伊朗粉对烧结矿冶金性能的影响研究

张明远　包 政　将发云　白 锐　杨 春

(重庆科技学院冶金与材料工程学院， 重庆 401331)



伊朗粉对烧结矿冶金性能的影响研究

张明远包 政将发云白 锐杨 春

(重庆科技学院冶金与材料工程学院， 重庆 401331)

摘要：根据重钢现有铁矿石资源配置情况，结合生产实际，针对降低原料成本增加效益的迫切要求，开展了不同比例的伊朗粉烧结实验，观察烧结矿矿相，分析了烧结矿入炉后的高温冶金性能。结果表明，重钢烧结矿中伊朗粉的最优配比为10%时，抗磨指数为5.66%，转鼓指数为69.24%，低温还原粉化率为70.24%，还原度为68.60%，软化区间为115 ℃，符合高炉冶炼要求。

关键词：伊朗粉； 烧结实验； 冶金性能； 配比

世界钢铁工业的迅猛发展促使了炼钢技术的不断进步。钢铁产量每年都在快速增长，形成了一大批有发展潜力和竞争力的钢铁企业，但是中国钢企也面临着一些问题。《钢铁产业发展政策》中指出：目前贫矿多、富矿少。国家鼓励各个企业洽购低品位矿，并且充分利用贫矿资源。因此合理利用贫矿，使之满足钢铁工业发展的需要，成为了各钢企研究的重点。

烧结矿的生产是钢铁生产工序中重要的一步。烧结配比不仅影响烧结矿的质量，还影响烧结矿的最终成本[1-3]。伊朗粉是一种新矿种。到目前为止，在伊朗发现的有47亿t，其中有4个大型铁矿的总储量就高达30亿t。伊朗粉中的TFe介于43%～57%，品位中等，价格便宜，但是其SiO2含量相对较高，粒度粗不易制粒，因此，一般只是少量配合其他原料使用。

重钢因地域限制无固定的原料供给，其铁矿石原料出处多样、成分也多变[4-6]。为降低成本选择适宜冶炼的低矿，是减小烧结成本的可行方法之一。而配加价格低、储存量大的伊朗粉也成为了有效降低钢铁厂原料成本的一种方法。

1实验原料及方法

1.1实验材料

实验选用PB奥粉、高硅巴粉、伊朗粉(55%)、綦江粉、烧结钢渣、马来粉(54%)、印尼粉、接龙粉、辽宁精粉、天然气、白云石、生石灰、石灰石、冷固球、轻烧白云石粉、混合煤、水等作为原料。主要设备有烧结实验平台、烧结矿性能检测设备，如铁矿石还原性测定设备、铁矿石低温还原粉化性能测定设备、铁矿石荷重软化性能测定系统、煤气发生系统等。

1.2试验方法

首先对原料、燃料的化学成分进行表征，对加配不同比例的伊朗粉烧结矿进行高温冶金性能(还原度、低温粉化率、软熔性能)的测定实验，检测其性能，确定最优伊朗粉的配入比。表1为烧结矿粉配料单。由于劣质矿粉铁品位低不符合高炉生产需求，需要在配料过程中加入铁品位高的优质矿粉。其中PB奥粉比例固定为25%，依次提高伊朗粉的占比，同时微调其他矿粉。各个配比方案依次为A、B、C、D。

烧结矿在不同伊朗粉配比下的低温粉化指数、还原性、软熔特性和热爆裂指数均按照国家相关标准进行实验和评价。

2实验结果与分析

2.1烧结实验结果与分析

高炉冶炼要求含铁炉料的转鼓指数大于等于70%，抗磨指数小于等于5%。

表1 　各配料的质量百分含量　%

表2为烧结矿成分及冷强度测定表。由表2可知：当烧结矿中配加伊朗粉时，烧结矿的转鼓指数均在68%以上；当伊朗粉配比为15%时，转股指数最高为69.5%，其冷强度较小，符合烧结矿入炉要求，因此推荐其配比为15%；烧结矿抗磨指数均在6%以下，伊朗粉配比为15%时，抗磨指数最大为5.37%。对照入炉要求，D方案的抗磨指数最差。随伊朗粉配比的增大，烧结矿中MgO的质量含量也随之增大，Al2O3的质量含量则逐渐降低。

由实验结果可知烧结矿中的ωCaOωSiO2基本保持不变，烧结矿的转鼓指数升高，抗磨指数变差。分析发现，伊朗粉加入量变化了9%时，抗磨指数变化了0.27%，转鼓指数变化了1.72%，这说明伊朗粉的配入量对烧结矿的物理性能影响不明显。当伊朗粉含量为10%时，烧结矿抗磨指数和转鼓指数都相对较好，烧结矿质量也最好。

表2　烧结矿成分及冷强度测定表　%

2.2高温冶金性能研究

伊朗粉烧结矿各项高温冶金性能对比分析见图1 — 图3。

由图1可以看出，随着烧结矿中伊朗粉配比的增加，伊朗粉矿的低温粉化指数先增加后减小。配加伊朗粉在10%时，矿的低温粉化指数最高，达到70.24%。因此根据低温粉化指数分析伊朗粉含量为10%时为最优配比。烧结矿的低温粉化指数指标在60%～70%，低于国家标准(低温粉化指数≥70%)。

由图2可知，当伊朗粉配比逐渐升高时烧结矿还原性先降低后升高。当伊朗粉质量含量为10%时，烧结矿的还原性最低，为68.60%。伊朗粉变化了4%而还原性变化了1.67%，再继续增加伊朗粉量至15%时，还原度上升到70.01%，因此当伊朗粉的添加量超过10%时，烧结矿的还原性较好。

由图3可知：随着伊朗粉质量含量增加，烧结矿的滴落温度呈整体下降趋势；在伊朗粉配比为 6%～8%时，软化区间相差较大，在伊朗粉质量含量为10%时软化温度为115 ℃。高炉煤气更容易通过炉料，且具有更长的固相区间使得更多铁矿石被煤气还原，有利于高炉生产。所以就滴落区间而言，伊朗粉的最优配比为10%。

图1　伊朗粉质量含量与低温粉化指数的关系曲线

图2　伊朗粉质量含量与烧结矿还原性的关系曲线

图3　伊朗粉质量含量与烧结矿熔滴性能关系曲线

3结语

通过不同伊朗粉配比下的烧结实验和高温冶金性能研究，认为伊朗粉配比为10%时，烧结矿的冶金性能最优，经济效果最好。所生产的烧结矿的各项指标能达到高炉冶炼生产的条件，能平衡烧结矿的铁品位，能控制烧结矿的碱度和重钢的冶炼成本。

参考文献

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[2] 李杰,吕庆.石钢烧结配加马来西亚粉烧结性能的研究[J].河北钢铁,2011(5):3-6.

[3] 柳浩,万新,李翔时,等.达钢烧结配矿试验研究[J].钢铁研究,2012,40(4):53-56.

[4] 刘自民,吴胜利,金俊,等.马钢烧结优化配矿技术的研究[J].烧结球团,2012,37(2):13-18.

[5] 郜学.中国烧结行业的发展现状和趋势分析[J].钢铁,2008,43(1):86-88.

[6] 唐先觉.喜迎我国烧结行业的大发展[J].烧结球团,2003,28(3):1.

Influence of Iran Powder on the Metallurgical Properties of Sinter

ZHANGMingyuanBAOZhengJIANGFayunBAIRuiYANGChun

(School of Metallurgy and Materials Engineering, Chongqing University of Science and Technology,Chongqing 401331, China)

Abstract:This article focuses on the existing iron ore resources of Chongqing Steel, combined with the actual situation of production, in order to lower raw material costs and increase benefits. Through different proportions of Iran powder sintering experiments, the sinter ore phase observations and experimental researches were carried out on the pyrometallurgical performance of sinter. The results showed: the optimal proportion of Iran powder in Chongqing Steel sintering ore is 10%, abrasion index by 5.66%, drum index by 69.24% and RDI by 70.24%. And degree of reduction is 68.60% and softening range is 115 ℃. All the metallurgical properties can meet the requirements of blast furnace smelting.

Key words:Iranian powder; iron sintering; metallurgical properties; proportion

收稿日期：2015-11-10

基金项目：重庆市教委科学研究项目“基于冶金高炉的垃圾飞灰高温熔融处理应用基础研究”(KJ111419)；重庆科技学院大学生科技创新项目“块矿磷含量对其高温冶金性能的影响研究”(201567)

作者简介：张明远(1971 — )，男，甘肃白银人，硕士，教授，研究方向为钢铁冶金工艺及资源环保优化利用。

中图分类号：TF046

文献标识码：A

文章编号：1673-1980(2016)03-0126-03