产生并扩展，导致烧结体破裂。结体破裂。 粘结相自身强度随碱度变化而变化。粘结相自身强度随碱度变化而变化。 把握铁矿粉的粘结相自身强度特性对获取固结强度良把握铁矿粉的粘结相自身强度特性对获取固结强度良好的烧结矿非常有益。好的烧结矿非常有益。 测定的方法需要改进和完善。测定的方法需要改进和完善。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁

47、矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究 混合矿高温特性计算混合矿高温特性计算对于多种矿混合的液相流动性和单种矿的同化性液相流对于多种矿混合的液相流动性和单种矿的同化性液相流动性的关系可以用线性权重叠加的方法表达：动性的关系可以用线性权重叠加的方法表达：nxxx 1FF混xxn1xnwt%FF混为铁矿粉混合后的最低同化温度；为混合矿中单种铁矿粉的种类数量， ；为各种铁矿粉在混合矿中的配比，；为各种铁矿粉的最低同化温度，。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基

48、础特性研究同化性适宜区域同化性适宜区域12801200PBFHIYFQAFCJFFMG最低同最低同化温度化温度用同化性进行优化配矿设计分析用同化性进行优化配矿设计分析北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究用液相流动性进行优化配矿设计分析用液相流动性进行优化配矿设计分析液相流动性适宜区域液相流动性适宜区域2.00.8PBFHIYFQAFCJFFMG流动性流动性指数指数北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京

49、 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-12 铁矿粉基础特性研究铁矿粉基础特性研究基于液相流动性互补的配矿示意图基于液相流动性互补的配矿示意图铁矿铁矿粉优粉优化配化配矿原矿原则则定性定性北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-13 混合矿高温特性研究混合矿高温特性研究日本东京大学月桥文孝等使用高温共焦显微镜观察了日本东京大学月桥文孝等使用高温共焦显微镜观察了CaO-SiO2-FeOx渣的熔化和固结行为。使用大约渣的熔化和固结行为。使用大约0.1g置置入铂

50、金坩埚里进行加热。试验的氧分压通过调整空气与入铂金坩埚里进行加热。试验的氧分压通过调整空气与氩气的配比或者调整氩气的配比或者调整CO2和和CO的配比来变化。试样首的配比来变化。试样首先在一定气氛下预热并保持先在一定气氛下预热并保持1小时以确保熔融试样与炉小时以确保熔融试样与炉内气氛达到平衡。达到平衡后，温度升高到内气氛达到平衡。达到平衡后，温度升高到1300并保并保持持10-30min以稳定。然后，观察试样熔化或固结行为。以稳定。然后，观察试样熔化或固结行为。熔化时间定义为试样全部熔化所需的时间，固结时间定熔化时间定义为试样全部熔化所需的时间，固结时间定义为试样表面完全被固相所覆盖所需的时间。

51、义为试样表面完全被固相所覆盖所需的时间。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-13 混合矿高温特性研究混合矿高温特性研究氧分压为氧分压为2.1104和和2.1102Pa时，除了在时，除了在一些低一些低SiO2区域，固区域，固结时间总是大于熔化结时间总是大于熔化时间；而且固结时间时间；而且固结时间与渣成分有很大关系；与渣成分有很大关系；固结时间随固结时间随CaO/(CaO+SiO2)的升的升高而降低，而高而降低，而FeOx的的作用则不明显。作用则不明显。北北 京京 科科 技技 大大 学

52、学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-13 混合矿高温特性研究混合矿高温特性研究 烧结中液相的生烧结中液相的生成是由氧分压的成是由氧分压的降低所控制的。降低所控制的。尤其是氧分压稍尤其是氧分压稍减小，与减小，与FeOx饱饱和的液相区域即和的液相区域即朝着相图上朝着相图上FeOx角移动，极大地角移动，极大地影响着渣相中的影响着渣相中的液相比例。液相比例。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量

53、指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素化学成分、粒度：化学成分、粒度： 成分对焦比、炉渣成分、性能等有重要影响；粒度对成分对焦比、炉渣成分、性能等有重要影响；粒度对炉身上部透气性影响较大。炉身上部透气性影响较大。荷重软化及高温熔滴性能：荷重软化及高温熔滴性能： 衡量炉料在高炉内行为的一项重要指标。它模拟炉料衡量炉料在高炉内行为的一项重要指标。它模拟炉料在高炉冶炼条件下软化、熔融、滴落的过程，熔滴性能在高炉冶炼条件下软化、熔融、滴落的过程，熔滴性能表明了高炉软熔带的性质，在高炉冶炼过程中影响高炉表明了高炉软熔带的性质，在高炉冶炼过程中影响高炉的顺行，同时也影响高炉的冶炼指标的顺行，同时也影响高炉

54、的冶炼指标强度：强度： 北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素 烧结矿强度好粉末少，可改善高炉料柱透气性，有利烧结矿强度好粉末少，可改善高炉料柱透气性，有利于炉况顺行和煤气流合理分布，降低燃料比于炉况顺行和煤气流合理分布，降低燃料比。 RDI 在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后，炉料下降在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后，炉料下降到到400600的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用

55、，会发生不同程度的碎裂粉化。严重时则影的还原作用，会发生不同程度的碎裂粉化。严重时则影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。荷重软化及高温熔滴性能荷重软化及高温熔滴性能 模拟炉料自高炉上部进入高温区的条件，用还原气体模拟炉料自高炉上部进入高温区的条件，用还原气体从铁矿石中排除与铁结合氧的难易程度的一种度量。从铁矿石中排除与铁结合氧的难易程度的一种度量。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素化学

56、成分、化学成分、粒度粒度荷重软化荷重软化及高温熔及高温熔滴性能滴性能强度强度 RDI RI 北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素化学成分化学成分 主要有：主要有：TFe、FeO、SiO2、Al2O3、MgO、R、S、P等等 高炉入炉品位增加高炉入炉品位增加1%，焦比下降，焦比下降2%，产量提高，产量提高3%，是传统的看法是传统的看法 烧结矿中烧结矿中SiO2含量直接影响高炉渣量。含量直接影响高炉渣量。 碱度根据炉渣碱度和高炉炉料

57、结构核定。高炉炉渣中碱度根据炉渣碱度和高炉炉料结构核定。高炉炉渣中Al2O3含量含量40左右来自烧结矿，因此烧结矿中左右来自烧结矿，因此烧结矿中Al2O3含量含量多少直接影响炉渣中多少直接影响炉渣中Al2O3含量。含量。 MgO含量主要为了保证炉渣流动性，高炉炉渣中的含量主要为了保证炉渣流动性，高炉炉渣中的MgO，90来自烧结矿。来自烧结矿。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素粒度组成和筛粉指数粒度组成和筛粉指数 40mm。筛分

58、指数一般指筛分指数一般指6.3mm粒级比例称为转粒级比例称为转鼓指数，鼓指数，0.5mm粒级比例称为抗磨指数粒级比例称为抗磨指数北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素需要注意：转鼓试验所用烧结矿样品不包括需要注意：转鼓试验所用烧结矿样品不包括40mm粒级烧结矿，不能完全体现烧结矿强度指标。粒级烧结矿，不能完全体现烧结矿强度指标。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北

59、北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素还原性还原性(RI) 烧结矿还原一定时间内失氧率来表示，该指标对高炉烧结矿还原一定时间内失氧率来表示，该指标对高炉燃料比有一定影响，一般用烧结矿燃料比有一定影响，一般用烧结矿FeO含量来表示；含量来表示； FeO含量高，烧结矿中难还原的含量高，烧结矿中难还原的2FeOSiO2或较难还原或较难还原的钙铁橄榄石数量增加；的钙铁橄榄石数量增加； FeO含量增加含量增加1，焦比升高，焦比升高1.5%，产量下降，产量下降1.5%。低温还原粉化性能低温还原粉化性能(RDI) 烧结矿中再生烧结矿中再生Fe2O

60、3在低温下在低温下(450550)下发生还原下发生还原反应，体积膨胀造成。反应，体积膨胀造成。 RDI指标不好，炉料在高炉下降过程中粉末量增加，指标不好，炉料在高炉下降过程中粉末量增加，影响高炉透气性，从而影响高炉操作。影响高炉透气性，从而影响高炉操作。北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学北北 京京 科科 技技 大大 学学2022-2-14 烧结矿质量指标及影响因素烧结矿质量指标及影响因素影响因素影响因素SiO2Al2O3含量含量MgO含量含量矿粉的种类矿粉的种类粒度组成、粒度组成、矿物组成等矿物组成等点火温度、料层点火温度、料层厚度、布料方式、厚度、布料方