含钛铁精矿高铁低硅烧结技术的相关研究

摘 要：本文对我国高铁低硅烧结技术的发展现状进行了分析，并在烧结固结的机理上，总结出了高铁低硅烧结技术的关键环节是有效稳定和提高烧结矿的强度。而通过使用适量的碱度再配加上MgO，利用低温进行有效的烧结，或者配加钢渣和轧钢皮等措施，能够有效实现高铁低硅烧结矿的强度提升目的。本文就对此进行探讨。

关键词：高铁低硅烧结 碱度 钢渣

中图分类号：TF124 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）04-0331-01

对于我国烧结行业来说，高品位进口铁矿粉用量约占50%左右，而高炉中烧结矿入炉TFe品位达58%至59%。客观地讲，我国的烧结行业已经有了突飞猛进的发展，与世界发达国家的差距越来越小。但是，我们仍然应该看到，在实际应用中，烧结矿碱度对品味的有效提高带来了一定的制约。而将SiO2的含量进行有效控制，可以有效提升烧结矿品位。该种方法能够很好地减少高炉渣量，能够极大地提升高炉冶炼条件和技术经济指标。然而，如果SiO2的含量降低的话，就会造成烧结矿的矿物组成以及结构产生一定的变化，这样就会造成SiO2的强度下降，进而导致其成品率降低，并且会造成低温还原粉化率上升。基于此，本文就对这些问题进行分析。

一、高铁低硅烧结技术的发展现状

降低烧结矿中的SiO2含量一直是各国非常关注的问题。经过多年的努力下，烧结矿的SiO2 质量分数先后下降到了4.8%和4.5%左右。对于我国来说，我国也在不断发展和完善烧结生产技术。随着我国烧结技术的日益完善，同时对原料的需求越来越大。在这种背景下，我国对铁矿粉的使用量越来越大，这就需要我国要大量进口铁矿粉，随之而来的，烧结矿SiO2含量得到明显的控制，含量降低，且TFe品位提高。然而，我们应该要明白，当烧结原料中的SiO2含量降低时，与此同时脉石含量就会减少，从而导致液相生成能力的降低，最终导致烧结矿的强度明显降低。

另外，高铁低硅烧结矿存在着高、低碱度的差别的。我们通过分析烧结矿碱度与FeO含量之间的关系可以发现：低碱度高铁低硅烧结矿的FeO含量非常高，使得其强度较差，并没有很大的发展性，如下图。正因为如此，我们一般情况下说的高铁低硅烧结指的是高碱度高铁低硅烧结。

碱度与FeO含量的关系

二、烧结成矿机理分析

高铁低硅烧结的成矿机理包括： 烧结过程的固相反应、液相反应和冷凝结晶三个过程。每一个过程都是非常关键的，对烧结矿的矿物组成及结构起着决定性的影响。此外，这三个过程也会对烧结矿的质量造成很大的影响。液相量的大小对烧结矿的强度起着重要的影响，一般情况下，想要维持烧结矿的强度需要40% ～50%的液相量。对于烧结固结机理发展来说，其一般有三个阶段。首先是早期烧结，也就是常说的低碱度低铁高硅烧结。为了有效提升烧结矿的强度，可以采用高配碳操作，。但是，由于烧结矿FeO较高，强度并不是很理想，且还原性非常差。低温粉化性能也比较差。

第二个阶段为普通高碱度烧结。在这个阶段，能够有效提升烧结矿的质量，能够进一步发展铁酸钙系粘结相。第三阶段为高碱度高铁低硅烧结。在通过大量的研究和试验表明，高铁低硅烧结矿中的铁酸钙含量远低于普通高碱度烧结矿，

三、高铁低硅烧结技术分析

高铁低硅烧结技术是一种较为有效的烧结技术，但是其作用的发挥需要有一定的支持才可以。而想要有效提升高铁低硅烧结技术的使用效率，需要考虑以下几点：

1.选择适宜的碱度

在实际应用过程中，可以通过提高二元碱度的方式来有效增加烧结矿中CaO 的含量，这样就能够为接下来的生成较好的铁酸钙打下良好的基础。烧结矿受到矿物组成以及微观结构等非常大的影响，而粘结相矿物组成及其与非粘结相的胶结状态，再加上气孔壁的厚度的影响，对烧结矿起着非常重要的作用。从宏观来看，烧结的过程是不能够被风吹成薄壁大气孔。正因为如此，高碱度烧结矿具备了很好的性能，不仅有较高的常温强度，也具备了非常好的还原性。这就十分有利于其低温还原粉化性。

2.配加钢渣

钢渣是已经形成低熔点化合物的熟料，含有较高的碱性物质，在一些钢渣中还含有铁粒及其它有用金属。烧结配加钢渣后，一方面可回收有用金属及碱性物质，另一方面可使低熔点粘结相增加，从而提高烧结矿强度。另外，钢渣中含P，实践证明，P有抑制烧结矿粉化的作用。对硅酸盐的物理化学研究表明：外加具有相应离子的物质（能增大正离子与负离子团的大小比值者），例如磷、硼和铬等， 都可达到抑制B- C2S相变的作用。矿相研究表明： 配加钢渣后，烧结矿显微结构发生了很大变化。因为钢渣本身含低熔点矿物，加入烧结料中后，使混合料的熔点降低， 粘结相增加， 粘结相性质得到改善， 强度好的钙铁橄榄石包括铁黄长石增加， 玻璃质减少； 磁铁矿晶粒由密集的半自形和他形晶逐步转化为呈粉散状的自形晶， 使结晶状态得以完善、自形晶增多； 并由均匀性较差的斑状结构转变为均匀的斑状结构， 使显微结构趋于均匀。因此， 适量配加钢渣， 可提高烧结矿强度和成品率， 降低低温还原粉化率。

3.配加轧钢皮

4.提高料层厚度， 改善布料操作

通过强化混合料制粒， 在改善料层透气性的前提下提高料层厚度， 充分发挥自动蓄热作用， 能够大幅度减少固体燃耗， 降低烧结矿中FeO含量。

总结：高铁低硅烧结技术能够有效提升烧结矿的TFe品位，极大地降低了高炉渣的量，很好地提升了冶炼的环境质量。而想要有效提升高铁低硅烧结技术的效果，就需要稳定和保证烧结矿的强度，而在此过程中，绝对不能认为是高铁低硅烧结的SiO2的含量越低越好，在实际应用中各个单位应结合自身的实际情况具体对待。

参考文献

[1] 周国凡，杨福.提高高铁低硅烧结矿强度的实验研究[J].钢铁研究，2007， 32（2）：1-31

[2] 臧疆文， 王梅菊， 柯建新等1 小球团低硅烧结技术研究[J].新疆钢铁，2006，100（4）：4-6，10.

[3] 熊新海.成矿强度的实验研究及相关机理初步探讨[D].武汉科技大学， 2001， 12：3-15.

[4] 庆，张克城，何奥平等.强化制粒对高铁低硅混合料烧结的影响[J].烧结球团，2003，28（1）：9-31

[5] 王荣成，傅菊英.高铁低硅烧结技术研究[J].钢铁，2007，42（6）：17-20.