[科普中国]-高碱度烧结矿

简介

高碱度烧结矿出现于20世纪60年代，以其碱度高、冶金性能优良区别于自熔性烧结矿。低温烧结技术是生产优质高碱度烧结矿和降低烧结能耗的基本措施，它出现于70年代，低温烧结技术的核心是创造适宜的温度、气氛和物质成分条件，形成大量针状铁酸钙(SF-CA)使之成为烧结矿的主要粘结相。高碱度烧结矿和低温烧结技术已经在生产实践中广泛使用。

特征碱度(CaO/)为1.6以上的烧结矿。碱度超过2.5时，则称超高碱度烧结矿。它的含铁矿物为磁铁矿、赤铁矿，黏结相矿物主要是铁酸一钙、铁酸二钙，以及少量硅酸二钙和硅酸三钙。高碱度烧结矿机械强度高、粉末少、粒度均匀、还原性好、高温冶金性能好、可落地贮存。

优点(1)机械强度高、粉末少。高碱度烧结矿主要含有机械强度高、还原性好的黏结相矿物铁酸一钙，它在微观上与含铁矿物组成熔蚀或交织结构，黏结牢固。此外，总黏结相量也高于自熔性烧结矿和熔剂性烧结矿。但当烧结高硅(>8%～10%)含铁原料时，即使烧结矿的碱度已达到1.6，但没有生成足够的铁酸一钙，由于正硅酸钙大量存在，仍有严重的自然粉化。

欲获得机械强度好、粉末少的烧结矿，其碱度值应通过具体实验来确定。一般采用低硅(4%～5%)铁料烧结时，碱度达到1.8～2.0即可得到机械强度高、粉末少的高碱度烧结矿。

(2)粒度均匀、还原性好。生产高碱度烧结矿时，烧结料中配入数量较多的熔剂，在烧结过程中可使黏结相量增加，加上熔剂的分解，大量气体逸出，使烧结块微观结构上熔融充分、黏结较好，而在宏观结构上出现大孔薄壁结构，经过破碎及多次转运，就成为粒度均匀、气孔率高、机械强度好的烧结小块。此外，由于黏结相矿物为易还原的铁酸一钙所组成，且气孔率高，因而还原性良好。

(3)高温冶金性能好。高碱度烧结矿，脉石熔点高、游离减少、软熔性和低温还原粉化性都比自熔氧化钙 高性烧结矿好。

(4)可落地贮存。高碱度烧结矿由于机械强度高、粉末少，不易自然粉化，因此允许短期落地贮存，以缓冲高炉检修与烧结继续生产的矛盾。

高炉使用高碱度烧结矿，有利于高炉强化生产、增加产量，降低焦比。高碱度烧结矿的缺点是含铁量有所下降(但这可由它的冶金性能的改善和减少直接入炉的熔剂量而得到补偿)，烧结脱硫率降低，使其含硫量上升。

生产高碱度烧结矿的工艺要求与普通烧结矿相同，但应尽量选用品位高、含硫低的原料，加强熔剂的破碎，针对原料特点以及高炉合理炉料结构的要求，通过试验研究，选择最佳的烧结矿碱度，以保证获得应有的良好性能。1

意义普通(酸性)烧结矿机械强度好，但其还原性差。这种熔化程度高，致密和含硅酸铁较高的烧结矿，在高炉中上部未经充分还原就过早熔化进入高温区，使铁的直接还原度升高，煤气能量利用变坏；此外，用这种烧结矿冶炼时，高炉要加大量的石灰石，既增大了炉内热量与碳素消耗，又不利于造渣。容易造成高炉热状态和造渣过程失常。自熔性烧结矿还原性比普通烧结矿好，气孔度高，较易还原，煤气利用改善。但是，白熔性烧结矿的强度差、易粉化、不耐贮存，人炉矿含粉率高，影响炉喉布料和煤气流合理分布，有碍高炉冶炼进一步强化。此外，由于所带入的CaO只能满足自身造渣需要，当炉料中烧结矿配比较低或矿石品位低、渣量大、焦比高时，还得加入相当数量的石灰石造渣。

解决上述问题的有效途径是发展高碱度烧结矿生产。它既是铁料，又是熔剂，既有良好的机械强度和还原性，又有较好的软熔性能及较低的低温还原粉化率。高碱度烧结矿为高炉提供了良好的热力学与气体力学条件，有利于强化高炉冶炼。

措施严格控制原燃料粒度和加强混匀作业

这有利于铁酸钙形成，而避免或减少由于碳酸盐矿化不完全在烧结矿中出现“白点”和正硅酸钙；虽然上述要求对生产自熔性烧结也是必要的，但因为烧结高碱度烧结矿有料层温度低，烧结速度快和液相成分要求严的特点，所以就显得更有重要。

尽可能提高料层的厚度

既充分利用料层透气性好的特点，又很好地发挥厚料层烧结的优越性。同时，料层提高后，可使过快的垂直烧结速度受到控制，有利于保证必要的高温持续时间，避免上层烧结矿过快地冷却，有利于碳酸盐的分解矿化，促进铁酸钙的形成和液相结晶，提高烧结矿的强度与成品率，确保生产率能有所提高。

要有足够的点火时间和点火热量

高碱度烧结时，因烧结速度快、机速高，点火时间相应缩短，点火热量下降，影响点火质量，表层不易烧结，冷却又过快，常出现浮灰。为保证正常点火，应加长点火器，延长点火时间，同时适当提高点火强度。

适当增加燃料的配比

虽然高碱度烧结时，允许燃烧层温度有较明显的降低（可低于1300摄氏度），但由于石灰石配人量大，分解耗热多，故应视具体情况，适当增加燃料配比，以保证烧结矿强度。但对于采用高品位精矿和厚料层烧结，烧料增加与否就要另作分析了2。