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1、第32卷第6期2007年12月烧 结 球 团Sintering and PeIIetizing高品位攀精矿烧结试验研究甘勤 何群(攀技花钢铁研究院摘薹针对攀钢钒钛磁铁精矿品位提高的情况。在实验室进行了高品位攀精矿烧结试验研究。结果表明，高品位攀精矿烧结性能较差，对烧结矿转鼓强度、成品率及冶金性能有不利影响。采用适当提高混合科水分和配碳量，提高科层高度、提高碱度、铁精矿预先制粒、返矿预润湿等技术措施均可以有效地强化高攀精烧结过程，改善高攀精烧结矿的矿物组成和结构，从而提高烧结矿的转鼓强度和成品率，改善其冶金性能。采用高品位攀精矿替代进口矿烧结是可行的。关键词高品位攀精矿烧结矿强度成品率矿物结构1
2、 前 言由于受矿石条件和选矿技术水平的制约，攀钢自产攀精矿的品位一直在515左右，直到2001年7月才提高到525。即使这样，与国内重点钢铁企业相比，其精矿和烧结矿品位仍是最低的。为了改变这种状况，2004年攀钢采用了阶磨阶选工艺，将攀精矿的品位提高到了540以上。为进一步推动炼铁生产上台阶奠定了基础。随着攀精矿品位的提高，其成分和粒度组成均发生了较大变化，必然会对精矿的烧结性能产生较大的影响。试验研究和生产实践表明【l o，高铁低硅原料的烧结性能较差，尤其是烧结矿强度和成品率指标差。为此，我们对高品位攀精矿进行了烧结试验研究，以弄清高品位攀精矿对烧结矿产质量、冶金性能、矿物组成和结构的影响规
3、律，找出强化高品位攀精矿烧结的技术措施，确定采用高品位攀精矿烧结时较佳的配料结构，以便为攀钢烧结合理使用高品位攀精矿提供依据。2原、燃料条件试验用原料、燃料全部取自生产现场。各种原、燃料的化学成分见表l，攀精矿的矿物组成及体积含量列于表2。3试验方法烧结试验在0300800 mm的烧结杯中进行。配料以目前攀钢现场条件为基准：铁精矿裹l原、燃料主要化学成分()收稿日期：2007一lO一24联系人：甘勤(617000)四川攀枝花钢铁研究院2 绕 结 球 团 第32卷第6期为攀精矿和高品位攀精矿(以下简称为高攀精)，粉矿为现场常用的进口印度矿粉，另外还配有少部分国内中品位加工粉、混匀粉、钢渣等。烧结
4、矿TFe 495，R 22o02，混合料水分7，2O1，混合料固定碳为30。生石灰配比固定为7O，在强化高攀精烧结试验中，适当增加生石灰和石灰石配比来提高碱度；料层高度固定为620 mm，在强化试验中，分别进行了700 mm、750 mm、800 mm料高的试验。4高攀精的特点从表l可见，与攀精矿相比，高攀精具有TFe高(高181个百分点)、si02低(低118个百分点)、A1203低(037个百分点)，粒度细(一O074 mm粒级增加1408个百分点)的特点。Ti02含量变化不大，P含量略有下降。由表2可知，高攀精与攀精矿物相组成与结构的主要差别在于：高攀精的钛磁铁矿含量比攀精矿高，硅酸盐含
5、量低。与攀精矿相比，高攀精边缘呈细条形状多，呈浑圆形状少。5高攀精替代攀精矿烧结试验为了探索在目前攀钢烧结原料结构(配比)条件下，配加高攀精对烧结过程及烧结矿性能的影响规律，进行了高攀精替代20、40、60、80、100攀精矿的烧结试验。试验结果见图1、2，从中可见高攀精对烧结指标有如下影响。裹2攀精矿物相组成及体积含量()51 对烧结混合料熔化温度的影响图l所示为不同高攀精矿替代比例时，烧结混合料初熔和熔化温度。从中可见，随着高攀精配比增加，混合料初熔和熔化温度均上升。原因主要是高攀精中熔点较高的钛磁铁矿(熔点l 495)含量较高，低熔点硅酸盐相含量较低。对烧结而言，混合料初熔、熔化温度上升
6、，不利于液相生成而影响混合料的烧结性能。O 20 40 100 120高攀精配比围l 高攀精配比对烧结混合料熔化温度的影响52对烧结速度的影响随着高攀精配比的提高，烧结速度加快。烧结速度提高的原因主要是由于高攀精的粒度较细，且多呈细条形状，外表光滑的圆形状颗粒比攀精矿少，其制粒性能较好，加之高攀精混合料的初熔温度和熔化温度上升，降低了液相生成量，料层透气性较好，从而使烧结速度加快。53对烧结矿强度和成品率的影响随着高攀精配比的提高，烧结矿转鼓指数、成品率均下降，抗磨指数(05 mm)略有上升。烧结矿机械强度下降与其结构和矿物组成有关：从结构上看，随着高攀精配比的增加，烧结混合料的初熔、熔化温度
7、上升，液相生成温度高，在配碳不变的情况下，液相量减少，烧结矿粘结不牢，造成强度和成品率下降；从矿物组成看，随着高攀精配比的增加，混合料中总的SiO：含量下降，导致烧结矿中硅酸盐粘结相减少，也使烧结矿的强度和成品率变差。另外，烧结速度提高，烧结过程高温保持时间短，冷却速度快，也是其强度和成品率下降的原因之一。54对烧结矿产量的影响烧结矿的产量主要取决于烧结速度和成品率。随着高攀精配比的提高，烧结速度加快，但烧结矿的强度和成品率下降，综合而言，由于前渤啪渤啪卿瑚啪i!lp憋孵摹竣2007年第6期 甘 勤等 高品位攀精矿烧结试验研究 3主皇杂幡暖霹圈2高攀精配比对烧结指标的影响者提高的幅度较大，因此
8、，烧结矿产量提高。55对烧结矿化学成分的影响从表3可见，随着高攀精配比的提高，烧结矿的TFe提高，si02下降，A1203、s略有降低，芝妊耀搬浆Ti02和V205含量变化不大。100高攀精替代比的烧结矿与100攀精矿烧结矿相比，TFe提高175个百分点，si02下降113个百分点。表3配加商攀精烧结矿的化学成分()6强化高攀精烧结试验为了探索提高高攀精烧结矿产质量指标有效的强化措施，我们根据目前国内外强化高铁低硅烧结所采用的技术及试验研究“5方法，在100高攀精替代比的条件下，进行了适宜水碳、提高料层高度、提高碱度、分段制粒、返矿预润湿等试验。6I适宜水、碳量试验混合料水、碳对高攀精烧结影响
9、的试验结果列于表4。由表可见，在水分72时，随着焦粉配比的提高，烧结矿转鼓强度和成品率先提高后降低，焦粉配比49时最好，此时烧结矿转鼓强度和成品率与基准(J)相同。烧结速度和利用系数则有所提高(参见图2)；在焦粉配比49时，随着混合料水分的增加，烧结速度和利用系数逐渐提高，烧结矿转鼓强度和成品率先提高后降低，以水分74时的转鼓强度和成品率最高。表4混合料水、碳含量对高攀精烧结影响的试验结果62提高料层试验在100高攀精替代比的条件下，提高料层烧结试验结果见图3。由图可见，随着料层厚度提高，烧结矿转鼓指数和成品率提高，抗磨指数降低，由于烧结速度下降幅度相对较大，因此利用系数逐渐降低。与100攀精
10、矿(J)烧结相比，随料层提高烧结矿转鼓指数和成品率逐渐与之逼近。另外，利用系数则均高于100攀精矿烧结。63提高碱度试验在料层高度不变的条件下进行了提高碱度讯讯亿仡绝他住佤蛎弘；!暑坫m4 烧 结 球 团 第32卷第6期芝蓄妊职圈3料层高度对烧结指标的影响7473727170696867芝*略氆的试验(见图4)，由图可见，随着碱度提高，烧结矿转鼓强度和成品率先增后减，在碱度24时转鼓强度和成品率下降，其原因与烧结速度太快，烧结过程中高温保持时间过短，矿物结构和结晶程度变差有关。另外，在料层不变时，随着碱度提高，烧结速度和利用系数增加。薹魁鹱描啦鬣厦图4碱度对烧结指标的影响64预先制粒试验预期制
11、粒试验主要是考查不同生石灰配比参加预制粒对烧结指标的影响，结果见图5。从图可见，随着参与预先制粒的生石灰比例增加，由于混合料的粒度组成改善，烧结料层透气性变好，烧结速度和利用系数提高，烧结矿转鼓强度提高，成品率变化不大。预先制粒能够强化高攀精矿烧结的原因主要有两个方面：一是生石灰与高攀精在圆盘造球机中混匀制粒，强化了高攀精制粒，提高了制粒小球的强度，在改善烧结料层透气性的同时，烧结矿强度也提高了；另一方面，高攀精矿预先制粒后，形成局部高碱度，促进了局部混合料铁酸钙的生成，铁酸钙和硅酸盐总含量也增加了，钙钛矿和脆性玻璃质含量有所减少，从而提高了烧结矿强度。65返矿预润湿试验返矿预润湿烧结试验结果
12、见表5。从中可知，返矿提前润湿后，烧结速度、烧结矿转鼓强度、成品率和利用系数均提高，返矿预润湿水分为9时的各项指标最好。圈5预先制粒对烧结指标的影响量I厶杂惴旺露返矿预润湿后，粘结细粒料的能力增强，一方面减少了混合料中一05 mm粒级含量，提高了料层透气性，使烧结速度增加；另一方面，提高了制粒小球的密实度和强度，强化了烧结过程，从而提高了烧结矿强度。矿相鉴定结果表明，返矿预润湿后，烧结矿多呈厚壁细孔结构，铁酸钙等胶结相分布均匀，结构更加致密。囊5返矿预润湿对烧结矿产质量的影响7高攀精替代部分进口矿针对进口矿价格大幅度上涨，炼铁成本上升的情况，为了降低生产成本，进行了用高攀精替代部分进口矿的烧结
13、试验，试验结果见表6。从中可见，随着高攀精配比增加、印度矿配比减少，烧结速度和利用系数提高，烧结矿转鼓强度则呈下降趋势，成品率先下降后有所上升，但仍佝他他侣芝越耀橱蜒2007年第6期 甘 勤等 高品位攀精矿烧结试验研究 5低于基准(J)。总的来看，烧结矿转鼓强度和成品率与基准相差不大。8烧结矿矿物组成与结构1)随着高品位攀精矿配比增加，钛赤铁矿含量增加，钛磁铁矿和硅酸盐总量下降，玻璃质含量提高。显微结构特点：高品位攀精矿烧结矿多呈不完整四边形、它形粒状，磁铁矿多呈它形粒状、蠕虫状；硅酸盐分布不均匀现象增加，玻璃质含量增加，这是烧结矿强度变差的原因之一。2)随着碱度增加，铁酸盐明显增加，铁酸盐开
14、始成片出现，覆盖面积增大，铁酸盐晶形也可见到长条状和圆粒状铁酸二钙，烧结矿多呈中孔厚壁结构，结构较致密。3)随着料层提高，铁酸盐含量增加，且与Fe203和Fe304形成交织结构，互相胶结在一起，分布较均。同时，玻璃质含量减少，钛赤铁矿包裹磁铁矿的包边结构也比较少，这有利于提高烧结矿强度和改善低温还原粉化性能。4)精矿预先制粒的烧结矿铁酸钙和硅酸钙总含量增加，钙钛矿和脆性玻璃质含量有所减少，同时，粗大的不完整四边形钛赤铁矿数量减少，钛磁铁矿被铁酸钙熔蚀的程度比基准样增高。返矿预润湿烧结矿的矿物含量变化不大但结构变得较为致密。5)随着高攀精矿增加、印度矿的减少，钛赤铁矿含量增加，钛磁铁矿含量减少；
15、铁酸盐含量有所增加，呈细长条状比较多，但分布不均匀；硅酸盐分布比较均匀，但总含量略有降低。9结论1)与攀精矿相比，高品位攀精矿具有TFe高、Si02低、A1203低、粒度细的特点。高攀精烧结矿与攀精矿烧结矿相比，TFe提高175个百分点，si02下降113个百分点。2)在目前攀钢烧结原料结构条件下，随着高攀精替代攀精矿比例增加，混合料初熔和熔化温度均上升，烧结速度和利用系数提高，烧结矿转鼓强度和成品率下降，低温还原粉化性能恶化。3)随着高品位攀精矿配比增加，烧结矿矿物组成中钛赤铁矿含量增加，钛磁铁矿和硅酸盐总量下降，玻璃质含量提高，这是烧结矿强度变差的主要原因之一。采用适当提高混合料水分和配碳
16、量，提高料层高度，提高烧结矿碱度，铁精矿预先制粒，返矿预润湿等技术措施，均可以有效地强化高攀精烧结过程，改善高攀精烧结矿的矿物组成和结构，从而提高烧结矿的转鼓强度和成品率，改善其冶金性能。4)采用高攀精替代进口矿烧结是可行的。在此条件下，随着高攀精配比增加，利用系数有所提高，烧结矿转鼓强度和成品率与基准相差不大。由于进口矿价格高，该配料方案具有较大的经济效益。参考文献l 刘振林等高铁低硅烧结矿配矿技术试验研究钢铁，2l(12)2贺淑珍等太钢实施高铁低硅烧结初步探讨钢铁研究，2003(12) 3翁得明武钢高铁低硅烧结矿研究烧结球团，2126(1)：2l一244朱德庆等强化钳粒对高铁低硅混合料烧结的影响烧结球团，23，28(1)：9一135单继国等石灰分加和预制粒小球团烧结法的研究烧结球团，1998，23(4)：182l (下转第
