影响烧结矿冶金性能因素研究

影响烧结矿冶金性能的因素研究2022.01主要内容1、研究方法2、影响烧结矿冶金性能的因素剖析3、影响因素试验研究4、结论矿物组成显微结构1、研究方法烧结杯试验冶金性能指标检测及评价技术质量指标矿相鉴定冶金性能指标冶金性能优矿物组成合理液相量适中磁铁矿物呈熔蚀态中孔厚壁、交织熔蚀结构以针网状复合铁酸钙粘结为主粘结的好化学成分适宜理想的矿物形态骸晶状赤铁矿少2、影响烧结矿冶金性能的因素分析烧结矿性能组成与结构烧结工艺烧结原料烧结矿性能与烧结原料、工艺、组成/结构的关系支撑组成和结构是烧结矿的基本表征，它们是特定原料与制备工艺条件下的产物，又是决定烧结矿性能的内在因素，因而具有独特的地位，起着指导作用。化学成分，矿物组成，宏观结构，微观结构含铁原料、碱度、燃料等混合、制粒、料高、热风等机械性能，冶金性能原料结构化学成分工艺条件配用卡粉提高进口矿配比FeO含量SiO2含量MgO含量Al2O3含量R料层厚度强混富氧热风2、影响烧结矿冶金性能的因素分析冶金性能影响因素对某钢厂烧结矿冶金性能检测数据进行了整理和分析FeO,R,SiO2对RI的影响：通过回归分析，得出FeO与SiO2对烧结矿RI呈负线性影响，R的影响不显著(R为2.02~2.25）。FeO,R,SiO2对RDI(-3.15mm)的影响：FeO与R对RDI有负线性影响，SiO2的影响不显著。注：本篇RDI均为-3.15mm。FeO,R,SiO2对T4和ΔT4－40的影响：FeO,R对T4有影响，SiO2无显著影响备注：样本量太少，不足10组，结论有些勉强。回归分析:T4-40与FeO,SiO2,R回归方程为T4-40=-648+7.25FeO+43.5SiO2+234R自变量系数系数标准误TP常量-647.8500.3-1.290.265FeO7.2469.6230.750.493SiO243.5046.050.940.398R233.9178.11.310.259S=11.9484R-Sq=41.4%R-Sq（调整）=0.0%方差分析来源自由度SSMSFP回归3403.6134.50.940.499残差误差4571.1142.8合计7974.7FeO,R,SiO2对ΔT无显著影响3、影响因素试验研究－原料结构

名称化学成分，%冶金性能FeOSiO2MgOAl2O3RI，%RDI(-3.15mm),%T4,℃T40,℃ΔT4－40,℃配用卡粉前9.625.271.480.7686.7426.7811021250148配用卡粉后9.665.311.560.7688.1526.1211561296140配用后较配用前+1.41－0.66+54+46－8阶段赤精矿粉磁精矿粉扬迪卡粉综合配用卡粉前43.5371702.5配用卡粉后26.54315105.5配用卡粉后，随着原料结构的改善，烧结矿的冶金性能指标均得到改善。配用卡粉3、影响因素试验研究－原料结构配用PB粉，进口比例增加到24%

序号原料结构，%RI，%RDI-3.15mm，%137磁精粉+43.3赤精粉+14.7YD+5综合85.5527.1333.5磁精粉+38赤精粉+10YD+14PB+4.5综86.9627.85233.5磁精粉+42赤精粉+15YD+3综合85.2427.9433.5磁精粉+38赤精粉+10YD+14PB+4.5综87.4828.86序号1进口矿配比由14.7%增加到24%，还原度上升了1.41%，低温还原粉化率上涨了0.72%。这可能与有热风烧结工艺有关。料面缓慢冷却有助于烧结矿性能的提升，低温还原粉化率的降低。序号2随着进口矿比例由15%提高到24%，还原度上升了2.24%，低温还原上升了0.92%。随着配入PB粉。进口矿比例增加，原料结构和料层透气性的改善，烧结矿的还原度改善明显；低温还原粉化率上升。化学成分对冶金性能的影响化学成分FeOSiO2Al2O3MgO3、影响因素研究－化学成分的影响研究R序号123456789焦粉配比33.33.63.94.24.54.85.15.4FeO5.56.57.58.59.510.511.512.513.5序号123456789FeO5.466.537.358.569.7510.4311.7212.6813.78TI(%)63.3364.6765.2868.3369.5371.0669.6768.7167.34成品率59.8666.876.6379.1681.3880.1278.5976.5874.39RI87.8987.3687.6788.5487.9884.3979.8777.6974.59RDI（-3.15mm)38.1236.5534.4529.5628.8826.7424.5525.6326.12T4115211481150114711351130111811031096ΔT168165152148145146156162168FeO含量

随着FeO含量的增加，低温还原粉化率先呈下降趋势，FeO增加到12%以上时，低温还原粉化率又呈上升趋势。在FeO含量控制在8.7%以上时，低温还原粉化率小于30%，为较好水平。

随着FeO含量的增加，烧结矿的还原度呈下降趋势，在FeO大于9.75%以后，还原度的下降幅度增大。FeO含量大于9.5%，还原度小于86%，处于较低水平。综合考虑质量和性能指标，FeO的适宜值为8.5－9.7%。FeO含量FeO含量随着FeO含量的增加，粘结相由以CF为主转变为以硅酸盐为主，使得开始软化温度大致呈下降趋势，软化区间呈凹型。在FeO含量为8%以上，10.5%以下时，软化区间小于150℃综合考虑质量和性能指标，FeO的适宜值为8.5－9.7%。FeO=6.53%FeO=9.7%FeO=10.43%FeO=11.72%FeO=8.56%FeO=7.35%还原度降低、软化开始温度降低低温还原粉化加剧粘结相种类及品质发生了变化冶金性能变化注：白色－赤铁矿灰白色－磁铁矿兰灰色－CF灰黑色－硅酸盐黑色－孔洞不同SiO2含量对烧结冶金性能的影响通过配加高硅矿粉来改变烧结矿的SiO2含量，SiO2含量设定目标值见表1序号123456SiO24.54.85.15.45.76.0序号123456SiO24.454.815.155.385.725.96TI(%)64.6765.6766.6767.3367.6767.33成品率72.5279.9681.6382.5682.0881.62RI86.1988.3688.2687.5486.9885.56RDI-3.15mm30.2429.5528.9329.0329.8130.63软化开始温度113511291128112311051095软化终了温度128012731270126812651260软化区间145144142145160165表1表2SiO2含量对烧结矿冶金性能的影响试验结果综合考虑烧结矿SiO2含量对各项冶金性能指标的影响，得出烧结矿的适宜SiO2含量为4.8－5.3%。RI：烧结矿的SiO2含量增加到4.8%以上到5.3%时，CF和液相形成较丰富，烧结矿中孔隙率较高，使得还原度增加；继续增加SiO2含量，烧结矿中硅酸钙增加，使得CF量减少，还原度受到影响。RDI-3.15mm：随着烧结矿SiO2含量的变化，呈现先降低后增加的趋势。软化性能：随着烧结SiO2含量增加，烧结矿的软化开始温度呈降低趋势，软化终了温度也呈降低趋势，SiO2含量大于5.5%，软化区间超过了150℃。SiO2含量液相量少，铁矿物含量较高，强度较差，入炉抗冲击能力弱钙铁橄榄石、玻璃质含量高，强度、还原度要变差SiO2=4.45%SiO2=4.8%SiO2=5.15%SiO2=5.96%SiO2=5.35%SiO2从低到高，橄榄石类液相量由少到多，硅酸钙增加，强度和还原性较好的CF粘结相量减少。注：白色－赤铁矿灰白色－磁铁矿兰灰色－CF灰黑色－硅酸盐黑色－孔洞MgO含量MgO，%RI，%RDI-3.15mm，%TI，%利用系数t/m2h固体燃耗Kg/t1.2588.4636.6970.671.58648.531.4387.2633.0368.981.60248.061.6285.5828.8366.471.56349.281.7980.8226.8664.331.47650.631.9878.9326.6162.171.39351.942.1975.5325.7559.651.25653.38对冶金性能和烧结影响试验结果随着MgO的增加，还原度基本呈直线下降趋势，MgO含量超过1.6以后，RI小于86%，这于烧结矿冶炼性能不利。MgO在1.3%以下时，RDI-3.15mm超过了35%。随着MgO的增加，转鼓强度呈直线下降趋势，MgO含量超过1.6以后，转鼓强度小于67%，MgO超过1.6%，固体燃料消耗超过48kg/t。综合考虑，冶金性能与技术经济指标，MgO以小于1.6%为佳。MgO含量MgOT4T10T40△T4-401.23107711231240.7163.71.411109.311241253143.71.621114.511431259144.51.84112011671270.5150.5MgO含量从1.2-1.8%，随着MgO含量的增加，烧结矿的开始软化温度提高，软化终了温度也提高，软化区间呈凹型。MgO含量软化性能

MgO=1.6MgOFe3O4Fe2O3C.FC2S硅酸盐、玻璃质熔剂夹生1.2342.512383.5601.4143.8835.84.67.801.6247.66.331.259.901.8450.55.526.87.69.6微2.1953.57.522.16.810.1少量MgO=1.2MgO=1.4

MgO=1.8综合考虑烧结矿MgO含量对各项冶金性能指标的影响，得出烧结矿的适宜MgO含量为1.3－1.6%。

MgO=2.2矿物组成与显微结构均发生变化，致冶金性能变差。注：白色－赤铁矿灰白色－磁铁矿兰灰色－CF灰黑色－硅酸盐黑色－孔洞Al2O3含量Al2O3=0.8Al2O3=1.2Al2O3=1.6Al2O3=1.8Al2O3含量为1.2－1.6%时，有助于复合铁酸钙的生成，烧结矿显微结构理想，对烧结矿的性能起到一定的保障作用。即适宜Al2O3含量为1.2－1.6%注：白色－赤铁矿灰白色－磁铁矿兰灰色－CF灰黑色－硅酸盐黑色－孔洞碱度序号12345Ｒ1.81.952.12.252.4TI(%)6464.6766.3367.6766.67成品率（%）78.5679.2181.0582.7880.11RI（%）85.1985.8387.6387.3585.53RDI-3.15mm（%）31.5630.4328.5627.9229.63软化开始温度℃10801096114511141058软化终了温度℃12431255128512521240软化区间℃163159140138182随着Ｒ的提高，烧结矿的还原度呈现先上升，再下降的趋势，随着Ｒ提高，铁酸钙生成增多，硅酸盐相减少，还原度上升，Ｒ超过2.25，随着铁酸二钙的生成，较复合铁酸钙还原性差，因而下降。低温还原粉化率随着Ｒ从1.8到2.25，铁酸钙含量的增加，赤铁矿的减少，呈现下降趋势，Ｒ增到2.4，随着物料的疏松，再生赤铁矿增多，低温还原粉化上升。Ｒ从1.8－2.1，开始软化温度从1080℃至1145℃，R从2.1－2.4，开始温度又呈下降趋势，软化区间在碱度为2.1－2.25时小于150℃，取得较佳值。

Ｒ取2.1－2.25为佳。方案料层厚度mm焦粉配比，%FeO，%RRI，%RDI-3.15mm%T4，℃ΔT4－40，℃17004.311.62.1484.1525.56110614828004.311.62.1484.6226.431105153380049.52.1187.8426.5711101393、影响因素研究－工艺因素影响分析料层厚度方案1方案2方案3矿物组成，%料层厚度提高，自动蓄热作用增强，有利于减少燃料配比，烧结矿的还原度约提高3.7%，软化区间缩小9℃注：白色－赤铁矿灰白色－磁铁矿兰灰色－CF灰黑色－硅酸盐黑色－孔洞3、影响因素研究－工艺因素影响分析强混

名称

冶金性能FeO，%RI，%RDI-3.15mm，%软化开始温度℃软化终了温度℃软化区间℃投用后10.7186.5828.33112012751559.3888.6629.431137.51282.5145投用前10.1387.0730.5211281276148强混投用前烧结矿显微结构注：白色－赤铁矿灰白色－磁铁矿兰灰色－CF灰黑色－硅酸盐黑色－孔洞强混投用后参数优化前后显微结构变化前期烧结矿显微结构优化后烧结矿显微结构装料量由15t调整至9t，混合时间减少至35s，水分8.2%注：白色－赤铁矿灰白色－磁铁矿兰灰色－CF灰黑色－硅酸盐黑色－孔洞3、影响因素研究－工艺因素烧结影响分析富氧烧结名称化学成分冶金性能FeORRI，%RDI，%T4，℃T40，℃T4－40，℃富氧9.292.1587.0927.2811481288.5140.5未富氧10.1