现代高炉合理使用天然块矿的基础研究.pdf

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现代高炉合理使用天然块矿的基础研究汪国俊2’李肇毅2’田筠清1’1实验用高炉含铁原料2天然块矿的冶金性能分析吴胜利1’许海法1’陈辉1)与酸性氧化性球团矿相比，天然块矿属于所谓我国高炉炼铁使用的含铁炉料是高碱度烧结矿搭配酸性球团矿、天然块矿．酸性球团矿的来源主要是国内和国外两个渠道．从目前国内球团矿的生产状况来看，还不能满足高炉生产的需求，因此有相当数量的酸性球团矿来自国外．由于国内铁矿床的含铁品位低，除海南铁矿能够出产含铁品位在56％左右的天然块矿之外，供应国内高炉使用的天然块矿主要来自巴西、澳大利亚等国．从铁矿石的资源战略考虑，合理使用进口酸性球团矿、天然块矿是不容置疑的．但是，人们在多用进口酸性球团矿还是多用进口天然块矿方面还存在判断上的困惑．在价格上进口天然块矿相比进口酸性球团矿要便宜；从环境保护角度来看，目前高炉使用的酸性球团矿是天然矿粉经过造块工艺获得的加工产品，其生产过程存在不同类型、不同程度的环境污染，而天然块矿则不存在高温加工工序的环境污染．从这些方面考虑，显然是多用进口天然块矿为宜．但是，根据传统认识，在这两种酸性炉料冶金性能比较方面，天然块矿不如酸性球团矿优异，特别是天然块矿自身的软熔特性相对较差【1】．因此，人们担心高炉使用天然块矿会对高炉顺行以及焦比等技术指标造成不利影响．这一顾虑影响了现代高炉使用块矿技术的发展．近年来，宝钢、首钢等企业的高炉含铁炉料中天然块矿的使用比例已达15％～20％，高炉的各项技术指标依然优良，且经济效益可观[2_4J．阿根廷Siderar公司的2#高炉在过去几年中也大量使用了块矿，其经济技术指标同样十分优良[5]．这些生产实践表明，使用天然块矿并不一定会对高炉冶炼产生不良影响，其中必然有深层的原因还有待探索和查明．为此，全面和深入地把握天然块矿的冶金性能，从理论上统一认识，以推动高炉合理使用天然块矿技术的发展，是非常必要和具有重要意义的研究课题．本文从天然块矿自身特性的角度出发，分析其对高炉冶炼的影响，并结合综合炉料考察高温区块矿的行为[6-7】，探讨高炉合理使用高比例块矿的可行性和技术方向．目前可供我国高炉使用的天然块矿主要有巴西块矿、澳大利亚块矿以及平衡碱度的国产海南块矿等．本实验共选用了六种天然块矿，其中三种澳矿L—A、L—B和L—C，两种巴西矿L—D和L—E，以及海南块矿L—F．为了比较和考察，同时选用了一种巴西酸性球团矿P～A和国内大型钢铁企业的两种高碱度烧结矿S1和S2．它们的化学成分列于表1．2．1块矿的理化性质比较进口的酸性含铁炉料的化学成分可知，无论在含铁品位方面，还是在脉石含量方面，天然块矿与酸性球团矿相差不大，只是在s，P杂质含量上，进口的天然块矿稍高于巴西球团矿，但因带入高炉的总量并不高，因此可以认为基本没有负面影响．的“生矿”，人们担心它会影响高炉焦比等．根据炼第29卷第3期2007年3月北京科技大学报J伽malsci蛐ceTech舯Io留BeijiIIg摘要由于对天然块矿的冶金性能认识不够全面和深入，影响了现代高炉使用块矿技术的发展．通过分析和实验，考察了世界主要产地的块矿的各种冶金性能．结果表明：天然块矿除自身软熔特性较差外，其他冶金性能均能满足现代高炉冶炼的要求；在高炉高温区块矿会与烧结矿发生交互反应。能够明显改善块矿自身的软熔特性，且可利用这一交互反应性优化块矿搭配模式．关键词高炉；天然块矿；冶金性能；高温交互反应分类号TF053Mar．20071)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京1000832)宝山钢铁股份有限公司炼铁厂，上海200941收稿日期：2005—12～31修回日期：2006_07-05作者简介：吴胜利(1955一)，男，教授，博士ofUnive体ityandV01．29No．3
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图l天然块矿的热爆裂指数DI(一6．3咖)测定结果数RDI+¨表示其抗低温还原粉化的能力．为了确根据GB／T13242—91标准测定了六种常用天铁理论可知[8|，“生矿”所固有的碳酸盐，在高炉内分解会消耗热量，冲淡还原性气氛；在高温下分解产生C02，不仅使焦炭因熔损反应而被消耗，而且也会破坏焦炭的强度，从而引起焦比的上升和下部焦炭料柱透气性的恶化．但是，应当指出：现代高炉所使用的天然块矿均属于低碳酸盐性质的高品位块矿，例如表l所列的常用块矿的碳酸盐分解产生C02量均在0．5％以下水平，不会对高炉冶炼带来明显的负面影响．因此，人们在这一方面存在的“生矿”顾虑可以得到化解．从天然块矿带入高炉的粉末情况来看，一般比酸性球团矿要高一些．这主要是因为天然块矿的湿度较大，其表面或多或少会黏附一些小颗粒的矿粉．为了避免入炉粉末过多影响高炉上部透气性，一般可以通过加强块矿入炉前的筛分工作予以解决．2．2块矿的热爆裂性块矿的热爆裂性是指块矿在