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影响烧结矿亚铁含量的因素分析

2023-05-05 11:23:49

来源:高炉炼铁技术分享

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烧结矿FeO含量是反应烧结矿性能的一个重要指标,它与烧结矿的转鼓强度、还原性、低温还原粉化率等冶金性能相关性很大,因此,烧结矿FeO含量不仅是衡量烧结矿稳定性(烧结矿FeO含量波动范围越窄,烧结矿质量越稳定)的一个重要指标,也是影响高炉炉况顺行的一个重要参数。

      实践表明,降低烧结矿FeO含量,有利于改善提高烧结矿还原性,减少高炉内的直接还原,降低焦比,但过低的FeO含量又会影响烧结矿强度,使烧结矿强度降低,恶化烧结矿低温还原粉化性能,因此,研究和探讨影响烧结矿FeO含量的因素及选择适宜的烧结矿FeO含量,对稳定烧结矿质量、改善烧结矿冶金性能、保证高炉稳定顺行,促进高炉高产低耗具有重要意义。

      影响烧结矿FeO含量的因素:

      1、烧结燃料用量和燃料粒度

      在烧结矿碱度不变的情况下,随着配炭量的增加,碳的不完全燃烧数量增加,烧结气氛中CO浓度相对提高,还原气氛增强,使Fe2O3不稳定而分解成为Fe3O4和FeO,促使烧结矿中 FeO 含量增加。

      混合料中燃料粒度对烧结矿FeO的影响是:当燃料粒度过细时,一方面恶化烧结料层透气性,降低垂直烧结速度,另一方面细颗粒燃料燃烧速度过快,使烧结矿液相发展不充分,FeO降低,强度变差。当燃料粒度过大时,烧结布料时粒度偏析使大量大颗粒燃料集中在料层下部,造成燃烧时间长,燃烧带变厚,还原反应加剧,使FeO升高。实践表明,烧结生产中适宜的燃料粒度为0.5-3mm,当燃料粒度大于3mm 的含量增加时,烧结矿中 FeO含量升高,生产中可以通过控制燃料粒度来调整烧结矿中 FeO 含量。

      2、磁铁精矿配比

      国内精矿为细磨磁选的磁铁矿。与赤铁矿粉相比,其氧化度低,容易与 SiO2反应生成橄榄石(2FeO·SiO2),使烧结矿的 FeO 含量提高,因而随烧结料中磁铁精粉配比的提高,会使烧结矿中FeO含量增加。

      3、烧结料层厚度

厚料层烧结是实现低炭、低FeO、高强度和高还原率的基础,随着料层厚度的提高,“自动蓄热”作用增强,能耗降低,配碳量减少,使烧结过程基本在氧化气氛中进行,有利于铁酸钙的发育和粘结相的发展,抑制Fe3O4的形成,使FeO含量降低。另外,偏析技术的发展改善了燃料沿料层高度的合理分布,厚料层烧结为偏析技术的发展提供了条件,促使 FeO 含量进一步降低。有资料统计表明:烧结料层每提高100mm,成品烧结矿FeO可降低0.6-1.5%,转鼓指数提高1.5-2.5%,固体燃耗下降10kg/t。

      4、烧结矿碱度

随着碱度的提高,CaCO3分解放出的CO2增多,料层氧化气氛增加,铁酸钙、硅酸钙的形成又抑制了磁铁矿和橄榄石的发展,使 FeO 含量降低。

      5、MgO 含量

      MgO对烧结过程的影响为:

      a.稳定Fe304,抑制烧结矿中Fe3O4在冷却过程中重新再氧化成Fe2O3。

      b.降低Fe2O3的分解温度; 促进Fe2O3分解成Fe3O4和FeO

      c.FeO和MgO形成连续固溶体,两者可以相互固溶而没有任何限制。

      当烧结矿 MgO含量提高时,FeO 含量升高。

      6、SiO2含量

      高硅有利于橄榄石、硅酸盐玻璃相矿物的生成,因而随着SiO2的升高,烧结矿的 FeO含量升高。

      7、烧结返矿配比

      烧结返矿粒度粗,气孔多,加入烧结料中可以改善烧结料透气性,提高烧结生产率。又因含有已烧结的低熔点物质,有助于烧结过程液相的形成,使烧结矿强度提高。值得注意的是,返矿的加入虽有利于提高烧结矿强度,但却对烧结矿FeO影响不大。

小结:1、本文只讨论了影响烧结矿FeO的因素,便于在烧结过程中实现对烧结矿FeO含量的控制。

         2、合理的烧结矿FeO含量不是越高越好,也不是越低越好,不同烧结生产工艺、不同的原料配比、不同的烧结操作技术水平,可能出现在烧结矿FeO含量相同的情况下,烧结矿强度、还原性、低温还原粉化率等性能差异较大的现象,就象相同的生铁含硅量其物理热却各不相同一样,影响的因素较多,也因此本文没有对适宜的烧结矿FeO含量作进一步探讨。