基于铁矿粉的高温性能特征数指导烧结配矿应用研究

郑 瑞

（阳春新钢铁有限责任公司，广东 阳春 529600）

目前我国每年的产钢总量位居世界第一，但是由于铁矿粉的生产效果不如人意，所以近些年我国在不断增加对外进口铁矿粉的规模，烧结用铁矿粉使用数量在近些年得到了大幅度的提升。随着我国对于铁矿粉消耗规模的不断增加，进口铁矿粉却出现劣势化趋势。造成原本就紧张的优质铁矿资源，显得更加稀缺，对于一些需要依靠铁矿粉维持的工业门类造成了其他的维持压力。随着近些年高炉大型化以及以煤代焦技术的推广，高煤炼铁对烧结矿质量的要求也大幅度的提升，目前采用传统的铁矿粉高温特性的配矿技术已经不能够满足现阶段社会生产所所需要达到的程度[1]。

1 铁矿粉烧结高温特性概述

所谓的铁矿粉烧结高温特性是指铁矿粉这一材料，在经过烧结的过程中会呈现一系列高温物理化学性质。这些物理性质会决定铁矿粉材料的烧结行为。同时在铁矿粉的生产过程中，通过专业仪器对这些物理化学性质进行测量，有助于帮助生产企业更好的了解当前铁矿粉的生产状态，已做好相应的调整，确保铁矿粉生产的顺利进行。

1.1 同化性

同化性这一概念是从上世纪80年代未提出的，其内涵是指铁矿粉在烧结矿过程中与氧化钙的反应能力，它表现了铁矿粉在烧结环节，生成液相的难易程度。同化性较高的铁矿粉在烧结过程中更容易出现液相，但基于对烧结原料的有效固结，烧结料层透气性以及烧结矿质量的考虑，对于生产企业而言，并不希望矿石出现过分融化的情况。所以在生产过程中，铁矿粉的同化性要得到一定的控制，要求在烧结过程中，综合同化性应处于一个适宜的水平。不同种类的铁矿粉，由于其内部化学成分组成占比差异较大，所以在烧结过程中所表现出的同化性参数，也有非常大的差别[2]。

1.2 液相流动性

液相流动性是指相关材料在烧结过程中氧化钙与铁矿粉之间发生反应，所形成的一种液相流动能力。它表现了该年结项的有效连接范围，虽然童话性揭示了，低熔点液相的生存能力，但同化性的高低并不一定能够准确反映实际的年结项数量，一般来说材料的液相流动性较高时，粘结周围物料的范围也会随之扩张，从而达到提高烧结固结强度的效果，反之由于流动性过低，也会影响到最终的烧结固结强度。但与同化性相类似的是铁矿粉的液相流动性也不是越大越好，一旦其液相流动性过大就会造成周围的粘结层厚度变薄，造成烧结矿出现薄壁大孔的结构，从而降低了烧结矿的固结强度。所以在一般生产过程中，也要对材料的液相流动性进行控制，确保其能够处于一个适宜的状态，以免由于液相流动性过大而造成其他性能的缺失，影响到材料的最终质量。

1.3 粘结相强度

同化性和液相流动性都反映了铁矿粉在烧结过程中对于烧结相数量的贡献，在保证粘结相数量的前提下，粘结项的质量成为了最终决定烧结矿固结效果的影响因素。粘结相强度表现了铁矿粉在烧结过程中形成的，粘结周围和矿石的固结能力。对烧结矿的固结强度而言，由于铁矿粉自身强度，粘结相结合强度均相对较高，所以他们不会构成烧结矿固结强度的限制因素。因此铁矿粉的液相形成粘结向自身的强度对于烧结矿固结强度的影响就成为了一个关键因素。在烧结工艺参数和混匀矿同化性液相流动性达到一定条件之后，以尽可能高的混匀矿粘结相自身强度为目标的配矿对于烧结矿的粘结强度提升有积极作用。

1.4 铁酸钙生成特征

在烧结黏结相中，以复合铁酸钙为主要材料的烧结粘结相能够表现出较好的特性。提升烧结矿中的相关铁酸钙含量，对于烧结矿固 结强度的提升具有非常大的影响作用，同时也能够改善烧结矿的还原性。铁酸钙生成特性是指铁矿粉在烧结过程中，生成复合铁酸钙矿物的相应能力，一般来说，烧结矿的复合铁酸钙矿物较多，以融蚀状态，交错存在，在这种状态下烧结矿的强度和还原性都能够得到一定程度的提升[3]。

1.5 连晶特性

在造块工艺中，烧结矿主要是液相固洁。而球团矿则主要以连晶固结，近些年随着相关烧结工艺的提高对于铁矿粉的质量要求也有了更严格的把控。以及低温、高氧位、高生石灰比例等烧结模式的实施会导致烧结料中焦粉、熔剂的偏析程度加大。导致一部分铁矿粉会通过连接的形式固结成矿。铁矿粉的连晶特性表现在烧结过程下，尤其是高温情况下以连晶形式，而固结成矿的能力。|

2 铁矿粉烧结高温特性的应用

高温特性互补的配矿原理：根据前面内容我们已经知道，在烧结混匀矿时，对于企业向流动性和同化性，都有一定的要求，只有两项数据能够保持在适宜内，才能够最大程度的保证生产效果。但是在实际生产过程中单单靠一种铁矿粉的同化性和液相流动性，很难满足实际的生产需求，所以在实际生产的过程中，一般是需要不同铁矿粉按照一定的比例调和，将其同化性和液相流动性差异进行互补，来保证最终的生产效果。

近些年来，我国技术人员在长期实践的过程中总结相应的技术经验，并通过研究相应的技术原理，在工业生产过程中，得到了一定的进步，目前我国大型钢铁企业在进行现代化烧结投产过程中，都会优化配矿工作，使配矿方案能够实现较高的生产效能。

在生产过程中一般会将多种矿料进行混合，将其中一种框料作为基准矿，将其它矿料作为搭配矿进行混合使用。使用的原则是使两种混合矿体的液相流动性能够趋于适宜区间。工业生产时会将这种情况称之为互补，当以a型矿作为基准矿石，将b型矿配入其中使其混匀矿的液相流动性能够达到适宜区间内，就是所谓的正向作用。而如果以a型矿作为基准矿石，再将b型矿融入其中后，其液相流动性会远离市区，则将这样的情况称之为反向作用。

两种不同的作用对于工业生产调整，液相流动性都有非常重要的作用，在生产环节也会被经常用到。再进行铁矿粉生产过程中，除了要考虑到相应的生产效果以外，还需要保证企业具有一定的经济收益，这就需要技术人员在实际生产过程中能够对生产所需的成本进行控制，保证其能够符合质量要求，并且尽可能减少相应材料的投入，或使两种或多种材料在投入过程中能够产生最大的生产效率，以此来提高企业的经济效益。

在实际生产过程中，对不同矿进行搭配使用的现象非常普遍，而且不同矿形在配合使用时，能够达到一些共有的状态和参数。而对哪种矿型进行选择，则完全是依照不同矿形在实践过程中，所需投入的相应成本来进行比对的。只有通过对所有常见框型配合效果进行整理分析，才能够在生产过程中选择最合理的配合组成。

3 结束语

铁矿粉的烧结高温特性能够反映铁矿粉在烧结过程中的实际反应和作用，其中液相流动性、同化性、粘结相强度铁、酸钙生成特性都是判断生产烧企业数量和质量的重要参考。