原料技术讲座

原料技术讲座主讲人张淑会教授2015.121我国高炉炼铁生产基本状况2我国高炉炼铁生产的进步与差距3摆脱目前高炉炼铁生产的困境出路在精料4烧结矿冶金性能对高炉冶炼的影响5

烧结矿指标对比6建议主要内容1我国高炉炼铁生产基本状况

近两年来，我国炼铁工业面临原燃料供应和价格波动且质量持续劣化，产能过剩和环保要求严峻的局面，但在国民经济发展的拉动下，生铁产量继续增长，2012年和2013年生铁和矿石产量等数据见表1～3。

表1我国生铁和矿石情况年份全国生铁重点企业生铁其他企业生铁铁矿石进口铁矿石产量，万t增长，%产量，万t增长，%产量，万t增长，%产量，万t增长，%数量，万t增长，%2012667333.70570272.20970615.9013198814.5743558.382013708976.24611477.2297490.451451019.49813159.36注：2012年进口球团矿3258.49万t，2013年进口直接还原铁或其他海绵铁60.56万t。表2生铁产量前四位省份产最情况项目年份产量，万t比上年增长，%占全国产量比%河北2012156054.8024.852013170279.1124.02山东201260133.709439.28江苏201258718.408.932013669013.959.44辽宁20125311-2.108.07201356987.298.04表3生铁产量超1千万t企业产量情况项目2012年（万t）2013（万t）鞍钢2164.992373.24首钢1947.901980.17沙钢1653.231875.59马钢1737.171811.92本钢1551.431722.49唐钢1560.781602.96莱钢1486.471556.75建龙1425.671480.09项目2012（万t）2013（万t）宝钢1653.431381.16日照1348.511321.40攀钢969.181128.41邯钢1107.751092.48柳钢919.961033.08包钢1005.521027.30纵横976.701021.43续表3注：年产1000万t以上企业，2012年有13家，2013年增加到16家；年产生铁500~1000万t的企业，2012年有28家，2013年为27家。

近年来，因钢材价格不断下滑，炼铁工作难度加大，部分企业仅仅以低成本为目标组织生产，造成高能耗、高排放，炼铁生产的指标全面下降。2012-2013年全国重点统计企业的生产指标和4000m3以上大型高炉的生产业绩见表4～5。表4重点企业高炉技术经济指标项目燃料比焦比煤比风温入炉品位熟料率利用系数休风率劳动生产率Kg/tKg/tKg/t℃%%t/(m3·d)%t/(人·a)2013年537.26362.63149.091169.956.3591.732.461.825163.732012年546.11364.31149.411194.456.9493.142.501.575160.10增减-8.85-1.68-0.32-24.49-0.59-1.41-0.04+0.25+3.63先进值492.53303.57180.431219.259.6199.784.010.0220740.84落后值617.18484.1268.471003.549.4681.661.385.81331.35表5大于4000m3高炉生产指标高炉年份利用系数t/(m3·d)风温℃燃料比Kg/t焦比Kg/t小焦比Kg/t煤比Kg/t入炉品位%工序能耗Kg标准煤/t宝钢1号20122.141220488.22317.6921.66170.5457.68403.0620132.001209490.29301.9823.61164.7059.61406.02宝钢2号20122.111224484.43314.1726.29170.2657.68391.7020132.171235486.49285.2225.86175.4160.02395.42宝钢3号20122.421222491.86309.5122.99182.3557.72395.2520132.001209494.26311.8026.11156.3560.16406.83宝钢4号20122.141255484.00305.7625.18178.2457.69387.2320132.111253488.17288.8225.50173.8559.65393.87武钢8号20122.741178507.60334.2045.00173.4055.7520132.701184503.90274.1055.70174.1057.60马钢A号20122.131220520.18330.9420.85152.3956.56403.4720132.171217513.00280.0049.00152.0058.05399.00马钢B号20122.131216513.75335.6720.84141.9256.60403.4720132.201220508.00277.0049.00145.0058.11398.56沙钢20122.371195503.40344.9052.80158.4756.78370.3820132.221194519.40291.0044.90182.9058.92351.60太钢5号20122.441240515.00330.0012.00185.0058.32408.6020132.311140520.00330.007.00183.0059.43370.11迁安3号20122.301245507.76349.8442.27157.7556.12394.8820132.311244514.17307.7041.98164.4058.41398.57京唐1号20122.211224484.54337.1228.16147.6656.00394.9220132.261238493.85308.0132.39153.4259.19382.38京唐2号20122.241234490.44333.2129.76156.7056.00387.5920132.181216500.61317.4130.73152.4858.72381.24鲅鱼圈1号20121.851220514.79303.3362.75148.7156.66375.8520131.821211518.00320.0059.00139.0058.67374.09鲅鱼圈2号20121.921216527.52306.8362.09158.6056.65385.0620131.901214530.00317.0058.00156.0058.66379.50本钢20122.211247531.00338.0044.00148.0056.84397.0020132.211243529.90316.0059.30154.4059.42386.00梅钢20122.211247530.00338.0045.00147.0056.79396.0020132.171190495.80324.5041.98129.3359.17安钢20131.811200503.80316.7037.10150.0058.93我国的炼铁产能达到9亿吨，造成产能过剩，经济效益大幅度下滑，全行业普遍亏损。造成这一被动局面的绝不是炼铁技术的滞后，正相反各钢铁企业炼铁技术人员在此局面下不断地努力进行技术创新，维持了企业的生存。2我国高炉炼铁生产的进步与差距1）原燃料质量

为降低焦炭、炼铁成本，焦炭、烧结矿质量下降，造成2011年高炉生产技术指标全面下降。2013~2014年，虽然品位继续下降，但在烧结工作者的努力下，烧结质量稳中有升，这主要是：

(1)基于铁矿粉高温基础性能的优化配矿技术，已经得到广泛应用，为企业扩大了可使用的铁矿资源，生产厂家在充分把握多种可使用铁矿粉高温基础性能的前提下，运用性能互补原则配矿，既降低了成本又提高了烧结矿的质量；(2)厚料层低温烧结技术被广泛应用，烧结料层由过去的500～600mm提高到目前的750mm左右，部分厂家例如莱钢等已经提高到800mm，马钢、京唐甚至实施了900mm厚料层技术，为烧结矿质量改善、工序能耗降低做出了贡献；(3)烧结机布料技术有了改进，偏析布料解决了燃料在料层高度上的合理分布，从而实现在烧结生产中，料层蓄热量的高效使用，降低了固体消耗5%～7%；

(4)烧结的基础理论——铁酸钙固结理论的研究不断深入，得到了不同矿物化学成分和铁矿物脉石矿物特征，以及对铁酸钙生成行为的影响，确定了烧结工艺参数、化学成分、碱度、SiO2含量、MgO含量和Al2O3/SiO2比对复合铁酸钙生成数量和赋存形态的影响规律，有效地指导了工业生产，从而提高了烧结矿质量。

2）高炉炼铁生产技术指标

2012年和2013年的指标都比2011年有了改善。一些指标是在逐步回归数据真实性的情况下取得的，如高炉有效容积利用系数下降，这主要是从片面追求高冶炼强度、高利用系数回归到维持与冶炼条件相适应冶炼强度的结果。又如喷煤量的下降也是由片面追求高喷煤量(180～200kg/t)，退回到与冶炼条件相适应的适宜(经济)喷煤量。过去冶炼条件好的高炉喷煤量达到了180～200kg/t，现在遇到不可避免的原燃料质量劣化，喷煤量降到165～175kg/t，从而维持了低燃料比和低成本。3）能源消耗

2012-2013年全国重点钢铁企业铁前工序能耗见表6。表6表明炼铁各工序的能耗均得到下降。应当指出的是烧结工序能耗中，固体燃料消耗约占80%，电力占13%，点火燃耗约占6.5%，2013年烧结固体燃料消耗为53.35kg/t，仍处于较高的水平，而且各烧结厂间的差距也相当大，尚有降低的潜力。

表6全国重点企业铁前和吨钢综合能耗项目吨钢综合能耗Kg标准煤/t烧结Kg标准煤/t球团Kg标准煤/t焦化Kg标准煤/t高炉Kg标准煤/t吨钢电耗(kW·h)/t吨钢水耗m3/t2013年591.9849.1428.26100.50398.09464.113.442012年603.7550.4228.84105.10402.48473.493.68增减量-11.77-1.28-0.58-4.6-4.39-9.38-0.24最低值35.394.4959.22320.00162.931.05最高值56.8244.92154.59474.031914.91179.223

要进一步降低炼铁能耗，必须把重点放在降低燃料比(包括小焦)上。燃料比降低后，吨铁风耗也下降，风机消耗的能量也降低，对炼铁工序能耗的降低起到双重作用。4）存在的主要问题(1)焦比和燃料比偏高

在我国炼铁工业发展过程中，很短时期内个别企业也曾有过焦比低于300kg/t，燃料比低于480kg/t的多座高炉。但是近年来，钢铁市场长期低迷，虽然铁矿石价格下降，但在成本的重压下，矿石质量降低，至今还没有1座高炉能稳定并长期维持焦比在300kg/t以下，燃料比在480kg/t以下。以平均燃料比为例，我国高炉炼铁平均燃料比在547.36～547.90kg/t，焦比在362.63～364.31kg/t，较欧洲高炉燃料比496kg/t高出50kg/t，比日本的平均燃料比也高出40kg/t以上。2013年日本高炉数据见表7、韩国高炉数据见表8。表7日本高炉数据年份燃料比焦比煤比利用系数熟料比Kg/tKg/tKg/tt/(m3·d)%20095043971071.7380.420105053711341.9580.620115043531511.9081.1表8

韩国高炉数据项目燃料比焦比煤比利用系数热风温度Kg/tKg/tKg/tt/(m3·d)℃浦项496.0317.3178.72.301190光阳506.3336.7169.62.191216造成我国炼铁燃料比高的原因主要是：①精料水平差，不仅表现在入炉品位较低，而且烧结矿冷态性能、冶金性能差，粒度不均匀，焦炭灰分高出1%～3%，原燃料质量不稳定、含有害杂质高等；②片面追求高冶炼强度和高喷煤量；③操作技术有待提高，表现在炉顶煤气利用率ηCO普遍低于45%，因此在布料技术和煤气流分布方面还需要改进。(2)高炉一代寿命偏低，炉缸事故频发高炉长寿是当前高炉炼铁技术发展的重要特征。高水平的长寿高炉应该是一代炉龄长达15年左右，产铁15000t/m3左右，且一代炉役内平均利用系数在1.8～2.0t/(m3·d)

。3摆脱目前高炉炼铁生产的困境出路在精料

高炉炼铁应以精料为基础，采用喷煤、高风温、高压、富氧、低硅冶炼等炼铁技术。全面贯彻高效、优质、低耗、长寿、环保的炼铁技术方针。具体地说，就是：“以精料为基础，提高透气功能；持续降低焦比和燃料比；优化高炉结构组成；提高资源、能源和设备利用效率，持续稳定地生产低成本优质生铁，走可持续发展的道路。做到这些需要强大的炼铁技术支撑。目前炼铁技术的核心是降低高炉冶炼成本。在现阶段，一些企业高炉指标落后、成本较高，这有设备、管理和技术人员等诸多因素，但关键是精料技术工作未做好。精料技术水平对高炉炼铁的影响率在70%，高炉操作在10%，设备影响在10%，管理水平在5%，外界因素（包括上下工序，运输和动力）在5%。高炉炼铁成本中矿石占65%～

70%，焦炭占30%～35%，因此精料技术核心是降低高炉炼铁成本。(1)

科学评价铁矿石质量

目前炼铁企业常常迫于成本压力，采购低价劣质矿，造成烧结矿品位大幅度下降，而中国使用的含铁原料主要是烧结矿(占炉料结构的70%～75%左右)，因此入炉品位也随之下降。要科学评价铁矿石质量，要看铁矿石的物理性能、化学成分、冶金性能，不能只看价格。矿石含SiO2和A12O3高，对炼铁会产出较大副作用，配料要加较多CaO和MgO，使渣量增多，焦比升高。如采购60%品位的铁矿石，含SiO2高达11%，A12O3含量达6%以上时，实际铁矿石的经济品位也就在51%左右。如果吨铁有害杂质总含量上升也会使铁矿石价值降低。

要用技术经济系统工程的办法科学确定本企业合理经济采购铁矿石的标准。通过计算可知，炼一吨铁，品位由68%降到62%，要多消耗142.4kg/t矿石，多消耗49.5kg/t燃料，吨铁风耗增加270m3/t～300m3/t。渣量上升100kg/t以上，它将使料柱阻力增加，尤其是滴落带内炉渣滞留量增加，焦柱的实际空隙度降低，造成炉况顺行变差。为保高炉顺行就要适当放开边缘，使煤气化学能和热能利用变差，ηCO下降，t顶升高，同时炉腹煤气量增大，有时要被迫降低冶强，对产量影响很大。同时矿石质量不断下降，对焦炭质量不断提出更高要求，形成恶性循环，焦化厂、炼铁厂对此苦不堪言。（2）高炉对烧结矿的要求①入炉品位

一般入炉品位为：4000m3以上高炉58.5%以上；3000m3级高炉58%以上；2000m3级高炉57.5%以上；1000m3级高炉57%以上；1000m3级以下高炉56%以上。②烧结矿RI高碱度烧结矿还原性指标RI应保持在85%以上，对大型高炉更应提出高一点的要求，应保持在90%以上。

③烧结矿转鼓指数烧结矿转鼓+6.3mm达到:大型高炉80%以上，中小型高炉75%以上。④稳定化学成分

△Fe±0.5%达到90%以上，△R±0.05(倍)达到95%以上，△FeO±1.0%达到95%以上。⑤粒度烧结矿粒度组成则应>50mm的粒级不超过10%，<5mm的粒级不超过3%，10~5mm的粒级不超过30%。（3）高炉炼铁成本高炉炼铁成本最简单的表达式为:成本=焦比×焦价+煤比×煤价+矿石消耗×矿价+熔剂消耗×熔剂价+其他费用。其中:其他费用包括动力消耗费用、工人工资，车间费用等。

从成本结构来分析，一定要建立完整的科学概念，要清晰地认识到:焦炭价低≠生铁成本低≠炭消耗低煤粉价低≠铁成本低≠低碳烧结矿成本低≠生铁成本一定降低≠碳消耗降低因为影响成本的不单纯是原燃料的价格，而是原燃料消耗×原燃料价格。（4）实事求是，稳定主要指标

实现每个先进指标，都需要有一定技术、物质和外部条件支撑。如果不考虑本企业的实际条件，一味要求高指标高炉成本是不可能降低。要结合本企业的具体情况。如：目前提高炼铁入炉矿品位比较困难，那就把稳定入炉品位、提高冶金性能作为硬指标，稳定入炉原燃料各项指标是高炉低成本冶炼的基本保障。所以，要在稳定原燃料质量上下功夫。4

烧结矿冶金性能对高炉冶炼的影响

烧结矿的冶金性能包括900℃还原性(RI)、500℃低温还原粉化性能(RDI)、荷重还原软化性能(T10%、T40%、△T)和熔融滴落性能(Ts、Td、△Pmax、S值)。

这四项性能中:

900℃还原性是基本性能，它不仅直接影响煤气利用率和燃料比，同时由于还原程度的不同，还影响其还原强度(RDI)和软熔性能。

500℃低温还原性能是反映烧结矿在高炉上部还原强度的，它是高炉上部透气性的限制性环节。在高炉冶炼进程中，高炉上部的阻力损失约占总阻力损失的15%～20%。烧结矿的荷重还原软化性能是反映其在高炉炉身下部和炉腰部分软化带的透气性，这部分的透气阻力约占高炉总阻力损失的20%～25%。熔融滴落性能是烧结矿冶金性能最重要的部分因为它约占高炉总阻力损失的55%～60%，是高炉下部透气性的限制性环节，要保持高炉长期顺行稳定，必须十分重视含铁原料在熔融带的透气阻力。

烧结矿在高炉的块状带、软化带和熔融滴落带不同部位的性状和透气阻力的变化(详见示图)决定着高炉内不同部位顺行和稳定，因此研究和分析清楚冶金性能对烧结矿质量和高炉主要操作的影响是十分重要和必要的。1）900℃还原性(RI)

还原性的优劣是烧结矿质量的一项基本指标，高料层、高强度、高还原性、低碳、低FeO的三高两低原则始终是烧结生产追求的目标。对高碱度(R=1.9～2.3)烧结矿而言，常规要求RI>85%，高要求RI应>90%。铁矿石的还原性(包括烧结矿、球团矿)取决于其矿物组成和气孔结构。烧结矿不同矿物组成的还原性列于表9。表9

烧结矿不同矿物组成的还原性矿物组成2FeOSiO2（铁橄榄石）CaOFeOSiO2（钙铁橄榄石）Fe3O42CaOFe2O3（铁酸二钙）CaOFe2O3（铁酸钙）Fe2O3CaO2Fe2O3（二铁酸钙）RI(%)5.012.825.525.549.249.458.4

高碱度烧结矿的RI值若低于80%，证明烧结矿的质量出了问题，或者是配碳高了，FeO高了，或是配矿的原因气孔结构出了问题，应提出改进的措施。还原性不良的烧结矿由于低熔点硅酸盐(2FeOSiO2和CaOFeOSiO2)的存在，会造成烧结矿的软熔性能变差，从而影响高炉软熔带的透气性。

还原性不良的烧结矿装入高炉后，会明显影响高炉上部煤气的利用率，使高炉内间接还原降低，直接还原(rd)比例升高，影响高炉的燃料比和产量。据统计入炉矿的间接还原降低10%，将影响高炉焦比和产量各8%~9%，在目前我国高炉燃料比的水平条件下，高炉燃料比将会升高40kg/t以上。因此，炼铁工作者应十分重视烧结矿的还原性指标。2）低温还原粉化(RDI)

烧结矿的低温还原粉化性能是指烧结矿装入高炉后在500℃～600℃的低温条件下，由于还原产生粉化程度的状况。

烧结矿入高炉后在低温条件下还原产生粉化的主要原因是烧结矿骸晶状赤铁矿(又称再生赤铁矿)在低温下还原发生晶格转变(Fe2O3转变为Fe3O4过程中由六方晶格变为立方晶格)产生极大的内应力，导致烧结矿碎裂。造成烧结产生低温还原粉化的原因是多方面的，有矿种、配碳、A12O3和TiO2含量等因素。

由高炉解剖和高炉上部取样实测分析可知烧结矿的低温还原粉化是高炉上部透气性的限制性环节，而且证明烧结矿产生低温粉化的实际温度并不是500℃左右，而是700℃。我国国家标准(GB/13242-91)规定:烧结矿低温还原粉化指数以RDI+3.15%的百分数为主要指标，RDI+6.3%和RDI-0.5%的百分数为参考指标，而美国和北美地区的标准规定，烧结矿的低温还原粉化以RDI+6.3%和RDI-0.5%的百分数为主要指标，RDI+3.15%百分数为参考指标。美国和北美地区的标准更科学合理，因为在高炉内<5mm的粒度会明显影响高炉上部的透气性，故将RDI+3.15%作为主要指标是欠合理的，应把RDI+6.3%和RDI-0.5%作为重要参考。

我国冶金行业标准(YB/T-2005)规定RDI+3.15%>72%，低于标准10%的一般应喷洒处理。已有的生产实践数据证明，烧结矿的RDI-3.15%增加10%，将影响高炉产量3%以上，燃料比上升1.5%(在目前情况水平下燃料比将上升7.8kg/t)以上。因此当烧结RDI+3.15%低于62%的应采取有效措施，改善烧结矿的低温还原强度，以保持高炉的上部顺行稳定。3）荷重还原软化性能

烧结矿的荷重还原软化性能是指其装入高炉后，随炉料下降，温度上升不断被还原，到达炉身下部和炉腰部位，烧结矿表现出体积开始收缩即开始软化(T10%)和软化终了(T40%)的特性。高碱度烧结矿的T10%>1100℃，软化温度区间(△T=T40%-T10%)应≤150℃。

烧结矿开始软化温度的高低取决于其矿物组成和气孔结构强度，开始软化温度的变化往往是气孔结构强度起主导作用的结果，软化终了温度往往是矿物组成起主导作用。由于软化带的阻力损失约占25%，它决定了炉料在炉身下部和炉腰部位运行状况，当烧结矿的开始软化温度低于950℃，软化温度区间＞300℃时，高炉必然会产生严重的悬料。因此为了保持高炉顺行稳定，烧结矿应具有良好的荷重还原软化性能。关于荷重还原性能对高炉主要操作指标的影响，意大利的皮昂比诺(Piombimo)公司4号高炉曾做过统计，含铁原料的T10%由1285℃提高到1335℃，高炉的透气性△P由5.2kPa降低到4.75kPa(下降8.7%)，产量提高了16%，日本神户公司的加古川厂和新日铁的广畑厂均通过改善酸性球团矿的软溶性能有效地改善了高炉指标。4）熔滴性能

熔滴性能是烧结矿冶金性能最重要的性能，因为熔滴带的阻力损失约占高炉总阻力损失的60%，它是高炉下部顺行的限制性环节，这也是高炉操作由过去长期以高炉上部操作为主改为以高炉下部操作为主，形成了新的高炉操作理念。

现代高炉炼铁要求烧结矿的开始熔滴温度要高(Ts>1400℃)，熔滴区间要窄(△Tds<100℃)，熔滴过程的最大压差要低(△Pmax<1.764KPa)。日本新日铁公司曾推荐烧结矿的熔滴性能总特性值S≤98kPa℃，酸性球团矿的S值≤166.6kPa℃是适宜的。美国学者L.A.Haas等提出，熔滴性能总特性S值，它是一个比软熔温度区间△Tds、△Pmax更好的指标，因为它包括了温度区间(△Tds)和压降大小，并提出高炉炉料S值≤40kPa℃是适宜的。

为了掌控和改善烧结矿的熔滴性能，控制TS(压差陡升温度)和Td(开始滴落温度)是十分重要和必要的。在这方面，日本学者斧胜也做过深入的研究，提出含铁炉料:Td取决于渣的熔点。

含FeO高的炉料，会较早地造成压差开始陡升。Td取决于渣相熔点和金属渗碳反应。高碱度烧结矿由于含FeO低和还原性优良，Td就高，同时由于其渣相熔点高，TS温度也高，一般高碱度烧结矿Ts提高的幅度大于Td，所以熔滴区间窄(△Tds=Td-Ts)，即熔滴带的厚度变薄，从而使得透气阻力损失(△Pmax)和S值降低，有利于高炉下部的顺行和强化。

烧结矿在高炉熔融带最大压差值(△Pmax)取决于渣量和渣相粘度的大小，渣量和渣相粘度越大，△Pmax越高。日本学者成田贵一的研究，证明在炉料结构中最大压差值还与高碱度烧结矿与配入酸性球团矿的比例相关，当酸性球团矿配入比例达到25%~50%时,△Pmax值处于最低值。5建议

1）保证烧结矿的稳定性全面控制烧结矿指标存在一定困难，保稳定性应作为首选，尤其是烧结矿的TFe、R、FeO。同时要控制>50mm和<5mm粒级烧结矿。稳定烧结矿是高炉生产的最基本保障。2）FeO含量如果烧结矿FeO含量高，面对影响烧结矿质量因素复杂，应有所为、有所不为。达到降低FeO含量同时保证烧结工艺指标和烧结矿质量｡下功夫降低FeO含量，因为烧结矿FeO含量对转鼓强度、低温还原粉化率、还原性的影响很大，是影响高炉炉况顺行的一个重要参数。烧结矿FeO含量的波动区间越窄，高炉生产越稳定。3）控制烧结矿品位入炉品位是精料的核心。目前，炼铁企业常常迫于成本压力，采购低价劣质矿，造成烧结矿品位大幅度下降。目前过分强调提高入炉品位已不现实，但是要保住高炉炼铁生产技术指标，必须保证烧结矿品位底线。实现高炉低成本，就不宜片面追求降低烧结成本，更不宜采购过于低价的劣质矿，一定要保住必要的品位，以实现低成本炼铁的全面目标。4）改善烧结矿冶金性质以宣钢为例，精料工作另一重点应放在提高烧结矿冶金性能上即还原性、强度和熔滴性能上。①宣钢生产的高碱度烧结矿，其还原性指标RI应保持在85%以上，更高的目标是90%以上。影响宣钢烧结矿还原性的主要原因是矿物组成不合理。根据试验得到的初步结论是烧结矿中还原性最差的矿物是2FeO·SiO2和CaO·FeO·SiO2较多，还原性最好的矿物是Fe2O3和铁酸钙CaO·Fe2O3，CaO·2Fe2O3较少。

今后应通过配矿、配碳和控制烧结工艺参数，研究如何避免过溶和薄壁结构、发展强度、还原性好的针状铁酸钙黏结相的措施。②提高烧结矿转鼓强度目前影响宣钢烧结矿转鼓强度的主要因素是黏结相的强度、烧结矿的显微结构、矿物组成等。正硅酸钙(2CaO·SiO2)在冷却过程中发生相变，体积增大10%～12%，易粉化；硅酸盐在烧结矿冷却过程中来不及将能量释放出来，不能形成晶体，有20%～60%硅酸盐以玻璃相状态存在，强度降低。高碱度烧结矿中针状铁酸钙交织结构较稳定，因此宣钢在今后的工作中应积极发挥高碱度烧结矿的优势，要极力发展强度好、还原性强的针状铁酸钙交织结构。另外熔剂(石灰石)粒度过大，分布偏析严重，烧结过程中来不及矿化而以自由CaO(白点)存在于烧结矿中，遇H2O消化而体积膨胀也是影响强度的因素之一。应该通过优化配料、控制烧结过程工艺参数和操作制度，来获取强度好的烧结矿，力争转鼓+6.3mm达到80%以上。5）开展矿相研究

烧结矿矿物组成和显微结构是影响烧结矿质量的最根本因素。烧结矿的矿物组成及其显微结构特征对烧结矿的强度、还原性、低温还原粉化率等都有较大的影响，同时烧结原料又是影响烧结矿矿相结构的重要因素。所以研究提高烧结矿的质量必须与烧结原料及其矿物组成、显微结构联系起来，找出各种因素对烧结矿矿相结构的影响规律及烧结矿矿相结构对烧结矿冶金性能的影响规律。研究重点应放在：从烧结原料矿物组成特点入手，围绕铁酸钙固结开展研究，分析宣钢不同原料化学成分和铁矿物与脉石矿物特征，确定烧结矿化学成分、碱度、FeO含量、SiO2含量、MgO含量、Al2O3/SiO2比和工艺参数对复合铁酸钙生成数量和赋存形态的影响规律，研究结果能够找出影响烧结矿质量的主要原因。6）烧结合理配矿

基于铁矿粉高温基础性能的优化配矿技术已经得到广泛应用，扩大了可使用的铁矿资源。在充分把握宣钢使用铁矿粉高温基础性能的前提下，运用性能互补、坚持以铁酸钙固结为主优化配料原则，通过优化配料合理搭配，实现成本、烧结矿质量的优化。7）焦炭对高炉冶炼的影响

焦炭在高炉内的骨架作用是其他炉料所不能取代的。M40%增加1%，利用系数增加0.04，焦比降低5.6kg/t；焦炭M10%，每增加l%，焦比增加11.48kg/t，燃料比增加14.75kg/t；焦炭CSR每提高l%，焦比可降低0.52kg/t，燃料比降低0.54kg/t。在块状带，焦炭粒度无明显变化；从软熔带位置开始，因溶碳反应剧烈焦炭粒度变化很大，所以高炉炉料的主要阻力在软熔带及其以下的区域。高炉内的阻力损失在高炉下部占了很大比重。如果焦炭的热强度不够，反应性高，就会导致高炉下部焦炭粒度大大降低，焦炭的骨架焦窗作用都会大打折扣。再加上喷吹燃料的不完全燃烧物富集在软熔带根部，高炉的顺行就会受到严重威胁。因此，焦炭的热态强度对高炉强化冶炼、降低消耗起着十分重要的作用。表25

高炉冶炼对焦炭要求炉容m310002000300040005000宝钢M40%≥78≥82≥84≥85≥8688.89M10%≤8.0≤7.5≤7.0≤6.5≤6.05.54CSR%≥58≥60≥62≥65≥6670.6CRI%≤28≤26≤25≤25≤2523.58灰分≤13≤13≤12.5≤12≤1211.32表26宣钢高炉焦炭性质试验结果焦炭种类试样量/g反应后m1/g<10mm质量m2/gCRI/%CSR/%宣干焦200.23149.86100.8725.1667.31宣湿焦199.73136.2784.0231.7761.66宣外焦200.11142.5088.1728.8061.87

宣钢焦炭CRI、CSR值与要求相比有一定差距，但是否能引起高炉指标较低、S值较大的主要原因还有待研究。国家制定的检测焦炭标准是衡量焦炭质量的指标，但它不是唯一的。高炉高温区主要发生直接还原，熔滴试验中与焦炭反应的主要是铁氧化物，而CO2较少，即焦炭大于1100℃后的热强度性能可能也是影响宣钢熔滴性能的因素之一。

图11是宣钢熔滴试验结束