[科普中国]-人造块矿

人造块矿工业的产生和发展，完全是由铁矿石资源条件所促成的。

随着钢铁工业的发展，矿石的需要量不断增长，天然富矿日益减少，不得不对贫矿和多种元素共生复合矿进行开采，为了满足品位的要求，对这些铁矿石需经破碎、选矿处理，以获得一定品位的细精矿粉。

术语简介人造块矿的产生和发展，完全是由铁矿石资源条件所促成的。选出的精粉品位越高，粒度磨得越细，单体分离的程度也就越好。另外，富矿开采、破碎过程中也会产生大量的粉料，粒度过细的矿粉必须经过人工造块，达到一定粒度后才能进行高炉冶 炼，由此产生了造块工业。经过人工造块并可用于冶炼的矿料称为人造块矿，也称人造富矿或熟料。
随着高炉向大型化发展，对入炉原料的要求越来越高，无论是化学成分、冶金性能，还是粒度组成，都需要进一步改进。各钢铁工业发达国家都在认真进行炼铁的原料准备，提供优质人造块矿，以保证高炉）顺行，降低焦比，提高利用系数。人造块矿在造块过程中，除了能改变矿料的粒度组成、机械强度之外，还可以去除一部分对冶炼有害的元素，提高矿料质量，改善矿相结构和冶金性能，因而使用人造块矿有利于强化高炉冶炼，获得良好的生产指标。

大工业生产易产生许多副产品和废弃物，如高炉炉尘、轧钢皮、铁屑、硫酸渣、钢渣、炼钢除尘灰及破碎后的其它含铁粉料等，这些东西都是弃之可惜、用之费力。把它们利用起来，可以降低成本，扩大炼铁资源，并收到变害为利、变废为宝的效果。另外，造块的燃料可以用无烟煤和焦末，节约冶金焦，合理利用能源。因此，国内外钢铁工业都很重视人造块矿的生产。

人造块矿分为烧结矿和球团矿两类。

烧结适用于粒度较粗的富矿粉造块，球团则适合粒度极细的铁精矿成型。

烧结矿是我国高炉炼铁使用的最主要的含铁原料，约占炉料结构70%～80%。球团矿作为酸性炉料，是合理炉料结构的重要组成部分，与高碱度烧结矿搭配可发挥高碱度烧结矿的优越性。1

生产方法人造块矿的生产方法较多，可分为烧结法、球团法、方团矿、铁焦等等。

目前世界上应用最广泛的是烧结法和球团法。

烧结法烧结法是将矿粉（包括富矿粉、精矿粉以及其它含铁细粒状物料）、熔剂（石灰石、白云石、生石灰等粉料）、燃料（焦粉、煤粉）按一定比例配合后，经混匀、造粒、加温（预热）、布料、点
火，借助炉料氧化（主要是燃料燃烧）产生的高温，使烧结料水分蒸发并发生一系列化学反应，产生部分液相粘结，冷却后成块，经合理破碎和筛分后，最终得到的块矿就是烧结矿。
烧结法按生产工艺的不同可分为抽风法和鼓风法。目前普遍采用的是抽风法，但土烧结仍较多的使用鼓风法。 烧结矿按其成品是否经过冷却，又有冷矿与热矿之分。不经过冷却和整粒的烧结矿称为热矿，冷矿则需要冷却，可以用皮带运输。
生产烧结矿的主要设备，可按工艺流程分为破碎和筛分设备、配料设备、混合造球设备、布料设备、点火设备、烧结机、风机、除尘及贮矿输料设备等。

球团法球团法是将配有粘结剂或熔剂及燃料的细精矿粉（仅土烧球团可配燃料），经过滚动成型（造球）、焙烧固结、冷却过筛，成为粒度均匀、强度较好的球团矿。
球团法按生产设备形式分，有竖炉焙烧、带式机焙烧、链算机一回转窑焙烧及隧道窑、平地吹土球等多种。
根据球团的理化性能和焙烧工艺不同，球团成品有氧化球团、还原性球团（金属化球团）以及综合处理的氯化焙烧球团之分。目前国内生产以氧化球团矿为主。竖炉及带式机焙烧是生产氧化球团矿的主要方法。

冶金性能（1）人造块矿的各种冶金性能之间有其内在联系，最终集中表现在它们的高温性能，特别是高温还原性能。2

（2）正确控制高炉温度场和冶炼周期，可适当减轻铁矿冶金性能低劣带来的不利影响。

产量统计人造块矿产量是指由烧结（球团）厂（车间）在特定时期内生产的全部人造块矿量。包括检验量（合格品量与出格品量）和未检验量。已出厂（车间）的人造块矿经转运及槽下筛分后筛出的粉末亦应计入产量，烧结（球团）厂（车间）生产中的内循环返矿不计入产量。
因各厂（车间）的实际情况不尽相同，为了使人造块矿的产量计算具有较高的准确性和相对的可比性，人造块矿产量计算应使用科学、统一的方法。 有实物计量设备的烧结（球团）厂（车间）以出厂（车间）时的成品计量数据为准，其产量指标以计量部门开具的磅单所列数字为计算依据；尚未设置实物计量设备的烧结（球团）厂（车间），可分别采用理论推算（按配料量）、定容计量（按装车数）、金属平衡（出铁量）、物料平衡（入炉量）等方法。
按配料量理论推算人造块矿产量时，应以计量管理部门认可的烧结（球团）厂（车间）作业日志中原始记录的配料量及配料时间为依据，并应定期测定，校正出矿率。
按装车数定容计量统计人造块矿产量时，应以装车记录和单车容重为依据。
采用金属平衡或物料平衡方法计算人造块矿产量时，应考虑途耗和入炉前筛分损失，出铁量和炉料入炉量应以计量管理部门认可的数据为准。
人造块矿产量中烧结矿产量和球团矿产量应分别统计。

理化指标品位人造块矿品位即人造块矿含铁量。人造块矿的品位主要取决于原料本身的品位，也受碱度控制（熔剂的添加量）的影响，人造块矿品位作为平均指标以现场取样化验得出的数值为依据，并以各样品所代表的产量求得含铁总量后计算得出。其计算公式为：
人造块矿品位（%）=人造块矿含铁总量（吨）×100%
人造块矿总产量（吨）
由于人造块矿的减度不同，所含氧化钙、氧化镁量不一，为使人造块矿品位指标更具可比性，各企业还可计算扣除氧化钙、氧化镁后的人造块矿品位。其计算公式为：
人造块矿（扣除氧化钙、氧化镁）品位（%）=
人造块矿含铁总量（吨）×100%
人造块矿总产量（吨）一（人造块矿中氧
化钙量（吨）十人造块矿中氧化镁量（吨））
按《钢铁企业工序分档晋等标准（草案）》规定，应对人造块矿品位稳定率进行考核。其计算公式为：
人造块矿品位稳定率（%）=
品位波动符合标准的人造块矿产量（吨）×100%
人造块矿检验总量（吨）

碱度人造块矿碱度（R）即人造块矿中碱性氧化物与酸性氧化物的比值。人造块矿的碱度由原料成分、配比及熔剂用量来调节。碱度及其波动对高炉影响很大，对碱度的控制是根据高炉冶炼的需
要和烧结（球团）生产工艺的具体条件进行的，人造块矿的碱度多数以氧化钙与二氧化硅的比值（CaO/SiO2）来表示，通常称二元碱度（R2）。其计算公式为：
人造块矿（二元）碱度（倍）=人造块矿中氧化钙含量（%）
人造块矿中二氧化硅含量（%）
或
=人造块矿中氧化钙量(%)
人造块太中二氧化硅量(吨)
各厂（车间）根据需要，还可分别计算三元碱度（CaO+MgO/SiO2）、四元碱度（CaO+MgO/（SiO2+Al2O3））。三元碱度（R3）和四元碱度（R4）的计算公式分别为：

人造块矿（三元）碱度（倍）=人造块矿中氧化钙含量（%）+人造块矿中氧化镁含量（%）
人造块矿中二氧化硅含量（%）
或
=人造块矿中氧化钙量（%）+人造块矿中氧化镁量（吨）
人造块矿中二氧化硅量（吨）
人造块矿（四元）碱度（倍）=人造块矿中氧化钙含量（%）+人造块矿中氧化镁含量（%）
人造块矿中二氧化硅含量（%）十人造块矿中三氧化二铝含量（%）
或

=人造块矿中氧化钙量（吨）+人造块矿中氧化镁量（吨）
人造块矿中二氧化硅量（吨）十人造块矿中三氧化二铝量（吨）
计算说明：
（1）使用含氟原料（如白云鄂博矿）生产人造块矿时，碱度计算应分别在子项中扣除氟化钙影响（CAO-F×1.47)。
（2）式中氧化钙、氧化镁、二氢化硅、三氧化二铝含量（%）均由化验分析得出；总量（吨）由逐日累计得出。
按《钢铁企业工序分档晋等标准（草案）》规定，应对人造块矿碱度稳定率进行考核。其计算公式为：
人造块矿碱度稳定率（%）=碱度波动符合标准的人造块矿产量（吨）×100%
人造块矿检验总量（吨）
计算说明：人造块矿品位稳定率和人造块矿碱度稳定率不能用企业内部考核的单项一级品率代替。对单机或同机型生产的企业，允许以检验次数为依据进行统计。其计算公式为：
=人造块矿（品位或碱度）稳定率（%）（品位或碱度）波动符合标准的次数（次）×100%
检验总次数（次）

转鼓指数人造块矿转鼓指数是反映人造块矿机械强度的物理性能指标。转鼓指数越大，耐磨、抗碎强度越高。测定转鼓指数的方法是按国家标准规定的方法进行的。单次测定值是以试样在专用的转鼓内进行测试后，所得粒度大于规定标准的试样重量占试样总重量的百分比，人造地矿转鼓指数的计算公式为：
=人造块矿转鼓指数（%）测检后粒度大于规定标准的重量总和（千克）×100%
试样重量总和（千克）
计算说明：
（1）人造块矿（球团矿）的磨损指数为转鼓指数的补数，即磨损指数=1一转鼓指数。
（2）日、月（季）、年转鼓指数，可分别按当日各次测定值，当月逐日指标，当季（年）逐月指标统计得出。
（四）造块矿筛分指数
人造块矿筛分指数是指人造块矿成品中粒度小于标准规定部分的重量百分比，即含粉率。该指标对高炉冶炼的透气性影响很大，要求越低越好，筛分指数的单次测定值是通过成品取样并按部颁标准规定的筛分方法得出的。其计算公式为： =人造块矿筛分指数（%）试样筛分后小于标准规定的重量总和（千克）×100%
试样重量总和（千克）
计算说明：日、月（季）、年筛分指数可分别按当日各次测定值，当月逐日指标，当（季）年逐月指标统计得出。

抗压强度人造块矿中的球团矿，通常以其抗压强度来衡量球团矿的焙烧质量，用专用压力机按标准规定（球团直径为11.8～13.2毫米，压下速度为10毫米/分）将球压裂时的读数即为该球的抗压强度取10个（或10个以上）球的平均数为球团矿的抗压强度指数。其计算公式为：
造块矿（球团矿）抗压强度（牛/球）=各球测定的抗压强度之和（牛）
测定个数（球）
计算说明：企业还可对抗压强度不大于830牛/个的球团另行统计百分率，落下强度指标由企业自行统计。

粒度人造块矿平均粒径是指筛除粉末（