高爐煉鐵原料

對(duì)比項(xiàng)目磁鐵礦赤鐵礦褐鐵礦菱鐵礦1化學(xué)分子式Fe3O4Fe2O3MFe2O3·hH2OF2CO32理論含鐵量(%)72.47037-5548.23顏色鋼灰、黑灰鐵黑、暗紅黃褐、暗黑灰色

黃褐

深褐4比重4.9-5.24.8-5.33.0-4.23.8±5硬度5.5-6.55.5-6.01.0-4.03.5-4.06特征復(fù)含礦多有害雜質(zhì)少水化、有害雜質(zhì)高放出CO27脈石SiO2Al2O3CaOMgOSiO2Al2O3SiO2Al2O3少量SiO2Al2O3P高8還原性差良優(yōu)優(yōu)良9燒結(jié)特性較差良好較好較好10RDI低高不定-1、煉鐵原料的內(nèi)容及質(zhì)量概念1.1煉鐵原料的內(nèi)容：§1鐵礦石：(1)鐵礦石的分類(lèi)和特性自然界中含鐵的礦物甚多，的有300多種，但現(xiàn)代能夠用作高爐煉鐵原料的只有20余種，其中主要是磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦四種。這四種鐵礦石的特性比較列于下表。高爐煉鐵原料用于現(xiàn)代高爐煉鐵的原料又分天然鐵礦和人造富礦兩大類(lèi)。天然鐵礦按其粒度和加工程度不同又可分為粉礦、塊礦和精礦三種類(lèi)型。人造富礦又有燒結(jié)礦和球團(tuán)礦兩大類(lèi)。(2)燒結(jié)生產(chǎn)對(duì)粉礦的根本要求①含鐵品位高，全鐵含量≥65②含SiO2和Al2O3酸性脈石量低，要求SiO2≤4.5%，Al2O3≤1.8%③含S.P.K2O，Na2O等常見(jiàn)有害元素要求S≤0.3%，P≤0.07%，(K2O+Na2O)≤0.2%,要求含Cu,Pb,Zn,As和F等有害元素越低越好。④粒度適宜制粒和燒結(jié)，要求0.25～1.0中間顆粒含量〈20%⑤要求具有良好的燒結(jié)根底特性(指同化性、液相流動(dòng)性、粘結(jié)相強(qiáng)度連晶固結(jié)特性等)(3)球團(tuán)生產(chǎn)對(duì)精礦粉的根本要求：①含鐵品位高，TFe≥66%②SiO2,Al2O3含量低，要求SiO2＜3.0%，Al2O3＜1.5%③含S、P、K、Na等有害雜質(zhì)低(參照燒結(jié)粉礦)④粒度適合于造球，要求-200目(0.074mm)＞82%⑤具有良好的造球和焙燒性能(例如抗爆裂溫度要高，成品球的RSI＜20%§2燃料：〔1〕焦炭〔2〕粉煤§3輔助材料：〔1〕石灰石〔2〕白云石〔3〕焦粉〔4〕無(wú)煙煤粉1.2煉鐵原料的質(zhì)量概念表1冀東地區(qū)精礦粉的化學(xué)成分及粒度化學(xué)成分地區(qū)TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgO-200目（%）唐山66.5026.905.500.851.500.3062.0遷安67.4426.443.960.821.400.2872.0§2物理性能〔1〕粒度及粒度組成〔制粒性能〕〔2〕強(qiáng)度§1、化學(xué)成分表2冀東地區(qū)精礦粉的燒結(jié)性能燒結(jié)性能企業(yè)CaO/SiO2利用系數(shù)t/m2·h料層厚度Mm固體燃耗kg標(biāo)煤/t轉(zhuǎn)鼓指數(shù)Ti+6.3%TFe%FeO%SiO2%首鋼本部1.801.32353832.9276.2858.359.34.92首鋼礦業(yè)1.811.53257543.1686.5857.126.385.71唐鋼二鐵2.011.2262155.078.6757.869.064.49津西2.061.3717003775.5456.7258.55.65國(guó)豐2.051.4866005875.4157.2210.664.50§4、人造富礦〔球團(tuán)礦、燒結(jié)礦〕化學(xué)成分物理性能及冶金性能的關(guān)系。2、高爐冶煉對(duì)原燃料的質(zhì)量要求2.1高爐冶煉對(duì)含鐵原料的質(zhì)量要求§1高爐冶煉對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量要求§3冶金性能表3燒結(jié)礦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)YB/T006-91化學(xué)成分物理性能冶金性能TFe(%)FeO(%)RS(%)轉(zhuǎn)鼓指數(shù)篩分指數(shù)還原度指數(shù)低溫還原粉化指數(shù)優(yōu)質(zhì)波動(dòng)范圍≥54.0≤10.0≥1.60≤0.04≥70.0≤6.0≥65.0≥60.0±0.4±0.5±0.05－R＝1.5-2.5±0.5≤12.0±0.08≤0.08≥66.0≥63.0≤7.0≤80≥65≥62≥60.0≥58.0±1.0≤14.0±0.12≤0.12R＝1.0-1.5±0.5≤±0.05≤0.06≥62.0≥59.0≤8.0≤9.0≥61≥59≥62.0≥60.0±1.0±0.10≤0.08§2高爐冶煉對(duì)球團(tuán)礦的質(zhì)量要求表4鐵礦球團(tuán)質(zhì)量指標(biāo)YB/T005-91項(xiàng)目名稱(chēng)品級(jí)化學(xué)成分物理性能冶金性能TFe%FeO%CaO/SiO2S抗壓強(qiáng)度N/個(gè)球轉(zhuǎn)鼓指數(shù)＋6.3mm抗磨指數(shù)－0.5mm篩分指數(shù)－5mm還原膨脹指數(shù)%還原度RI%指標(biāo)一級(jí)品≥65.0＜1＜0.05≥2000≥90＜6＜5＜15≥65二級(jí)品≥63.0＜2＜0.08≥1500≥86＜8＜5＜20≥65允許波動(dòng)范圍一級(jí)品±0.5±0.05二級(jí)品±1.0±0.10表5塊礦的質(zhì)量指標(biāo)Xu-T2004指標(biāo)等級(jí)TFeSiO2Al2O3SPK2O+Na2O轉(zhuǎn)鼓指數(shù)Ti+6.3熱裂指數(shù)DI＋5.3一級(jí)≥65.0≤3.0≤1.0≤0.050.08≤0.02≥85.05.0二級(jí)≥63.0≤4.0≤1.6≤0.100.12≤0.10≥78.07.5三級(jí)≥62.0≤5.0≤2.0≤0.200.20≤0.30≥73.010.0§3高爐冶煉對(duì)塊礦的質(zhì)量要求表6中國(guó)冶金焦炭的技術(shù)指標(biāo)GB/T2003-80硫分〔S種類(lèi)灰分（Ag）%)%機(jī)械強(qiáng)度%牌號(hào)Ⅰ牌號(hào)Ⅱ牌號(hào)ⅢⅠ類(lèi)Ⅱ類(lèi)Ⅲ類(lèi)抗碎強(qiáng)度M40Ⅰ組Ⅱ組Ⅲ組Ⅳ組大塊焦＞40mm≯12.012.01-13.513.51-15.00≯0.600.61-0.800.81-1.00≯80.0≯76.0≯72.0≯65.0大中型焦＞25mm中塊焦25-40mm種類(lèi)機(jī)械強(qiáng)度揮發(fā)分（VF）%水分（WQ）%焦末含量%耐磨強(qiáng)度M10Ⅰ組Ⅱ組Ⅲ組Ⅳ組大塊焦＞40mm≯8.0≯9.0≯10.0≯11.01.8≯4.0±1.0≯4.0大中型焦＞25mm5±2.0≯5.0中塊焦25-40mm≯12.0≯12.0反應(yīng)性（CRI%）反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR%）一級(jí)3055二級(jí)35502.2高爐冶煉對(duì)燃料的質(zhì)量要求§1高爐冶煉對(duì)焦炭的質(zhì)量要求§2高爐對(duì)噴吹煤粉的性能要求

用于高爐噴吹的煤粉，應(yīng)能滿(mǎn)足高爐冶煉工藝的要求，有利于擴(kuò)大噴煤量和提高置換機(jī)。為此要求煤粉的發(fā)熱值高，易磨〔即哈氐可磨性低〕和燃燒性能好，灰分和硫分含量低，我國(guó)煤粉的性能范圍列于表7。表7中國(guó)高爐噴吹煤粉的工藝性能工業(yè)分析%哈氐可磨性著火點(diǎn)溫度℃煤灰熔點(diǎn)溫度℃揮發(fā)分灰分C固S水分5-355-1551.3-860.32-0.950.75-8.054-120317-4301180-16002.3高爐冶煉對(duì)輔助原料的質(zhì)量要求§1高爐用石灰石〔包括燒結(jié)、球團(tuán)生產(chǎn)用〕的質(zhì)量要求〔%〕化學(xué)成分要求品級(jí)CaOMgOSiO2+Al2O3P2O5SO3Ⅰ級(jí)≥52≤3.5≤2.0≤0.02≤0.25Ⅱ級(jí)≥50≤3.5≤3.0≤0.04≤0.25Ⅲ級(jí)≥49≤3.5≤3.5≤0.06≤0.35白云石質(zhì)灰石35-446-10.0≤3.5～～化學(xué)成分要求品級(jí)MgOSiO2酸不溶物耐火（℃）特級(jí)≥19%≤2%≤4%1770Ⅰ級(jí)≥19%≤4%≤7%1770Ⅱ級(jí)≥17%≤6%≤10%1770Ⅲ級(jí)≥16%≤7%≤12%1770§2高爐用白云石〔包括燒結(jié)、球團(tuán)生產(chǎn)用〕的質(zhì)量要求〔%〕3、燒結(jié)礦：

3.1燒結(jié)礦在高爐冶煉中的地位和作用

〔1〕對(duì)入爐礦品位和渣量及渣的性能起決定性作用。

〔2〕對(duì)高爐上部透氣性起決定作用〔粒度組成和RDI〕

〔3〕對(duì)高爐中部透氣性起決定性作用〔軟化性能〕

〔4〕對(duì)高爐下部透氣性起決定性作用

3.2燒結(jié)礦的化學(xué)成分表8津西和國(guó)內(nèi)幾種有代表性燒結(jié)礦的化學(xué)成分化學(xué)成分礦種TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOCaO/SiO2津西56.708.625.601.3011.482.502.05新興鑄管58.9510.844.791.609.581.602.00三明58.958.745.301.309.960.901.88南京55.879.204.801.809.602.002.00攀鋼48.967.355.344.3010.154.501.90寶鋼58.737.784.581.858.341.501.823.3燒結(jié)礦的礦物組成

表9§1國(guó)內(nèi)幾種高堿度燒結(jié)礦的礦物組成礦物組成礦種SFCAFe3O4Fe2O32CaO·SiO2玻璃相未礦化熔劑CaO/SiO2萊鋼燒結(jié)礦25457-106-810-121-21.80萊鋼燒結(jié)礦35405-75-77-83-52.10太鋼燒結(jié)礦4025-3015102-33-51.96太鋼燒結(jié)礦45307-1010-151-23-52.15寶鋼燒結(jié)礦36-3832-3521-23（5-6）12-32-31.79寶鋼燒結(jié)礦35-3625-2625-28(11-12)3-57-103-51.79*寶鋼燒結(jié)礦〔〕數(shù)據(jù)為再生赤鐵礦含量?！?超高堿度燒結(jié)礦的礦物組成表10杭鋼超高堿度系列燒結(jié)礦的礦物組成編號(hào)CaO/SiO2赤鐵礦Fe2O3原生為主磁鐵礦Fe3O4鐵酸鈣SFCA硅酸鈣2CaO·SiO2為主玻璃質(zhì)未礦化熔劑試12.671535-4035-40531-2試23.0915-2030-3535-405-72-32-3試33.1910-152545-507-81-25-7試43.527-1020-2550-55101-25試53.993-5156010-1517表11超高堿度燒結(jié)礦SFCA的化學(xué)成分

〔掃描電鏡－能譜分析〕試樣編號(hào)所測(cè)SFCA形態(tài)化學(xué)成分%計(jì)算化學(xué)式Fe2O3CaOSiO2Al2O3試4熔蝕塊狀51.4041.332.844.425CaO·0.33SiO2·2.45(FeO.88Alo.12)2O3試4熔蝕塊狀50.6041.842.704.865CaO·0.30SiO2·2.45(FeO.88Al0.12)2O3試4熔蝕塊狀51.9540.833.763.475CaO·0.43SiO2·2.47(FeO.90Al0.10)2O3試5束狀71.6824.701.392.245CaO·0.26SiO2·5.33(FeO.95Al0.05)2O3試5束狀72.1725.250.412.205CaO·0.08SiO2·5.24(FeO.95Al0.05)2O3堿度低于2.30的高堿度燒結(jié)礦的鐵酸鈣〔SFCA〕的化學(xué)分子式為：5CaO·2SiO2·9(Fe,Al)2O3,因此，鐵酸鈣是一種鈣、硅、鋁復(fù)合鐵酸鹽?！?燒結(jié)礦主要礦物組成的特性：燒結(jié)礦在常規(guī)條件下的主要礦物組成有：鐵酸鈣〔CaO·Fe2O3〕，赤鐵礦〔Fe2O3〕，磁鐵礦〔Fe3O4〕，浮氏體〔FexO〕鐵橄欖石〔2FeO·SiO2〕,鈣鐵橄欖石〔CaO·FeO·SiO2〕，正硅酸鈣〔2CaO·SiO2〕玻璃相〔SiO2〕,它們的主要特性如下：〔1〕磁鐵礦〔Fe3O4〕:熔點(diǎn)：1597℃。這是一般酸性和自熔性燒結(jié)礦的主要礦物，即使高堿度燒結(jié)礦，F(xiàn)e3O4也占一定的比例，這是由燒結(jié)過(guò)程一般屬弱復(fù)原氣氛所決定的。含F(xiàn)e3O4高的燒結(jié)礦一般復(fù)原性稍差，強(qiáng)度較好。〔2〕赤鐵礦〔Fe2O3〕熔點(diǎn)為1565℃：在酸性和自熔性燒結(jié)礦中含量較低，一般僅為1-3%，在高堿度燒結(jié)礦中一般可達(dá)3-10%，超高堿度燒結(jié)礦含F(xiàn)e2O3含更高一些。含F(xiàn)e2O3高的燒結(jié)礦強(qiáng)度高、復(fù)原性好。〔3〕浮氏體〔FexO〕熔點(diǎn)：1371-1423℃〔℃〕。在酸性燒結(jié)礦中，F(xiàn)eO的含量到達(dá)20%以上，自熔性燒結(jié)礦的FeO含量一般處在15%以上，一般均在15-18%，高堿度燒結(jié)礦的FeO含量，隨堿度升高而下降。燒結(jié)礦一般隨FeO含量的升高，強(qiáng)度升高，復(fù)原性明顯下降。低溫?zé)Y(jié)法的FeO含量與強(qiáng)度和復(fù)原性無(wú)直接關(guān)系。〔4〕鐵酸鈣〔CaO·Fe2O3〕熔點(diǎn)：1216℃。自熔性燒結(jié)礦中含量很低，高堿度燒結(jié)礦，特別是低碳厚料層燒結(jié)的產(chǎn)品含CaO·Fe2O3較高，這種礦物強(qiáng)度高，復(fù)原性好，它是高堿度燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相，呈針狀復(fù)合狀存在的CaO·Fe2O3性能尤其良好。堿度超過(guò)2.3的燒結(jié)礦往往出現(xiàn)鐵酸二鈣2CaO·Fe2O3,這種礦物的強(qiáng)度和復(fù)原性都會(huì)明顯下降?！?〕鐵桿欖石〔2FeO·SiO2〕熔點(diǎn)：1177℃。這是酸性燒結(jié)礦和自熔性燒結(jié)的主要粘結(jié)相。含量多數(shù)在20%以上，在高堿度燒結(jié)礦中含量甚少。它的特點(diǎn)是復(fù)原性差，F(xiàn)eO·SiO2〔硅酸鐵〕的熔點(diǎn)為1205℃。〔6〕鈣鐵桿欖石〔CaO·FeO·SiO2〕熔點(diǎn)：1208℃。它在自熔性燒結(jié)礦中易于形成高堿度燒結(jié)礦不少見(jiàn)，它的特征同樣是復(fù)原性差。〔7〕正硅酸鈣或稱(chēng)硅酸二鈣〔2CaO·SiO2〕熔點(diǎn)：2130℃。它是低堿度燒結(jié)礦中常見(jiàn)的一種礦物，特別是高硅自熔性燒結(jié)礦中含量較高，它是屬于多晶形礦物，在冷卻過(guò)程中由于晶格轉(zhuǎn)變，體積變化，是高硅型燒結(jié)礦自然風(fēng)化的主要原因，這種礦物強(qiáng)度也較差。CaO·SiO2的熔點(diǎn)為1544℃，3CaO·SiO2的熔點(diǎn)為2070℃?！?〕玻璃相〔SiO2〕其為燒結(jié)礦的低強(qiáng)度物相，也是Al2O3，TiO2等元素在玻璃相中析出，造成燒結(jié)礦低溫復(fù)原粉化的一大原因。§4燒結(jié)礦主要礦物組成及其對(duì)質(zhì)量的影響〔1〕燒結(jié)溫度〔配C〕對(duì)礦物組成及其性能的影響樣品號(hào)123456燒結(jié)溫度，℃122512651285131513401360Fe2O3,%23.220.117.416.215.414.3Fe3O4%25.128.229.131.635.738.1CF2,%19.524.027.222.518.112.8β－C2S，%13.210.87.68.17.87.1玻璃相，%8.28.69.213.214.818.4孔隙率，%10.79.29.48.58.28.6表12表13鐵酸鈣化學(xué)組成〔%〕溫度，℃122012601285131513401360CaO14.915.115.014.814.914.8Fe2O378.978.878.578.278.0577.4SiO24.75.45.75.96.076.38Al2O30.50.70.81.151.131.51表14燒結(jié)礦的冶金性能樣品號(hào)配碳量%燒結(jié)溫度，℃轉(zhuǎn)鼓，%還原粉化率，%900℃還原率%FeO,%12.8122554.2329.8035.115.2623.3126569.1721.1833.626.3933.3（保溫）129072.8518.9534.756.8544.0131573.5224.9232.878.2454.2134075.5825.6731.0610.4065.0136072.3729.9129.8511.08RDI%302418RDI=39.43-0.73[CF2]RI%3532.530RI=25.13-0.35[CF2]142026RDI＝39.47－0.73×[CF2]1燒結(jié)礦低溫復(fù)原粉化率與鐵酸圖2燒結(jié)礦鐵酸鈣含量與還鈣含量的關(guān)系原性的關(guān)系142026CF2%CF2%〔2〕礦物組成對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度和復(fù)原性的影響A、礦物組成對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度的影響研究證明，不同的礦物組成其強(qiáng)度是不一樣的。燒結(jié)礦的強(qiáng)度與礦物組成緊密相關(guān)，其關(guān)系如下：礦物：Fe2O3,Fe3O4，2FeO·SiO2,Cao·FeO·SiO2,CaO·Fe2O3,2CaO·Fe2O3強(qiáng)度：26.736.920.26 23.3 37.0 14.2B、礦物組成對(duì)燒結(jié)礦復(fù)原性的影響鐵礦石的復(fù)原性取決于其礦物組成和氣孔率〔接觸面積〕不同礦物組成的復(fù)原性有較大的差異：礦物：Fe2O3Fe3O42FeO·SiO2CaO·FeO·SiO2CaO·Fe2O32CaO·Fe2O3復(fù)原性：49.4%25.5%5.0%12.8%49.2%25.5%03.4燒結(jié)礦的冶金性能燒結(jié)礦的冶金性能包括：900℃復(fù)原性〔RI〕，500℃低溫復(fù)原粉化〔RDI〕，荷重復(fù)原軟化性能〔TBS，TBE，△TB〕和熔滴性能〔△T＝Td-TS△Pm,S值〕球團(tuán)礦的冶金性能還有一項(xiàng)復(fù)原膨脹指數(shù)〔RSI〕§1鐵礦石的復(fù)原性，鐵礦石的復(fù)原性?xún)?yōu)劣直接影響高爐產(chǎn)量和焦比，它是評(píng)價(jià)鐵礦石質(zhì)量的一個(gè)重要內(nèi)容，因此，煉鐵工作者對(duì)鐵礦石的復(fù)原性都比較重視，測(cè)定鐵礦石復(fù)原性的方法目前有兩種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)即ISO4695和ISO7215，我國(guó)也專(zhuān)門(mén)制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13241-91，影響鐵礦石復(fù)原性的因素主要是礦物組成和氣孔結(jié)構(gòu)。塊礦和球團(tuán)礦希望成為Fe2O3和FeO低，燒結(jié)礦希望高堿度低FeO，改善鐵礦石的復(fù)原性是目前降低焦比的一個(gè)重要措施?！?低溫復(fù)原粉化性能：低溫復(fù)原粉化是鐵礦石參加高爐后在高爐上部塊狀帶的復(fù)原強(qiáng)度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定RDI＋3.15應(yīng)≥60%，也就是說(shuō)RDI-3.15≤40%，測(cè)定RDI的方法同樣有ISO4696〔ISO7215〕和GB/T13242-91標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)燒結(jié)礦的RDI-3.15一般在20%－30%間，攀鋼燒結(jié)礦高達(dá)50%以上，唯有酒鋼燒結(jié)礦的RDI-3.15＜10%〔由于有BaSO4的作用有效降低了RDI-3.15〕。近十年來(lái)隨著燒結(jié)礦配用進(jìn)口礦粉比例的增加，RDI-3.15有一定升高，像寶鋼、武鋼、三明等企業(yè)比較高，有時(shí)甚至超過(guò)40%。TiO2和Al2O3是影響燒結(jié)礦RDI的重要因素，特別是TiO2的少量配入，均會(huì)對(duì)燒結(jié)礦的RDI產(chǎn)生明顯的影響，經(jīng)研究證明[3]，TiO2成數(shù)倍進(jìn)入燒結(jié)礦的玻璃相，造成玻璃相在低溫復(fù)原過(guò)程中碎裂導(dǎo)致RDI-3.15升高。提高堿度和MgO含量，能明顯改善燒結(jié)礦的RDI指標(biāo)。表15堿度對(duì)燒結(jié)礦RDI的影響燒結(jié)礦種CaO/SiO2900℃還原性RI（%）500℃低溫還原粉化（%）RDI－3.15首鋼燒結(jié)礦1.0971.516.51.3475.013.51.6882.59.62.0089.58.5太鋼燒結(jié)礦1.3181.043.01.7886.539.21.9696.037.92.1589.524.3§3球團(tuán)礦的復(fù)原膨脹性能復(fù)原膨脹性能是球團(tuán)礦的重要冶金性能，由于氧化球團(tuán)的主要礦物組成為Fe2O3，F(xiàn)e2O3復(fù)原為Fe3O4過(guò)程中有個(gè)晶格轉(zhuǎn)變即由六方晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄w，晶格常數(shù)由5.42埃增至8.38埃，會(huì)產(chǎn)生體積膨脹20-25%，F(xiàn)e3O4復(fù)原為FeO，體積膨脹可為4-11%。純Fe2O3從570℃開(kāi)始隨溫度升高到1000℃復(fù)原過(guò)程的膨脹：分子式Fe2OFe3O4FeOFe含氧量100%89%70%0%品形六方晶體立方晶體同左同左品格常數(shù)5.428.38埃4.3埃2.86埃膨脹率0%20-25%4-11%不定八十年代初期，含K、Na、F高的包鋼球團(tuán)礦的復(fù)原膨脹特性：復(fù)原100分鐘由Fe2O3→Fe3O4膨脹48.9%，復(fù)原120分鐘由Fe3O4→FeO,復(fù)原膨脹67%，3小時(shí)后由FeO復(fù)原到Fe復(fù)原膨脹率達(dá)248.45%。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)〔ISO〕有規(guī)定：RSI≤20%，假設(shè)＞20%高爐只能搭配使用，假設(shè)＞30%稱(chēng)為災(zāi)難性膨脹，高爐不能用。因此，不管采用何種球團(tuán)礦，必須對(duì)它的復(fù)原膨脹率作測(cè)定，根據(jù)RSI選定搭配比例。對(duì)于RSI＞30%的球團(tuán)礦，必須采取措施加以改進(jìn)，改進(jìn)的方法首先要搞清引起復(fù)原膨脹的原因，然后對(duì)準(zhǔn)原因采取相應(yīng)的措施，例如，包頭球團(tuán)礦，采取降F，降K、Na含量(配用河北精礦粉)。

§4荷重復(fù)原軟化性能：

荷重軟化性能是反映爐料參加高爐后，爐身下部和爐腰部位透氣性的，一般這一部位懸料和爐腰結(jié)厚往往是由于爐料的荷重軟化性能不良所造成的，故這一性能對(duì)高爐冶煉也顯得比較重要。一般要求燒結(jié)礦的開(kāi)始軟化溫度＞1100℃，軟化區(qū)間應(yīng)＜150℃，這一性能的測(cè)定方法國(guó)際和國(guó)家尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)采用我們北科大的測(cè)定方法。影響燒結(jié)礦、球團(tuán)礦軟化性能的主要因素是低熔點(diǎn)硅酸鹽和堿金屬，一般低堿度燒結(jié)礦和酸性球團(tuán)，天然塊礦的開(kāi)始軟化溫度都比較低，軟化區(qū)間均比較寬，因此要加以選擇和搭配，幾種低堿度燒結(jié)礦，酸性球團(tuán)和塊礦的軟化性能列于表16。表16幾種酸性爐料的軟化性能NO軟化性能礦種TBS（℃）TBE（℃）△TB（℃）1巴西球團(tuán)礦88911963072印度球團(tuán)礦84311763333秘魯球團(tuán)礦87511883134加拿大球團(tuán)礦94811902425哈默斯利塊礦95911872286庫(kù)塊礦82512183937紐曼山塊礦82912824538姑山塊礦81312964839酒鋼燒結(jié)礦R＝0.131026118315710石鋼燒結(jié)礦R＝0.41010123022011海南塊礦8551166311§5熔融滴落性能：

鐵礦石的熔融滴落性能簡(jiǎn)稱(chēng)熔滴性能，它是反映鐵礦石參加高爐后高爐下部熔滴帶的性狀的，由于這一帶的透氣阻力占整個(gè)高爐阻力損失的60%以上，熔滴帶的厚薄不僅影響高爐下部的透氣性，它還直接影響脫硫和滲碳反響，從而影響高爐的產(chǎn)質(zhì)量，因此它是鐵礦石最重要的冶金性能。

鐵礦石熔滴性能的測(cè)定方法國(guó)內(nèi)外尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)主要采用我們北科大的試驗(yàn)方法，根據(jù)美國(guó)和日本的推薦，要求鐵礦石的熔滴性能總特性值S應(yīng)≤40Kpa℃是適宜的，S＝〔△Pm-△Ps〕·dT(Kpa·℃)，國(guó)內(nèi)外幾種燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦的熔滴性能列于表5表17國(guó)內(nèi)外幾種鐵礦石的化學(xué)成分NO成份礦種TFeFeOCaOSiO2Al2O3MgOCaO/SiO2備注1寶鋼燒結(jié)礦57.836.919.215.851.571.531.572邯鋼燒結(jié)礦53.57.9111.407.081.533.901.613水冶球燒礦56.519.7513.325.73-1.862.154酒鋼球燒礦54.4015.994.1511.532.813.140.36低R5石鋼燒結(jié)礦59.2614.424.237.051.893.700.60低R6攀鋼燒結(jié)礦46.639.838.865.804.793.911.537萍鋼燒結(jié)礦42.319.2016.8510.96-4.261.5378萍鋼球團(tuán)礦55.850.0571.3415.87-0.510.0849巴西球團(tuán)礦66.210.630.083.020.120.970.0310沃庫(kù)塊礦64.21.750.071.200.450.050.06表18國(guó)內(nèi)外幾種鐵礦石的熔滴性能NO熔滴性能礦種Ts（℃)Td（℃）T（℃）△Pmax(×9.8pa)殘留物（g）S值(Kpa·℃)備注1寶鋼燒結(jié)礦1443146522230-38.82邯鋼燒結(jié)礦145414772352048105.943水冶球燒結(jié)1345144297200-142.594酒鋼球燒礦1299140911019320154.15低R5石鋼燒結(jié)礦132314231001382086.24低R6攀鋼燒結(jié)礦11751470295770-2081.527萍鋼燒結(jié)礦13301565235930-2141.798萍鋼球團(tuán)礦11941525331＞1100-＞3568.18低R9巴西球團(tuán)礦1350137121163723.26低R10沃庫(kù)塊礦144614504230187.06低R由表14、15可見(jiàn)，但凡燒結(jié)礦品位高，SiO2和FeO含量低的，渣相粘度小的〔Al2O3含量低〕，熔滴性能都是比較優(yōu)良的〔S值≤40Kpa·℃〕。但凡品位低的，SiO2和FeO含量高的，渣相粘度大的〔Al2O3和TiO2含量高的〕，熔滴性能都是比較差的〔＞100KPa·℃甚至＞1000KPa·℃〕因此改善燒結(jié)礦的熔滴性能要抓提高品位、降低SiO2和FeO含量，控制Al2O3、MgO和TiO2的含量。

3.5燒結(jié)礦粒度對(duì)高爐冶煉的影響：

含鐵原料的粒度歷來(lái)是煉鐵工作者十分重視的事，因?yàn)槠湓诟郀t內(nèi)影響上部塊狀帶的透氣性和復(fù)原性，從而影響高爐的順行和焦比。前蘇聯(lián)學(xué)者曾在2000m3和2700m3高爐上用了三年的時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，采集了三年內(nèi)120個(gè)工作日的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，結(jié)果得出用平均粒度和0-5mm的比例作為燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)是不科學(xué)的，它應(yīng)服從于透氣性、復(fù)原性和焦炭消耗。日本福山4＃燒結(jié)機(jī)于1988年7月將4mm振動(dòng)篩改為3mm莫根森型篩分機(jī)，以降低燒結(jié)和煉鐵的本錢(qián)。日本學(xué)者羽田野道春對(duì)燒結(jié)礦在高爐內(nèi)的諸特性作了大量的測(cè)試和研究工作，得出了燒結(jié)礦粒度對(duì)高爐透氣性，燃料比和煤氣利用率的影響，均證明了粒度在8-15mm是最正確粒級(jí)范圍〔見(jiàn)圖3-5〕。

德國(guó)、瑞典、荷蘭、前蘇聯(lián)、美國(guó)和日本多個(gè)工業(yè)興旺國(guó)家，對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)都進(jìn)行多級(jí)篩分，分級(jí)入爐，都規(guī)定5-10mm作為一個(gè)粒級(jí)，德國(guó)1988年提出對(duì)燒結(jié)礦的粒級(jí)要求＜5mm和＜6mm最多各為5%，＜10mm最多為25%〔見(jiàn)表19〕由以上可見(jiàn)燒結(jié)礦的粒級(jí)下限定為4-6mm是一項(xiàng)常見(jiàn)的規(guī)定，原因就在于服從透氣性，復(fù)原性和焦比的統(tǒng)一。表191988年德國(guó)高爐對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量要求化學(xué)成分，%FeO5.0-6.0Mn≈0.2P≈0.04SiO25.0-5.5Al2O31.0-1.3TiO2未規(guī)定（越低越好）Na2O+K2O＜0.08CaO8-10MgO1.4-2.0(0.4%)CaO/SiO2≈1.8物理性能＞6.3mm≈70%-30%ISO強(qiáng)度＜5mm和＜6mm最多各為5%＜10mm最多為25%＞50mm最多為10%冶金性能靜態(tài)還原粉化試驗(yàn)：RDI＜2.8mm20%－30%＜3.15mm35%ISO＜3.15mm30%-33%還原性1.4-1.6%/min4、球團(tuán)礦球團(tuán)礦已經(jīng)是一種技術(shù)成熟的生產(chǎn)工藝，它的造球、焙燒和固結(jié)機(jī)理幾乎沒(méi)有什么問(wèn)題值得討論了。但作為高爐煉鐵的一種比較主要的原料，結(jié)合目前我國(guó)的情況。確實(shí)有幾大問(wèn)題值得討論：4.1提高球團(tuán)礦含鐵品位、降低SiO2含量球團(tuán)礦作為高爐爐料的一個(gè)重要組成局部，就是為了發(fā)揮其高品位的作用，因此球團(tuán)礦必須堅(jiān)持高品位，全鐵含量應(yīng)≥65%，目前我國(guó)多數(shù)球團(tuán)礦的品位處于62%-63%的水平，這是很不夠的，應(yīng)通過(guò)配礦提高成品球的品位，我國(guó)球團(tuán)礦的品位低，主要是兩個(gè)方面的原因造成的，一是精礦粉的品位就不高，還有一個(gè)原因是膨潤(rùn)土配加量過(guò)高。與此相關(guān)的原因尚有精礦粉粒度偏粗和含水量過(guò)高方面的問(wèn)題。球團(tuán)礦所以要堅(jiān)持低SiO2的原那么，一是由于SiO2是高爐渣量的源頭，入爐礦SiO2含量高1%，渣量將增加26.275%，二是SiO2含量高后〔＞4.5%〕，球團(tuán)礦在高爐內(nèi)的復(fù)原性就會(huì)變差，特別是高溫復(fù)原性差，這將會(huì)給高爐爐缸增大透氣阻力，正因?yàn)槿绱?，高品位、低SiO2是今后球團(tuán)礦生產(chǎn)值得十分關(guān)心的問(wèn)題。4.2精心操作造好球近期，本人檢測(cè)了國(guó)內(nèi)五家鋼鐵企業(yè)的球團(tuán)礦質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題是造球問(wèn)題，球的外觀(guān)質(zhì)量太差:〔1〕球的大小不一，大的30余mm,小的5-6mm，〔2〕球的外表顏色嚴(yán)重不一，少量灰黑色，大多數(shù)粉橙色，少數(shù)淡黃色〔3〕球的形狀不規(guī)那么，有變形的，有橢園的，有方的，雜七雜八呈現(xiàn)各種不規(guī)那么形狀，有一家送到北科大5公斤樣，竟然挑不出一個(gè)圓球來(lái)?！?〕局部有的甚至大局部開(kāi)裂。本人見(jiàn)到這種情況后，感慨萬(wàn)分，本人想這些企業(yè)的廠(chǎng)長(zhǎng)見(jiàn)到這樣的情況會(huì)怎么想？這些企業(yè)的科技人員又會(huì)怎么想？誰(shuí)應(yīng)該承擔(dān)這種劣質(zhì)產(chǎn)品的責(zé)任？？因此造好球是擺在我國(guó)球團(tuán)界的一個(gè)極為重要的問(wèn)題，因?yàn)樯鲜鲞@些質(zhì)量問(wèn)題，都?xì)w根于沒(méi)有造好球、生球造不好，成品球就不能好，造球是球團(tuán)生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵工序。怎樣才能造好球，在此簡(jiǎn)要談?wù)剮c(diǎn)意見(jiàn)。A、作為原料準(zhǔn)備：①精礦粉的粒度－200目應(yīng)≥80%②精礦粉的水分應(yīng)控制在8%±0.5%③較高質(zhì)量的粘結(jié)劑：膨潤(rùn)土的蒙脫石含量應(yīng)＞70%，粒度－200目應(yīng)到達(dá)100%，膨脹倍數(shù)應(yīng)≥12，2小時(shí)吸水率應(yīng)≥200%，含水量應(yīng)≤8%〔鈣土〕或≤12%(鈉土)B、球盤(pán)應(yīng)平整，造球盤(pán)的邊和底板應(yīng)刮干凈，做到造球過(guò)程不掉塊，造球時(shí)，小球應(yīng)在球盤(pán)內(nèi)滾動(dòng)、既不粘料也不滑料。C、精心操作：靠調(diào)劑水分控制生球粒度――滴水成球，霧水長(zhǎng)大，水小球小水大球大。4.3嚴(yán)把生球粒度關(guān)：球的粒度是球團(tuán)礦質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，球大小不均，成品球的質(zhì)量就不可能一致〔主要包括外觀(guān)顏色和抗壓強(qiáng)度〕生球的大小靠調(diào)劑水分控制。球團(tuán)礦的粒度控制多大為宜？1984年，西德關(guān)于球團(tuán)礦直徑對(duì)球團(tuán)生產(chǎn)及其質(zhì)量特性的影響專(zhuān)門(mén)進(jìn)行過(guò)研究，魯奇公司通過(guò)編制數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出10mm直徑的球焙燒時(shí)間最短，直徑為12mm的球團(tuán)所需冷卻時(shí)間最短，根據(jù)魯奇公司的計(jì)算模型，從生產(chǎn)能力而言，最正確球團(tuán)直徑為11mm，從焙燒能量消耗出發(fā)，8mm直徑的球能耗比焙燒16mm的球要低5.8%，從復(fù)原熱交換出發(fā)，mm的球到達(dá)65%復(fù)原度的時(shí)間最短，因此，綜合研究結(jié)果，球團(tuán)的最正確直徑為10mm左右，因此，目前國(guó)內(nèi)外制訂的球團(tuán)直徑10-16mm≥90%的標(biāo)準(zhǔn)是不科學(xué)和不合理的，但目前球團(tuán)生產(chǎn)，連這樣的標(biāo)準(zhǔn)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到，可見(jiàn)這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性。5、塊礦高爐冶煉在缺乏球團(tuán)礦的條件下，配用一定比例的高品位塊礦替代球團(tuán)礦，對(duì)降低煉鐵本錢(qián)有價(jià)值、近十多年來(lái)寶鋼高爐一直是這樣做的，2006年寶鋼4＃高爐投產(chǎn)，塊礦的配入比例將超過(guò)20%，近幾年來(lái)首鋼、武鋼高爐也模仿寶鋼，配用一定比例的高品位塊礦。去年10月濟(jì)鋼1750m3高爐投產(chǎn)，沒(méi)有新建燒結(jié)機(jī)，也采用15%－20%的高品位塊礦作為酸性爐料與高堿度燒結(jié)礦搭配，也取得了較好的效果。下面介紹一下進(jìn)口塊礦的質(zhì)量狀況。5.1進(jìn)口塊礦的化學(xué)成份化學(xué)成分塊礦名稱(chēng)TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOSPLOI1哈默斯利DSO64.280.702.921.380.010.020.0140.0613.02哈塊礦A66.640.421.300.740.110.0730.0140.0262.333哈塊礦B65.040.792.621.370.100.0790.0210.0313.024紐曼礦65.400.333.001.300.050.080.0120.0571.905BHPMAC62.400.802.701.560.010.010.020.0645.806西安吉拉斯62.742.012.361.200.020.020.0150.0546.207羅泊河馬薩杰57.401.205.102.610.380.010.0180.049.008庫(kù)利安諾賓64.111.751.990.480.020.070.030.0795.509CVRD塊礦68.680.631.351.250.160.340.0080.052.0010巴西MBR67.700.201.300.750.040.020.0050.0380.5011南非礦ISCOR65.620.454.261.430.030.020.0070.040.4412印度MMTC65.402.012.010.690.040.030.0070.0581.605.2進(jìn)口塊礦的物理、冶金性能塊礦名稱(chēng)DI-6.3%RI%500℃低溫還原粉化%荷重還原軟化性能℃RDI＋6.3RDI＋3.15RDI－0.5TBSTBE△TB哈塊DSO6.1272.962.081.78.49591187228哈塊A4.2665.359.876.223.9---哈塊B5.1171.364.374.225.8---BHP紐曼4.9881.073.587.24.69051282377BHPMAC6.5395.267.184.27.4---西安吉拉斯7.2988.369.185.16.6---羅布河MesaJ3.1288.072.079.710.2---庫(kù)利安諾賓10.3986.580.587.65VRD塊8.1962.982.686.38.79261321375MBR塊6.8960.182.690.05非ISCOR1.5262.7-84.0-11151220105印度MMTC-61.059.469.625.9---5.3進(jìn)口塊礦的熔滴性能塊礦名稱(chēng)模擬高爐條件下的軟化性能℃熔滴性能T10%T40△TATs(℃)Td(℃)△T(℃)△Pm(x9.8Pa)S(KPa·℃)哈塊DSO108712882011492150191226.35哈塊A987117318611851432245408859.68哈塊B10561254198138214234127590.41BHP紐曼10171318301149615121625031.36BHPMAC92912753461495150051937.01西安吉拉斯926115222614871492529612.05羅布河MeSaJ910107016014951501622210.11庫(kù)利安諾賓82512173921446145042307.06MBR塊822119637414401444431010.17南非ISCOR1115122010513251425100175122.50印度MMTC9211286365150115343312925.55自去年以來(lái)，寶鋼、濟(jì)鋼、首鋼等企業(yè)對(duì)國(guó)外塊礦的質(zhì)量分別進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)合企業(yè)自身的條件進(jìn)行爐料結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，決定采用礦種和配比。6、焦炭的質(zhì)量問(wèn)題：焦炭在高爐冶煉過(guò)程中起三大作用：一是在風(fēng)口前燃燒提供冶煉所需的熱量；二是燃燒的產(chǎn)物CO和固體C為鐵氧化物的復(fù)原劑和滲C劑；三是起著料柱的骨架作用。隨著科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展入爐焦比越來(lái)越降低，噴煤量的加大，使焦比進(jìn)一步降低，焦炭作為料柱的骨架作用越來(lái)越突出，這就提出現(xiàn)代高爐冶煉對(duì)焦炭的質(zhì)量應(yīng)越來(lái)越高，這些要求主要表達(dá)在強(qiáng)度、灰分、揮發(fā)分、硫、高溫反響性和反響后強(qiáng)度等方面。已有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[1]說(shuō)明,焦炭灰分變動(dòng)1%，影響焦比2%，高爐產(chǎn)量3%,焦炭含S變化0.1%,影響高爐焦比和產(chǎn)量各1.5-2.0%，焦炭強(qiáng)度對(duì)高爐指標(biāo)也有明顯的影響，聯(lián)邦德國(guó)數(shù)據(jù)M10變化10%，影響高爐焦比8kg/t鐵。對(duì)焦炭的質(zhì)量要求除了工業(yè)分析成分和機(jī)械強(qiáng)度外，還有焦炭的熱態(tài)性能也稱(chēng)焦炭的冶金性能，它主要包括焦炭的反響性〔CRI〕和反響后強(qiáng)度〔CSR〕，影響焦炭CRI和CSR的因素很復(fù)雜，但大體上可分為兩個(gè)方面，一是煤質(zhì)因素，二是焦炭自身結(jié)構(gòu)因