烧结生产对铁矿粉的质量要求

1、烧结生产简介

烧结产生的原因：过去炼铁只能将开采后的铁矿石大块筛出入炉使用，细粉无法入炉使用，堆得到处都是。慢慢的，高品位铁矿石大块越来越少，铁矿石细粉堆的越来越多。经过多年后，人们就设想可否将铁矿粉利用起来，终于研究出烧结的方法来利用铁矿粉。

所谓铁矿粉烧结，就是将细粒含铁物料与燃料、熔剂按一定的比例配料，再加水湿润、混匀和制粒形成混合料，布料于烧结设备上，通过点火、抽风，借助燃料燃烧产生的高温和一系列物理化学变化，生成部分低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒粘结起来，冷却后，即固结成为具有一定强度的多孔块状产品——烧结矿。烧结生产经历了固相反应、液相生成和冷凝固结的过程。

2、烧结对铁矿粉的质量要求

1）烧结矿强度、还原性与铁矿石自身强度、还原性的关系

烧结矿是一个由多种矿物组成的复合体，它由含铁矿物及脉石矿物组成的液相粘结而成，以鉄酸钙、鉄酸一钙为粘结相，其强度和还原性都好。硅酸盐、铁橄榄石、铁酸二钙为粘结相还原性差。

烧结矿的强度、还原性与铁矿石自身的强度、还原性有关。铁矿石的强度好、还原性好，烧结矿的强度、还原性相对也好。赤铁矿、磁铁矿自身强度都较好，褐铁矿、菱铁矿强度差，还原性好（见表1）。烧结矿的气孔率和还原性的关系，气孔率大，还原性好，但强度差。

2）铁矿粉的种类及粒度组成对烧结生产的影响

铁矿粉的粒度组成、矿物组成等直接影响烧结矿的质量及产能。不同铁矿石对烧结矿的质量及产能都有影响（见表1）。单种铁矿粉烧结性能较差，需要不同的矿种组成不同的矿物，具有较好的烧结性能。粒度组成对烧结质量及产能也有影响，粒度太大，混匀效果差，成分易偏析，烧结易产生生矿及强度差，粒度太细，影响烧结产能。最佳粒度0～8mm，其中3～6mm达35%以上较好。

3）铁矿粉成分对烧结生产的影响

碱度和SiO2含量影响

提高碱度（CaO/ SiO2）即提高CaO，为生成铁酸钙创造了条件，而且碱性熔体对铁氧化物的溶蚀比酸性熔体快，粘结相容易和残存原矿形成熔蚀结构，有助于提高烧结矿的强度，烧结是需要添加CaO的，因此，铁矿粉中的CaO是十分有益的。

SiO2含量应有一定含量范围，烧结矿成分中SiO2小于4.5%，将会影响烧结矿的产量和质量，SiO2含量低时，粘结相数量少，所以其强度及产量均低于高SiO2型；SiO2含量上升，降低了烧结矿铁品位（因为要增加CaO配比）。烧结矿中SiO2含量可以通过烧结配料来解决，控制在合理的范围，烧结矿中SiO2含量在4.7%～5.2%较为合适。

MgO含量的影响

加入MgO一方面能提高硅酸盐熔体的结晶能力，减少玻璃质含量，从而提高烧结矿强度；另一方面在熔剂性烧结料中加入适量MgO，由于出现新的含镁矿物可使硅酸盐熔化温度降低，其低熔点化合物可以完全熔融，增加了烧结料层的液相数量；另外，由于MgO的存在，减少了硅酸二钙及难还原的钙铁橄榄石、铁橄榄石生成的机会。但MgO含量不能太高，否则会影响烧结矿的强度和还原性。通常，铁矿粉中的MgO是十分有益的，因为铁矿粉中MgO含量不会高于烧结要求的含量，烧结是需要添加MgO的。

Al2O3含量的影响

Al2O3能加宽针状铁酸钙存在的温度范围，针状铁酸钙的生成量与Al2O3/SiO2值有关。据报道：针状铁酸钙最大生成量对应的Al2O3/SiO2值为0.3～0.35或SiO2/ Al2O3=2.85～3.0；Al2O3能增加液相表面张力，降低液相粘度，促进氧离子扩散，有利于铁酸钙的生成；Al2O3可降低烧结料的熔化温度，在相同的烧结温度下，液相量会显著增加。但烧结矿中Al2O3过高，会促使Fe2O3还原应力集中和膨胀裂纹扩展，从而会加剧低温还原粉化。