高配比褐铁矿的烧结配矿试验研究

1、http:/www. gtjia. com【孑冶金之家gs tt 夕 yk 4c 47 高配比褐铁矿的烧结配矿试验研究黄柱成，易凌云，胡兵，姜涛（中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083）摘要：以fmg褐铁矿为主，配加不同比例的进口矿进行烧结配矿试验研究，并优化出了各 配矿条件下合理的工艺操作参数。试验结果表明：fmg矿与巴西矿搭配，混合料水分7. 5 %、焦粉用量4. 9%时，转鼓强度为65. 33%,利用系数为1. 40t / （hn?）； fmg、澳矿 与巴西矿搭配，混合料水分7. 5%、焦粉用最5. 2%时，其转鼓强度为64%,利用系数为 1. 32t/（h亦）；而其他配矿

2、方案，烧结指标较差，难以达到生产要求。对以上2种烧结 矿的矿相鉴定及冶金性能研究结果表明，2种烧结矿均具有良好的微观结构和冶金性能，能 满足高炉冶炼的要求。关键词：褐铁矿；烧结；转鼓强度；利用系数；微观结构；冶金性能近几年来，随着国内钢铁业的迅猛发展，产能不断扩张，铁矿石供应紧张的局面tl趋突 现，呈现货紧价扬的态势。矿石价格的大幅上扬造成钢铁生产成木的大幅上升，企业已面临 巨大的成本压力。为了应对铁矿石资源的市场变化，褐铁矿作为粉矿中一种较为廉价的矿石， 其利用问题也被提到研究日程中来。褐铁矿是含结晶水赤铁矿（mfc2o3nh2o）,在烧结过程中由于结晶水的分解吸热和过 多的水分迁移消耗热最

3、。在褐铁矿高配比时，烧结料层屮最高温度降低及髙温保持时间缩 短。但由于褐铁矿木身具冇易熔的特点，在提高燃料配比的悄况下，烧结料层中部容易出现 熔融，影响料层卜部烧结正常进行。高结晶水的褐铁矿受热后形成的空隙体积大，与铁酸钙 溶体间产牛同化的程度很髙，使烧结料层的熔融带透气性恶化，导致局部热量不足，成晶率 下降。所以，褐铁矿高配比烧结时，具冇烧结速度慢、烧结生产率低、烧结饼组织疏松、成 品率低及燃耗高等特点厶叫本文以fmg褐铁矿为研究对象，在实验室进行了褐铁矿与不同 进口矿种搭配的烧结试验，以探索褐铁矿烧结时适宜的配矿方案及烧结工艺条件。1试验原料的物理化学性能本试验所用含铁原料有7种,包括：澳

4、洲、巴西、fmg矿3种进口粉矿,其中fmg 矿为典型褐铁矿；广东、江西、湖北3种国内铁精粉，以及轧钢皮1种。用于烧结试验的熔 剂是白云石、石灰石和生石灰3种以及焦粉1种。烧结用铁原料及熔剂的化学成分（质最分 数）如表1所示，焦粉的工业分析及灰分成分见表2。« 1试验原料的化学成分及烧损（质分數）table 1 chemical compositions of raw materials for test%品名tfefeocaostotahojmgos烧描涣洲粉矿60. 990.430.054.122.430.0400. 0505.01巴西粉矿62.010.770.12& 34

5、0. 820.0650. 0201.05fmg57. 892.440. 174.462. 200.0900.0508.4265. 6033.63l204.u0. 491.3601.074 1.87江西箱粉64.0625. 360.13& 370. 670. 3800. 056-1.72湖北箱粉64.4729.311.023. 551.120. 6500. 104-1.56乳钢皮71.4259. 280.010. 640. 570. 3700. 050-5. 58白云石31.450. 940.6119. 89045. 25石灰石50.104.801.071.41040. 25生石灰66.

6、836. 930.464. 40021.28衰2魚粉的工业分析及灰分成分（质分ftt）table 2industrial analysis and main chemical composition of coke powders%魚粉的工业分析灰分成分组分fcadvdafadssiota!：o>caomgok：onatomnofg含量82.122. 7015. 180.7042.6929. 665. 681.230. 780.650. 1310. 32注ifcad为空代干燥墓固定».vdaf为干燥无灰墓挥发分.ad为干燥基灰分2试验方案http:/www gtjia com【

7、孑冶金之家g tt x 夕 yk 4c <7 以fmg褐铁矿为主，分别与澳矿、印度矿以及巴西矿等进口矿搭配，再配以一定量国 内精粉和轧钢皮，具体配矿方案如表3所示。«3试验的混匀矿配比(质分数)table 3 mixture ratio of iron ores for sintering test配矿方案澳矿巴西fmg广东江西湖北轧钢皮1205010&07.05.02155510&07.05.03106010&07.05.04303515&07.05.05304010&07.05.0625351510.010.05.0725103510

8、&07.05.0根据试验方案，首先检测烧结所使用原料的水分，并按每个方案的配料结构称取各种物 料。混料分为一次混料和二次混料。其中一次混料的目的是混匀并加入适量的水润湿，为人 工完成；二次混料的目的是烧结混合料的制粒。二次混料3min在圆筒混合机(17 r / min)内 完成。将混好的烧结混合料装入烧结杯中，料高700mm,铺底料为20mm。烧结主要参数: 点火温度1050°c，点火时间lmin,点火负压5kpa； 980°c保温lmin,烧结负压10kpa；烧 结机上冷却时间5 min。3烧结试验结果及分析3. 1 fmg褐铁矿与巴西矿搭配烧结试验fmg褐铁矿与

9、巴西矿搭配烧结试验分3个方案进行，其中方案1： fmg/巴西矿=50 /20；方案2： fmg/巴西矿=55 / 15：方案3： fmg /巴西矿=60/10。确定碱度r=l. 85, 分别对这3种配比进行混合料水分和焦粉用量的试验，具体烧结矿产质量指标如表4所示。褐铁矿与巴西矿搭配烧结产质掏标table 4 sintering test result of limonite matchedwith brazilian specularite配矿方案混合料水分/%烧结速度/度/%利用果数/(t m"2 h"1)焦粉配比/%(mm min"1)成品 辜/%7. 00

10、4.9021.5467.4561.331. 167. 504.9022. 9577. 8065. 331.401&004.9022. 9575.2165.331.357. 504.6022. 2267. 7058.001. 187. 504.9023. 3369. 5957. 331.28& 004.9025. 9374.9261.331.50乙& 504. 9027.4573. 9457. 331.55& 005. 2022. 9572.1264.001.247. 504.9017. 9564.7161.330. 89&004.9023. 7374.4

11、862. 671.33& 504.9024.5669. 7356. 671.25&005. 2021.5469. 3962. 671.03由冃前试验结果来看，fmg与巴西矿搭配烧结，每种配比都对烧结过程中混合料水分、 焦粉用暈相当敏感，都存在最适宜值，稍有变动烧结指标都会出现较人波动。比较这3种配 比，由表8可知，方案1(fmg/巴西=50 / 20)烧结产质量指标蝕佳。当焦粉配比4. 9%, 混合料水分为7. 5%吋，烧结速度为22. 95 nim / min,成品率77. 80%,转鼓强度65. 33 %,利用系数为1. 40 t / (m2 h)o此外，随着fmg矿配比的

12、加大、巴西矿配比的减小, 烧结各指标呈明显的恶化趋势。【孑冶金之家g 7t»夕7 u ohhttp:/www gtjia com3. 2fmg褐铁矿与澳矿搭配烧结试验fmg褐铁矿与澳矿搭配烧结试验分3个方案进行。其屮方案4： fmg/澳矿=35 / 30； 方案5： fmg/澳矿=40 / 30；方案6： fmg /澳矿=35 / 25。确定碱度r=l. 85,分别对这 3种配比进行混合料水分和焦粉用量的试验，具体烧结矿产质量指标如表5所示。m5褐铁矿与澳矿搭配烧结产质指标table 5 sintering test result of limonite matchedwith au

13、straiian ore配矿方案混合料水分/%烧结速度/转鼓强度/%利用系数/ (t m'2h"1)焦粉配比/%(mm min 1)成品率/%7. 004.9013. 8656. 7657. 330. 627. 504.9022. 2273. 7961.331.304& 004.9025. 0071.5256.001.377. 505. 2022. 5871.385& 001.297. 505. 501&676& 2957. 330. 987. 004.9017. 2864.4557. 330. 8557. 504.9023. 3372.015

14、4.001.34& 004.9018.4262. 2755. 330. 887. 505. 2022.4772.1855. 401.287. 004.9022. 9571.7759. 331.3367. 504.9022. 5872.2157. 331.26&004.9023. 336& 695& 671.377.005. 2019. 725& 5456.000. 89由冃前试验结果来看，fmg矿与澳矿搭配烧结试验，效果不佳。其最高的成品率、转 鼓强度出现在方案4(fmg /澳矿=35 / 30)o当混合料水分7. 5%,焦粉用量4. 9%时，成 甜率7

15、3. 79%,转鼓61. 33%,此时利用系数为1. 30t/(m2-h)o随着焦粉用量的增加， 其转鼓强度和利用率均明显下降。原因可能存在于一方面焦粉用量的增加，烧结过程屮产生液相呆增多，使其透气性下降, 导致其烧结速度减慢、利用系数减小；而另一方面，燃料过多时，还原气氛增强，不利于铁 酸钙体系的发展而有利于玻璃质的形成，从而使烧结矿成品率和转鼓强度降低。3. 3fmg褐铁矿与巴西矿、澳矿搭配烧结试验fmg褐铁矿与巴西矿、澳矿搭配烧结试验釆用方案7： fmg35%、澳矿25%、巴酋矿 10%。确定碱度r=l. 85,进行混合料水分和焦粉用量的试验，具体烧结矿产质量指标如表 6所示。«6福铁矿与巴西矿、澳矿搭配烧结产质指标table 6 sintering test result of limonite matched withbrazilian specularite and austraiian ore配矿混合料方案水分/%焦粉配比/%烧结速度/ (mm min"1)成品辜/%转鼓强度/%利用系数/(t m7 小7)7. 004.9022. 5871.4258.671.267. 504.9025.0073.0859.331