包钢烧结矿及球团矿在高炉内的冶炼特性及破损的试验研究

D01:10.13374/i.issn1001053x.1981.03.024 北京钢铁学院学报 1981年第3期 包钢烧结矿及球团矿在 高炉内的冶炼特性及破损的试验研究 包钢高炉炉瘤攻关小组周取定冯志坚橘鳙郭学信◆ 摘 要 本文通过55米$高炉的冶炼试验获得了包钢烧结可矿及球团矿的冶炼特性及在炉 内的破损情况。为了进行对比，并对白云矿高氧化镁的包钢烧结矿及太钢烧结矿进 行冶炼试验。 通过试验确定了包钢烧结矿及球团矿冶炼性能差、容易结瘤的主要原因是该矿 软熔温度低、膨胀粉化高，而其中碱金属及氟的循环富集造成的破坏作用起了决定 性的影响。文中并提出了改进包钢烧结矿及球团矿治炼性能的措施。 包钢高炉开炉以来生产技术上存在的问题是“三口一瘤”，即风口、渣口大量破损，铁 口严重侵蚀，高炉经常结瘤。1978年下半年以来“三口”已经得到解决，但炉瘤却越来越严 重。197)年下半年以来结瘤频繁，两座高炉在七个月内炸了八次炉瘤，严重影响全公司生产 计划任务的完成。究竞什么原因引起高炉结瘤？有人认为是包钢原料成分特殊，其中含有 鉀、钠、氟，烧结球团矿软熔温度低，初渣易熔易凝，有人认为高炉操作不当，冷却强度大、 炉衬材质不合适。为了弄清包钢高炉结瘤的原因，从根本上解决高炉结瘤问题，冶金部攻关 组及包钢公司决定在稀土公司有色二厂55米3高炉上进行包头矿的冶炼试验。自4月29日开 始到9月26日进行了白云矿、高碱度烧结矿、高氧化镁烧结矿、轻烧白云石烧结矿、包钢球 团矿及太钢烧结矿六种原料的冶炼。研究它们的冶炼特性及破损情况。同时利用多孔管插入 炉内以测定改进后烧结矿及球团矿的冶金性能及破损情况，以便从试验结果探讨包钢高炉结 瘤的原因，从而提出防止结瘤的措施。 一、包钢各种原料在高炉内的冶炼特性及破损试验 为了研究各种原料在高炉内的破损情况，在55M3高炉炉身开设三层水平取样孔。通过 传动系统驱动水平取样管，沿炉身径向定点（即靠近炉墙、炉中心及两者之间三点）取样。 测定其温度及媒气成分（沿半径取5点），水平取样孔位置及测试管结构见图1，图2。 ◆本文试验工作由包钢高炉炉瘤攻关组小高炉试验组全体同志完成，由试验小组委托我 等四人总结，由周取定同志执笔完成。 18

北 京 钢 铁 学 院 学 报 年第 期 包钢烧结矿及球团矿在 高炉 内的冶炼特性及破损的试验研究 包 钢高炉炉瘤 攻 关小 组 周取定 冯 志坚 杨 郭学信 摘 要 本 文通 过 米 高炉 的冶炼试 验 获得 了包钢 烧结矿 及 球团矿 的冶炼特性及在 炉 内的破损 情况 。 为 了进行 对 比 ， 并对 白云矿 高氧化 镁 的包钢 烧结矿及 太钢 烧结矿 进 行 冶炼试 验 。 通 过试 验 确定 了包 钢 烧结矿及 球团矿 冶炼性能差 、 容 易结 瘤 的主 要 原 因是 该矿 软 熔温 度低 、 膨胀 粉 化 高 ， 而 其 中碱 金属及 氟的循 环 富集造成 的破坏 作用起 了碑定 性 的影响 。 文 中并提 出 了改进包钢烧结矿及 球 团矿 冶炼性能 的措施 。 包 钢 高炉开 沪 以 来生 产技 术上存在 的 问题是 “ 三 口 一瘤 ” ， 即风 口 、 渣 口 大 量破损 ， 铁 口 严 重侵蚀 ， 高炉经 常结瘤 。 年 下半年 以 来 “ 三 口 ” 已经 得 到解决 ， 但炉瘤 却越 来越 严 重 。 年下半 年以 来结瘤频 繁 ， 两座 高炉在七 个月 内炸 了八次炉瘤 ， 严 重影响全公 司生产 计 划 任务的 完成 。 究竟 什 么 原 因 引起 高炉 结瘤 有人 认 为是 包 钢原料成分特殊 ， 其 中含有 钾 、 钠 、 氟 ， 烧结球团矿软 熔 温度低 ， 初 渣易熔 易凝， 有人认为高炉操 作不 当 ， 冷 却强 度大 、 炉衬 材质 不 合适 。 为 了弄 清 包钢高炉结瘤的原 因 ， 从 根本 上解 决高炉结瘤 问题 ， 冶 金部攻关 组 及 包钢公 司 决定在 稀土公 司有色二厂 米 高炉上 进 行 包头 矿的 冶炼试验 。 自 月 日开 始 到 月 日进 行 了 白云矿 、 高碱度烧 结矿 、 高氧 化镁烧 结矿 、 轻 烧 白云 石烧结矿 、 包 钢球 团矿 及太钢 烧结矿 六种 原 料的 冶炼 。 研究 它们的 冶炼特性及破损情 况 。 同时利用 多孔管插入 炉内以 测 定改 进后 烧结矿 及球团矿 的 冶 金性能及破损情 况 ， 以 便从 试验 结果探讨 包钢 高炉结 瘤的原 因 ， 从而提 出防止结 瘤的措施 。 一 、 包钢各 种 原料 在 高炉 内的冶 炼特 性及 破 损试 验 为了研 究 各种原 料在高炉内的 破损 淆况 ， 在 ， 高炉炉身 开设三 层 水平取样孔 。 通 过 传 动系统驱 动水 平取 样 管 ， 沿炉身径 向定点 即靠近 炉墙 、 炉 中心 及两者之 间三点 取样 。 测 定 其 温度 及煤气 成 分 沿半径 取 点 ， 水 平取样孔位 置 及测 试管结 构见 图 ， 图 。 本 文试 验 工 作 由包 钢 高炉炉 瘤攻 关 组 小 高炉试 验组 全 体 同志完成 ， 由试 验 小组 委 托我 等 四人 总结 ， 由周 取 定 同志执 笔完 成 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1981．03．024

古14000炉喉取气测温孔 古12410邻【层取样孔 吉10430筇【层取样孔 1312 古8420第1层取样孔 4500 专7200第1层炉的平句 图2水平取样、取气管 1-耐热钢，2-普通钢管，3,4-冷却水套管 5-进出水，6-堵头，7-取样杆，8-固定环 9通气孔，10-热电偶，11-取气管， 12-热电偶套管，13-压紧螺母。 A-固体样取样管，B-煤气成分及温度测量管 图1水平取样孔位置 水平取样管A为水冷套管共4500毫米由普通钢制成，其端部取样部分中57×3.5×200 米由耐热钢制成。当取样管伸入指定位置时，松开定位环8，借助堵头向管内移动而取得样 品。取气测温管B亦为水冷套管，由普通钢制成而其端部进气部分由耐热钢制成，热电偶插 在中间。为了提高测量的准确及迅速性，电偶端裸露于煤气中，先测边部及炉中心温度，然 后自中心逐步后退测得其余各点（当电偶的MV不变时记录其读数）。 水平取样根据六种不同原料的冶炼时期、不同原料配比，不同装料制度取了二十多次， 将所取得的矿石及焦炭的混合样品进行分类，各类进行筛分、化学分析、岩矿相分析以求得 其矿石在炉内各水平的粉化率、透气性，软熔温度、矿石中的鉀、钠、氟的富集。矿石的还 原度按下式计算。(TFe°、FeO°代表烧结矿还原前的化学分析)。 R-[1-0,4T558品器0××10o% 1,各种烧结矿及球团矿的治炼条件及其主要技术经济指标 为了比较各种原料在高炉内的冶炼特性及破损情况，力求选用单一矿种的冶炼时期，其 装料制度也力求大致相同以便对比。表1列出各种原料的化学成分及粒度组成。表2列出其 冶炼时的主要技术经济指标。由表2可知，各冶炼时期高炉冶炼条件仍不尽相同，经过原料 表1 各种原料的化学成分及入炉的粒度组成 D=方 矿种TFe FeO Cao SiO2 MgO K:ONa2O >4040-25-10- 25 10 <5 dini 5 (毫米) 白云矿51.204.5 7.657.76 0.180.374.52 22 46 23 5 33.20 商氯镁50.4513.0312.635.494.010.2130.231.90 烧结矿 1422 14.1715.54.3322.91 4f0.7154512.65.762.5021p.29 1.9011.5 27 4019.5 2 22.84 高碱度 烧结矿 51.3615.4612.985.651.440.2250.262.0416.5 2542.511.54.5 24.5 球团矿56.551.086.44.751.810.2010.23 1.24 太钢烧 结矿 53.3415.8112.857.442.340.120.040.0243.013.4350.1730.832.5717.55 19

，「下 曰 丫仁门厂一 】 ‘ 月一。 第 层 取 样 孔 月 第 层取 样孔 几 第 。 ， 。 层 第 炉”“ 、 平 取 台 样、 ， 汗一 门 户共 昌应星鸯么了 ，三三互廷垂瓣三至三拜尹 图 水 平取 样 、 取气 管 一 耐 热钢 ， 一 普 通 钢 管 ， ， 一 冷却水套 管 一 进 出水 ， 一 堵头 ， 一 取样杆 ， 一 固定 环 一 通 气孔 ， 一 热电偶 ， 一 取 气管 ， 一 热 电偶 套 管 ， 一压 紧螺母 。 一 固体样 取样 管 ， 一煤气成分 及 温 度 测 管 图 水 平 取 样 孔 位 置 水 平取 样 管 为水 冷套 管共 毫米 由普通 钢 制 成 ， 其端 部取 样 部分 小 毫 米 由耐热 钢 制成 。 当取样 管伸入 指 定位 置 时 ， 松 开定位环 ， 借 助 堵头 向管 内移 动 而取得样 品 。 取 气 测 温管 亦 为水 冷套管 ， 由普通 钢 制成而 其端 部进气 部分 由耐热 钢 制 成 ， 热 电偶插 在 中间 。 为 了提 高测 量的 准确 及迅速 性 ， 电偶端裸 露于 煤气 中 ， 先测边 部及炉 中心 温度 ， 然 后 自中心逐 步后 退 测得 其余各点 当 电偶的 不 变 时记 录 其读数 。 水 平取 样根 据六种 不 同原料的 冶炼时期 、 不 同原 料 配 比 ， 不 同装 料制度取 了二十多次 ， 将所取得 的 矿石及焦炭 的 混 合样品进 行分类 ， 各类进 行筛 分 、 化学 分析 、 岩矿 相 分析以 求得 其矿石在炉 内各水 平的 粉 化率 、 透 气性 ， 软 熔 温度 、 矿石 中的钾 、 钠 、 氟的 富 集 。 矿石的 还 原 度按下式计 算 。 “ 、 。 代 表烧结矿还原 前的 化学 分 析 。 “ 〔 ， 一 一 “ 一 。 。 、 了下万 沪 各种 烧 结矿 及 球 团 矿 的冶炼 条件 及其主要 技 术 经济 指 标 为了比 较各种 原 料在高炉 内的 冶炼特性 及破损 倩况 ， 力求选 用 单一 矿种 的 冶炼 时期 ， 其 装 料制 度也 力求大 致相 同 以 便 对 比 。 表 列 出各种 原 料的 化学成 分 及粒度组 成 。 表 列 出其 冶炼 时的主 要技术经 济指标 。 由表 可 知 ， 各冶炼时期高炉 冶炼条件仍 不尽 相 同 ， 经 过原 料 表 各种原 料的 化学成分 及 入炉的 粒度组成 ‘ 一 一 ， 公 犷 种 。 … 一 ， … 。 ， ， 通。 丁 下 丁 匕 …百而丫 立二止三上二止二皿三二上二巨二匕止…二上旦卫生二二卫鱼速 全巡些些三 匕丝 一 巨 二巨上竺些 」困竺 巨 圣 二…竺竺 曝黝三兰些巨逆扭业竺些生竺兰竺 …竺 竺竺】竺些…兰竺 叹 ，‘ ‘ 冲 ‘乡二 竺业兰竺业竺 巨理 巨 些 引竺胜 ‘ · … ‘ · 、 … · ” · 卜 · … “ · ” · … · 。 ‘ · 弓 … · “ · ， · · ‘ · ” · ‘ … ‘ · ‘ · ‘ ” · 。 … 。 · … · ‘ 一 抓行品乞公…牙茄户百石协〔诚… 一 石百 …而 。石 舜正 亏

表2 各种原料冶炼时的主要技术经济指标 高氧化镁烧轻烧白云石高碱度烧结 球团矿 指 标 白云矿 (5.2224) 结矿(7.22一烧结矿(8.14矿(8.23~ (9.15 太钢烧结矿 25) 15) 24) 16) (9.17-19) 穷 数 0.903 1.348 1.285 1.089 1.095 1.182 冶 强 1.069 1.054 0.995 1.063 。 0.982 1.12 焦 比 1.18 0.781 0.774 0.977 0.941 0.950 风温（℃） 854.6 836.25 843.4 748.3 895.5 661.3 风压（大气压 0.411 0.479 0.427 0.461 0.428 0.447 铁中(Si) 0.936 0.7045 0.558 1.07 1.0 1.28 装料制度、 3PPKK+2KPK PPKK PPKK 2PK+3PKKKP PPKK 0.8M↓ 0.8M 0.8M+ 0.5M↓ KKPP 0.8M4 0.8M 炉渣碱度 1.27 0.92 1.05 1.13 1.05 1.038◆ 折合系数 0.903 1.39 1.312 1.142 0.905 1.22 折合焦比 1.180 0.771 0.776 0.923 1.054 0.885 ◆为Ca0/Si02其它均为Ca0-1,47Fz/Si0, 的含铁品位、风温、生铁含硅校正后，从焦比指标来看，以高氧化镁烧结矿、轻烧白云烧结 矿及太钢烧结矿冶炼效果最好，其焦比低、系数高，其次是高碱度烧结矿，最次的是白云矿 及球团矿。 2.各种原料沿高炉各水平的还原度的变化 为了比较各种原料在高炉内的还原度，在以上冶炼期中又选择了冶炼条件大致相同的试 验数据作比较，并绘于图3。 图3各种原料在炉内各水平的还原度 1-白云矿 米 2-高氧化镁烧结矿 3-整烧白云石烧结矿 4-高碱度烧结矿 5-太钢烧结矿 6-球团 10 203040506070 还原度% 从图3可知：在高炉炉身中上部白云矿及高氧化镁烧结矿不易还原，轻烧及高碱度烧结 矿还原性较好，太钢烧结矿比高碱度烧结矿还原性好，球团矿还原性最好。 白云矿冶炼时虽然焦比较高，由于生矿冶炼渣量大各水平的煤气及炉料温度并不高，而 白云矿本身结构致密（实验室测定其全气孔率为7.15%，高碱度烧结矿为25.5%），平均直 径大因而还原度较低。 高氧化镁烧结矿有较好的冶炼性能但其还原性差。根据实验室试验表明【，：随着烧结 矿中氧化镁含量增加，烧结矿的还原度下降。当氧化镁含量超过3.5时还原度急剧下降，但 在1100℃以上时高氧化镁烧结矿比高碱度烧结矿还原性好。 太钢烧结矿比高碱度烧结矿有较好的还原性，主要原因由于前者的平均直径比后者小一 20

表 指 标 白 云 矿 各种原 料冶炼时的主 要技术经 济指标 高氧 化镁 烧 轻烧 白云石 高碱度 烧结 结矿 烧结矿 矿 球 团矿 太钢烧结矿 一 八， 系 数 冶 强 焦 比 风 温 ℃ 风压 大气压 铁中 装料制度 、 炉渣碱度 折 合系数 折合焦 比 杏 杏 艺 咨 ， · · 杏 杏 一 奋 为 其它均为 一 的 含铁品位 、 风温 、 生 铁 含硅校正后 ， 从焦比指标来着 ， 以 高氧化镁烧结矿 、 轻烧 白云 烧结 矿 及太钢烧结矿 冶炼效果 最好 ， 其焦比低 、 系数高 ， 其次是 高碱度烧结矿 ， 最 次的 是 白云矿 及球团矿 。 各种 原料沿离炉 各水平 的还 原度的变化 为了 比较各种原 料在高炉内的 还原 度 ， 在 以 上 冶炼期 中又 选择 了冶炼条件大致相 同的试 验数据作比较 ， 并绘 于 图 。 框 颤族 嗽 卜 图 各种 原 料在 炉 内各水平 的还 原度 一 白云 矿 一 高氧化 镁 烧结矿 一 较 烧 白云 石 烧结矿 一 高碱度 烧结 矿 一 太钢烧结矿 一 球团矿 还 原度 从图 可 知 在 高炉炉身中上 部 白云矿 及高氧 化镁烧 结矿 不 易还原 ， 轻烧及高碱度烧结 矿 还原性较好 ， 太钢烧结矿 比高碱度烧 结矿 还原性好 ， 球 团矿 还原 性最好 。 白云矿 冶炼时虽然焦 比较 高 ， 由于生矿 冶炼渣量 大各水 平的 煤气 及炉料温度 并不 高 ， 而 白云矿本身结构致密 实验 室 测定 其全 气孔率为 ， 高碱 度烧 结矿 为 ， 平均直 径 大因而还原度较低 。 高氧 化镁烧 结矿有较好的 冶炼性能 但 其 还原 性差 。 根 据 实验 室试验 表 明 ‘ ， 随 着烧结 矿 中氧 化镁 含量 增加 ， 烧结矿的 还 原度下降 。 当 氧化镁含量超 过 时还原度急剧 下降 ， 但 在 ℃ 以上 时高氧 化镁 烧结矿 比高碱度烧结矿还原性好 。 太钢 烧结矿 比高碱度烧 结矿有较好的 还原性 ， 主 要原 因 由于前者的 平均 直径 比后 者 小一

倍（见表1)，此外太钢烧结矿粘结相矿物铁酸钙较高。 包钢球团矿具有最高的还原性是由于它本身的膨胀体碎裂所造成的。据实验室数据【， 其900℃的膨胀率达到40.57%。分步还原其第一阶段(FezO3→Fe3O,)膨胀率为49%，第 三阶段(FexO→Fe)膨胀率为170%。高炉中各层取样丧明，在高炉第I水平层已无完整 球团，出现了大量粉末，因而有利于还原。 3.各种原料沿高炉各水平的还原粉化 各种原料沿高炉高度各水平的还原粉化率见图4。从图4可知白云矿及高氧化镁烧结 矿有较低的粉化率，高碱度烧结矿、轻烧白云石烧结矿太钢烧结矿次之，球团矿最高。原料 图4各种原料在炉内各水平的 还原粉化率（虚线所表示 鼓点产生软熔，此数仅供 参考)1-6同图3 2468101214161820222京3040 粉化泽(<3密米)% 在高炉内的粉化率(<3毫米)与各种原料在炉内的还原状况有密切关系。由岩相分析表明， 当烧结矿或球团矿中a-Fe2O3还原为FesO,时有体积膨胀，出现了还原碎裂带，此外铁氧化 物及粘结相被还原也出现微孔降低其强度。因此在炉料向下运动受重力及煤气冲刷作用下， 粒度变小并产生粉末。在包钢高炉的原料及煤气中有碱金属的作用更促进其还原粉化，此点 见图5。据此分析各种原料的还原粉化率与还原度存在着相应的关系是必然的。 4,各种原料在治炼过程中透气性及阻损的变化 为了寻求各种原料在冶炼过程中的透气性及阻损的变化，曾在高炉炉身设有静压力计， 安装位置见第6节。现选择各矿种冶炼时期，其装料制度及其它冶炼条件大致相同的时期作比 较，其结果见图5。 H 0.7t 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.1 0.3 0.3 09 0.2 0.2 0.1 01 100961u096100% 10%20%100”。 白云 太原 轻烧 高KU球I团 球团 图5各种原料在高炉冶炼时全炉透气性指数(/公P)及单位高度阻损（△P/H) 21

倍 见 表 ， 此外太钢 烧结矿 粘 结 相矿 物铁 酸钙 较高 。 包钢球 团矿具有最 高的还原 性是 由于它本 身的膨胀体碎 裂所造成的 。 据 实验 室数据 ’ ， 其 ℃的 膨胀 率 达 到 。 分 步还原 其第一阶段 ‘ ‘ 膨胀率 为 ， 第 三 阶段 ， 膨胀率 为 。 高 炉 中各 层 取 样 表 明 ， 在 高炉第 水平层 巳无完整 球团 ， 出现 了大量 粉 末 ， 因而有利于还原 。 各种 原料 沿高炉 各 水平 的还 原 粉 化 各种原 料沿高炉高度 各水 平的 还原 粉 化率见 图 。 从 图 可 知 白云 矿 及 高 氧 化 镁 烧 结 矿有较 低的 粉 化率 ， 高碱 度烧结矿 、 轻 烧 白云石烧结矿太钢 烧结矿 次之 ， 球团矿最 高 。 原料 图 各种 原 料在炉 内各水 平 的 还 原粉化 率 虚 线所表 示 鼓 点产 生软熔 ， 此 数 仅供 参 考 一 同 图 之戈》 二之几一石 皿百 明阵关砌创健忆族 吕 招 扮 化率 毫米 在 高炉内的 粉 化率 毫米 与各种原料在 炉内的还原状 况有密切 关系 。 由岩相 分析表 明 ， 当 烧结矿 或球团矿 中 一 还原为 ‘ 时有体积 膨胀 ， 出现 了还原碎裂带 ， 此 外铁软 化 物及粘结相被还原也 出现 微孔 降低 其强度 。 因此 在炉料 向下运 动 受 重 力及煤气冲刷 作用 下 ， 粒度变小并产生 粉末 。 在 包 钢 高炉的原料及煤气 中有碱 金属的 作用 更促 进 其还原粉 化 ， 此点 见图 。 据 此 分析 各种原 料的还原粉 化率 与还原度存在着相 应的 关系是 必 然的 。 各种 原料在 冶炼 过 程 中透 气性及阻 损 的变化 为了寻求各种原 料在 冶炼过程 中的 透气性 及阻损的 变 化 ， 曾在高炉炉身设有静压 力计 ， 安装位 置见第 节 。 现选择 各矿种 冶炼时期 ， 其装 料制度 及其它 冶炼 条件大致相 同的 时期 作比 较 ， 其结果见 图 。 ，一 … ，曰通”︸ … 口下〕 丁’ 玺 竺△ 有 ‘ 省竺 ，‘ 太 原 轻烧 ，币 高 球 团 于。 球 以 图 各种原 料在 高炉冶练时全 炉透气性指数 广△ 及 单位 高度 阻损 △

从图5可知：在整个冶炼过程中在相同的装料制度下，太钢烧结矿及白云矿的透气性指 数最好，其单位高度的阻损也最低。轻烧及高碱度烧结矿次之，球团矿最差。球团矿只有改 变装料顺序发展边缘气流才能维持高炉顺行，但焦比上升。 太钢烧结矿还原粉化率高、粉末多，为什么其透气性指数高而单位高度压损低呢？此点 可从炉内各水平层间的透气性指数及单位高度压损的变化加以分析。 图6说明太钢烧结矿在炉内W-【层内透气性指数比白云矿及高碱度烧结矿都要低，而 相应的单位高度压损则较高，这与太钢烧结矿的平均粒度小及较高的还原粉化率有密切关 系。但在夏~I层内，太钢烧结矿的透气性指数仍次于白云矿但优于高碱度烧结矿，初步认 为高碱度烧结矿在此层有些软熔，而白云矿虽有软熔但由于其粒度大仍保持相当的块度。而 在【~【层太钢烧结矿的透气性指数超过了高碱度烧结矿及白云矿。这说明确实由于矿石的 软熔性不同而起作用。 (h) 0 8121620 68010 1(米/份/笔米求柱) A1P/1I×10 1一太钢烧结矿，2-高碱度烧结矿，3~白云矿 V-料面至I水平层间，夏-II水平及I水平之间，I-II水平至I水平之间， I一0I水平至风口之间 图6各种原料在炉内各水平层间的透气性指数(a)及单位高度压损(b)的变化 5.各种原料在高炉内各腰的宏观结构及软熔状况 各种原料在高炉内由于温度上升及还原气体的作用，表面被还原组织疏松开裂，在下降 过程中剥落生成各种粉末。当它达到一定温度时软熔，并粘结在物料的颗粒上或独自形成熔 团。各种原料从各层取出的样品其实物照片见图版1。其微观结构见图版2（详见岩相专题 分析)。 从图版可知：各种原料在【水平除球团矿外均未发生粘结，一般外观结构完好有不同程 度的还原层。还原层疏松强度差并有开裂。在I水平白云矿及高碱度烧结矿均出现粘结及软 熔，其它烧结矿还原层加深、棱角变园、粒度变小，表面粘附有些烧结矿粉末。在第I水平 轻烧白云石烧结矿、高氧化镁烧结矿以及太钢烧结矿个别点也出现熔结或熔团。根据高炉实 际取样观察，其开始软熔温度白云矿为819~361℃，高氧化镁烧结矿为1110℃，高碱度烧结矿 为1006℃，轻烧白云石烧结矿为1055℃，太钢烧结矿为1060一1246℃，球团矿为805~810℃。 6,各种原料在炉内下降过程中钾、钠、氟的富集及其对原料粉化的影响 各种原料在高炉内下降过程中都有不同程度的富集，以K2O的富集率最高。以第【层 取出的原料与其原始K,O含量相比，增加了3~17倍。在熔团中K2O的富集可达25倍。 Na:O的富集为1~13倍，F2的富集达1一6倍。原料中钾、钠、氟的富集是由于它们通过 高炉煤气循环富集的结果，因之其富集程度取决于原料入炉前本身含钾、钠、氟的大小以及 高炉内操作条件，如炉温的高低及排碱状况等。 22

从图 可 知 在 整个冶炼过程 中在相同的装料制度下 ， 太钢烧结矿及白云矿的透气性指 数最好 ， 其单位 高度的 阻损也最 低 。 轻 烧 及高碱 度 烧结矿 次之 ， 球团矿 最差 。 球 团矿只 有改 变装料顺序 发展边缘气 流才 能维持 高炉顺行 ， 但焦 比上 升 。 · 太钢 烧 结矿还 原粉 化率 高 、 粉末多 ， 为什 么 其透 气性指数高而单位 高度压 损 低 呢 此点 可从炉 内各水平层 间的透 气性指数 及单位 高度压损的 变 化加 以 分析 。 图 说 明太钢 烧结矿在炉 内 一 层 内透 气 性指 数 比 白云矿 及高碱度烧结矿都 要低 ， 而 相应的 单位 高度压 损则较高 ， 这 与太 钢 烧 结 矿的 平均 粒度小及较高的还原 粉 化率有密切 关 系 。 但 在 一 层 内 ， 太钢 烧结矿的 透气性 指数仍 次于 白云 矿 但 优于 高碱度烧结矿 ， 初 步认 为高碱度烧结矿 在此 层 有些 软熔 ， 而 白云矿 虽有软熔但 由于其粒度大仍保持相 当的块度 。 而 在 一 层 太钢 烧结矿 的 透气性指数超过 了高碱度 烧结矿 及 白云矿 。 这说 明确实由于矿石的 软 熔性不 同而起作用 。 一 刊月 工 比 ， 人 米 ，乃万毫米未枉 么 欠 。 一 太钢烧结矿 ， 高碱 度烧结 矿 ， 几一 白云 矿 一 一 图 料 面至 水平层 间， 一 ，水 平及 水 平之 间 一 水 平至 水 平之 间， 水 平至 风 口 之 间 各种原料在炉 内各水 平层 间 的透气性指数 及 单位 高度压 损 的变化 各种 康料在离护 内各层 的宏观 结构 及软熔状 况 各种原 料在高炉内由于温度上 升 及还 原气体的 作用 ， 表 面被还原组织疏 松开裂 ， 在 下降 过程 中剥落生成各种 粉末 。 当它达 到一定 温度 时软 熔 ， 并粘结在物 料的颗 粒 上或独 自形成熔 团 。 各种原料从 各层取 出的 样品 其实物照片见图版 。 其微 观 结构见 图 版 详见岩相 专题 分析 。 从图版可 知 各种原 料在 水平除球 团矿 外均 未发生粘 结 ， 一般外观 结构完好有不 同程 度的还 原层 。 还 原层 疏 松强度差 并有开裂 。 在 水平 白云矿 及高碱度烧结矿均 出现粘结及软 熔 ， 其它 烧结矿还原层 加 深 、 棱 角变 园 、 粒度变小 ， 表面粘附有些烧结矿粉末 。 在第 水平 轻 烧 白云 石烧结矿 、 高氧 化镁烧结矿 以 及太钢 烧结矿 个别点也 出现熔 结或 熔团 。 根 据 高炉实 际取样观 察 ， 其 开始软熔温度 白云矿为 ℃ ， 高氧 化镁 烧结矿为 ℃ ， 高碱 度烧结矿 为 。 。 ℃ ， 轻 烧 白云 石烧 结矿为 ℃ ， 太钢 烧结矿为 一 ℃ ， 球团矿为 ℃ 。 各种原料在护 内下降过 祖 中钾 、 钠 、 报 的富绍 及其对原料 粉 化 的影晌 各种 原料在高炉内下 降过程 中都有不 同程度 的富 集 ， 以 的富 集率最 高 。 以 第 层 取 出的 原 料与 其原始 含量 相 比 ， 增加 了 倍 。 在 熔 团 中 的富 集可 达 倍 。 的富 集为 倍 ， 的富集达 一 倍 。 原料中钾 、 钠 、 氟的富集是 由于它们通 过 高炉煤气循环富 集的 结果 ， 因之 其富 集程度取决于 原料入 炉前本身含钾 、 钠 、 氟的 大小 以 及 高炉内操作条件 ， 如 炉温的 高低 及排碱状 况等

(1)不同原料条件对钾、钠、氟富集的影响 图7为包钢高碱度烧结矿及太钢烧结矿在高炉内各层钾、钠、氟富集的变化。 K:0) :U (b) 0 234 012 图7高碱度烧结矿及太钢烧结矿冶炼时，各水平层钾、钠及氟的富集 (a)包钢高碱度烧结矿(b)太钢烧结矿 横坐标为KzO,NazO,F2% 从图7可以看到：包钢高碱度烧结矿入炉前K2O,Na2O,F,的含量分别为0.225%， 0.26%,2.04%,到达1水平时，其含量分别为1.7%，1.88%及3.76%。而太钢烧结矿其 入炉前的K2O,Na20、F:含量分别为0.12%，0.04%，0.024%，而到达1水平时分别为 2.01%,0.55%及0.14%。从分析数据可知：由于太钢烧结矿含钾、钠、氟低，因而原料中 富集也少。但取样中发现钾的富集很高，经查明由于太钢烧结矿是继球团矿冶炼后进行，炉 墙有残留炉瘤所致。 (2)原料粉末中钾、钠、氟的富集 图8为包钢高碱度烧结矿冶炼时在炉内各水平取出样品中大于10毫米颗粒及10老米，虚线<3老米)' 1.0203000 K.0,X..0,P 23

不 同原 料条件对钾 、 钠 、 氟富 集的 影响 图 为 包 钢高碱度烧结矿 及太 钢烧 结矿在高炉 内各层 钾 、 钠 、 氟富 集的 变 化 。 ， ， 了 ’ 图 高碱度 烧结矿及 大钢 烧结 矿冶炼时 ， 各水平层 钾－、 钠及 氟的 富集 包钢 高碱度 烧结矿 太钢 烧结 矿 横 坐标为 ， ， 从 图 可 以 看到 包 钢 高碱 度烧结矿 入 炉前 ， ， 的 含量 分别 为 ， ， ， 到达 水 平时 ， 其 含量 分别 为 ， 及 。 而太钢 烧结矿其 入 炉前的 ， 、 含量 分别 为。 一 ， ， ， 而 到达 水平 时分别为 ， 。 及 。 从分析数据可 知 由于太钢 烧结 矿 含钾 、 钠 、 氟低 ， 因而原料中 富集也少 。 但取 样 中发现钾的富 集很 高 ， 经 查 明 由于 太钢 烧结矿是 继球团矿 冶炼后 进行 ， 炉 墙有残 留炉瘤所 致 。 原料粉 末 中钾 、 钠 、 氟的富 集 图 为包 钢高碱度烧结矿冶炼时在 护内各水 平取 出样 品 中大于 毫米颗 粒 及 毫米粉 末中钾 、 钠 、 氟 含量 的 变 化 。 从 图可 知粉末 中钾 、 钠 、 氟的富 集超 过 大颗粒 。 其原 因是粉末 本身就 是大块 友面富 集钾 、 钠 、 氟较 多的 还原粉 化产 物 ， 此 外炉内积 聚的 粉末 透气性不好且 表面积 大 ， 更 易接受 钾 、 钠 、 氟蒸气的 沉积 ， 因而其富 集率 达 到原 始 含量 的 ， 及 倍 。 、 磷之 。 护 夕 ， 图 高碱度烧结 矿 大颗粒 及 粉 末 中 钾钠 氟的富集 实线 毫 米 ， 谬 虚 线 毫米 ﹄、 认嗽 匕协入叭 、 ‘ 、 、 ‘ 、 、 一 一 一 一 一 一 ‘ 一 习匕一一 ， 汤 咬 ， 入 ‘ 砚

(3)高炉炉渣排碱对原料中钾钠氟富集的影响 图9表示高碱度烧结矿及高氧化镁烧结矿在高炉冶 炼时虽然其原始碱金属及含氟量接近，但由于高氧化镁 烧结矿冶炼时炉渣中MgO含量提高，渣中碱金属氧化 物含量由原来0.99%提高到1.44%。由于炉渣中排除的 碱金属提高，煤气中碱金属含量也减少，因而原料中碱 金属及氟的富集减轻了。此外高氧化镁烧结矿冶炼时期 I及I水平的煤气温度比高碱度烧结矿冶炼时低100℃ 左右对碱金属富集的减轻也起一定作用。 (4)原料中钾、钠、氟含量对它的粉化的影响 比较图4中各层原料的还原粉化率以及图7-9中各 层原料中钾、钠、氟的富集可以看到它们之间存在着相 1.02.03.04.0 K:0,Na:O,F:% 应的关系，即粉化率随着鉀、钠、氟的富集而增加。但从 以上的数据尚难看出原料中鉀，钠、氟的富集对原料粉化 图9高氧化镁烧结矿 (虚)及高碱度烧结矿 率的直接影响。因为烧结矿的粉化与它在炉内的还原度 (实线)冶炼时，钾、 有密切的关系。由于炉内各水平层煤气温度及还原能力 钠、氟在原料中的富樂 都在变化，因而烧结矿的粉化率上升不一定由于或仅仅由于鉀，钠、氟富集的影响。根据实验 室数据说明【3，包钢高碱度矿在固定温度下进行还原，随着煤气中含鉀蒸气的增加其粉化率 相应上升。钾蒸气对烧结矿在还原过程的破坏作用主要是促进其还原过程，提高其还原度， 促进烟炭沉积和枪晶石的分解，并生成低熔点的硅酸盐，导致烧结矿产生较多的碎裂。 二、原料在多孔管内的测试 多孔管测试是在高炉实际生产条件下测试各种原料的冶金性能。此种试验可以较准确的 了解各种原料的冶金性能一一特别是它们的还原性、粉化率、软化性而节省巨大的冶炼费 用。 多孔管设计是采用中63毫米普通无缝钢管长度为7一9米。管下端两米处钻有中5~中8 毫米小孔800个，以便使煤气及试样充分接触，见图10。 该管装料时分五段，每段1米高，内装入烧结矿（粒度为10一25毫米）或球团矿(12一13 毫米)半米及焦炭(20一25毫米)半米。管内安装有铠装热电偶及煤气取样管。该管自炉 顶特开小孔插入料面。随着炉料下降而到达料面下5米再以卷扬机向上拔出，然后每段锯开 取出矿样进行筛分，以10毫米500克作小转鼓试验（转鼓 中130×200毫米，每分32转，转动20分)，以<3毫米%为还原强度指数，然后按各级比例 取化验样200克，各段分别取矿相样。 多孔管除了测试第一部分所用六种原料外，并测试改进后的球团矿。包头精矿配加15% 精矿，10%公益民矿粉，12%白云石以及鞍山球团矿及澳大利亚矿进行冶金性能的对比试验， 前后进行30多次。为了比较其测试结果迭取高炉作业条件近似及多孔管测试条件近似的测试 数据进行分析。 24

产 ﹄一 、、、 高炉炉渣排碱对原料 中钾钠氟富集的影响 图 表示高碱 度烧结矿 及高氧 化镁烧结矿在高炉冶 炼时虽 然其原始碱金属 及 含氟量 接近 ， 但 由于高氧 化镁 烧结矿冶炼时炉渣 中 含量提高 ， 渣 中 碱金属氧 化 物 含量 由原来 ” 提高 到 。 由于炉渣 中排除的 碱金属提高 ， 煤气 中碱 金属 含量 也减少 ， 因而原料 中碱 金属 及氟的富集减轻 了 。 此外高氧 化镁烧结矿 冶炼 时期 及 水平的 煤气温度比高碱 度烧结矿 冶 炼 一 时 低 ℃ 左右对碱金属富集的减轻也起一定作用 。 原料中钾 、 钠 、 氟含量 对它的 粉 化的 影响 比较图 中各层原 料的还原粉 化率 以 及 图 一 中各 层原 料中钾 、 钠 、 氟的富集可 以看 到它们之 间存在着相 应的 关系 ， 即粉 化率随着钾 、 钠 、 氟的富 集而增加 。 但从 以上 的数据 尚难 看 出原 料中钾 、 钠 、 氟的 富集对原料粉化 率 的直接影 响 。 因为烧 结矿 的粉 化与它 在炉内的 还原度 有密切 的 关系 。 由于 炉内各水平层 煤气温度及还原能 力 水 夕 靛 ， ， 矿 、 烧结钾富集 ， 在及高原冶氧高炼碱料化度镁时中的 线氟 虚实 、 钠图 都 在变化 ， 因而烧结矿的 粉 化率上 升不一定 由于 或 仅仅 由于钾 、 钠 、 氟富集的影 响 。 根据实验 室数据说 明 〔 ， ， 包 钢高碱 度矿在 固定 温度下进 行还原 ， 随 着煤气中含钾蒸气的 增加 其粉 化率 相 应上 升 。 钾蒸气对 烧结矿在还原 过程的破坏 作用主 要是促 进 其还原过程 ， 提高其还原度 ， 促进烟炭 沉积 和枪晶石的 分解 ， 并生成低熔点的 硅 酸盐 ， 导致烧结矿产生较多的 碎裂 。 二 、 原 料在 多孔管内的测试 多孔 管测试是在高炉实际生产 条件下测 试 各种原料的 冶 金性能 。 此种 试验可以较准确的 了解各种原料的 冶金性能 一特 别是它 们 的还 原性 、 粉 化率 、 软化性而节省 巨大的 冶炼费 用 。 多孔管设计是采用 中 毫米普通无缝 钢管长度为 一 米 。 管下端两米处钻有小 一 小 毫米小孔 个 ， 以便使煤气及试样充分接触 ， 见 图 。 。 该 管装料时分五段 ， 每段 米高获 内装入 烧结矿 粒度为 一 毫米 或球团 矿 一 毫米 半米及焦炭 一 毫米 半米 。 管内安 装有恺装热 电偶及煤气取样管 。 该 管 自炉 顶特开小孔插 入料面 。 随着炉料下降而 到达料面 下 米再 以 卷 扬 机 向上 拔 出 ， 然后每段 锯开 取 出矿 样进 行筛分 ， 以 毫米 为粉 化率 。 取 其 中 毫米 克作小转鼓 试验 转鼓 小 毫米 ， 每分 转 ， 转 动 分 ， 以 毫米 为还原强度指数 ， 然后 按 各级 比例 取 化验样 克 ， 各段 分别取 矿 相样 。 多孔管除 了测试 第一 部分所用 六种原 料外 ， 并测试 改 进后 的球团矿 。 包 头精矿配加 精矿 ， 公益 民矿粉 ， 白云 石 以 及鞍 山球团矿 及澳大利亚矿 进行 冶金性能的对比试验 ， 前后 进行 多次 。 为了比较 其测试结果 迭取 高炉作业 条件近 似 及多孔 管测试 条件近 似的 测 试 数据进行分析

28000研直取样升 支降清轮 支266000 炉顶放微阀平台 支1700n 顶重 取了孔法 +11200 支1300n解面偶 炉附平 图10多孔管的结构及测试装置 1-煤气取样管2-热电偶保护管3-多孔管吊耳4-多孔管 1.各种烧结矿在多孔管内测得的还原度、粉化率及还原转鼓指数 表3列出各种烧结矿在多孔管内测得的还原度、粉化率及还原转鼓指数。从表可知： （1)白云矿及高氧化镁烧结矿的还原度最低，高碱度烧结矿及轻烧白云石烧结矿的还 原度稍好，太钢烧结矿较好，澳矿最易还原。其所得的规律与炉内水平取样的结果大致相 似。高碱度烧结矿由于该测验时期在高炉内I水平处进行蒸气喷吹防瘤试验，还原气体的温 度及CO含量下降，故所测得的数据偏低一些。 表3 各种原料在多孔管内测定的冶金性能 白云矿 高氧化镁 高碱度 太钢 轻烧白云石 (K11B) 烧结矿 烧结矿 烧结矿 烧结矿 澳矿 (K4,K6) (K14,K15) (K31) (K8) (K30) 粉化率% 1.794 1.794 2.141 2.166 2.54 3.738 还原转鼓指数% 12.235 4.003 5.469 4.694 4.6 12.45 原 平 均 10.17 8.93 9.45 24.64 12.71 36.66. 嘉 1 y 23.49 14.99 14.61 55.58 28.46 67.42 高I 粉化率 7.99 8.133 8.867 11.89 炉水 内平 还原度% 20 20.48 29.01 53.58 注：1A为插入深度距料线为4.5一5.0米的样品，2A为3.54.0米的样品，依此类推。 (2)各种烧结矿的粉化率及还原转鼓指数以高氧化镁烧结矿最好，但还还原度最低， 其理由在第一部分已叙述。高碱度烧结矿粉化率及还原转鼓指数都不如高氧化镁烧结矿。太 钢烧结矿的粉化率接近或略高于高碱度烧结矿，但其转鼓强度却较高碱度烧结矿为佳。因此 多孔管测定的结果与炉内实测的数据基本相似，由于多孔管内的原料是静止的，因而粉化率 的绝对值较低，如表3所示 25

垂直 取 样升 降 浴 轮 杳 ” 川 叮 刁… 图 多孔 管 的结构及 测试装置 一 煤气取 样管 一 热电偶 保 护管 一 多孔 管 吊耳 一 多孔 管 各种 烧结矿 在 多孔 ， 内侧褥的还 原度 、 粉 化率及还 原转 鼓指 教 表 列 出各种 烧 结矿在 多孔管 内测得的 还原度 、 粉 化率 及还原 转鼓 指数 。 从 表可 知 白云 矿 及高氧 化镁 烧结矿的 还原 度 最低 ， 高碱 度烧 结矿 及轻 烧 白云 石烧 结矿的 还 原度稍好 ， 太钢 烧结矿较好 ， 澳矿最易还原 。 其所得 的 规 律 与炉内 水平取样 的 结果 大 致相 似 。 高碱度烧结矿 由于该 测验 时期在 高炉内 水 平处进 行蒸气 喷吹 防瘤试验 ， 还原气体的 温 度及 含量 下 降 ， 故 所测得的数据 偏 低一些 。 表 各种原料在 多孔管 内测 定的 冶金 性 能 篮哥覃班介 犷价一片…州几 注 为插入 深度 距 料 线为 米的样 品 ， 为 。 米 的样 品 ， 依 此 类推 。 各种 烧结 矿的粉 化率及 还原 转鼓 指数 以 高氧 化镁 烧结矿最好 ， 但 还还原度最 低 ， 其理 由在 第一 部 分 已叙述 。 高碱 度 烧 结矿粉 化率 及还原 转鼓 指 数都 不如高氧 化镁 烧结矿 。 太 钢 烧结矿的粉 化率接近 或略高于 高碱 度烧结矿 ， 但 其 转鼓 强度 却较高碱度烧结矿为佳 。 因此 多孔管 测定的 结果 与炉 内实测的 数据 基本 相 似 ， 由于 多孔 管 内的原 料是 静止 的 ， 因而粉 化率 愁的绝对值较低 ， 如表 所示

各种原料在多孔管内各段粉化的变化，除高碱度烧结矿及太钢烧结矿外，都沿着管子 向下而粉化率减少，此与高炉各段实测数据有矛盾见图11，其原因需要进一步研究。 各种烧结矿在管内各段还原转鼓强度的变化见图12。在管子上部(5A)温度较低，还 原度也低，强度破损不大。最下部(1A)还原度高，由于出现金属铁，强度又有回升。因 之一般以中下强度破坏较大。由表3及图12可知，高氧化镁烧结矿、轻烧白云石烧结矿及太 钢烧结矿的还原转鼓指数最好，高碱度烧结矿次之，白云矿及澳大利亚矿最差。 5A 3A 2345 5101520 还原：物化（心3花）% 还惊转鼓指数(<3毫米)% 图11各种原料在多孔管岑段 图12各种原料在多孔管内各段 粉化率的变化 还原转鼓指数的变化 1-白云矿，2-高氧化镁烧结矿， (1-5同图11) 3-高碱度烧结矿，4-大钢烧结矿 5-溴大利亚矿 2.各种球团矿的测试结果 各种球团矿的化学成分及实验室测试的抗压强度，还原度及膨胀率见表4，其测试结果 见表5。由表5可知： (1)鞍山及茂山球团具有较低的粉化及还原转鼓强度，但鞍山球团有较高的膨胀率。 这与实验室测定的数据（表4具有较低的膨胀率）不符，这可能受炉内煤气中碱金属的影响。 (2)包钢球团矿具有最高的还原粉化率及还原转鼓指数，其膨胀率达33.2~35.2%， 实验室测定该球团也是具有最高的膨胀率。 表4 各种球团矿的化学成分及实验室测定数据 TFe FeO CaO SiO, MgO K20 Na2O F2 膨胀%抗压强度 还原度 (%)《公斤/个) (%) 鞍山 (K22,M28) 63.990.45 7.58 0.037 0.022 16.4 214 茂山15% (K16,17) 57.22 4.0 6.82 0.95 0.27 0.29 0.78 20.7 139 23.6 公益民10% (K21) 55.224.10 7.83 1.04 0.25 0.32 1.31 25.8 142 25.5 白云石12% (K18) 51.459.4 5.57 4.6 0.14 0.29 1.25 9.4 191 29.6 包头球团 (K23) 56.556.4 4.75 1.81 0.20 0.23 1.24 31.0 164 34.3 注：表中全部试样及测定数据系包钢钢研所炼铁室提供 26

各种原 料在 多孔 管 内各段 粉 化率的 变化 ， 除高碱 度烧 结矿 及太钢烧结矿外 ， 都 沿着管 子 向下而粉 化率减少 ， 此 与高炉各段 实测数据 有矛盾见 图 ， 其原 因需 要进一 步研究 。 各种 烧结矿在管 内各段 还原 转鼓 强度的变 化见 图 。 在 管子上 部 温度较 低 ， 还 原度也低 ， 强度破损不 大 。 最 下部 还原 度高 ， 由于 出剪金 属 铁 ， 强度又 有回升 。 因 之一般 以 中下 强度破坏 较 大 。 由表 及图 可 知 ， 高氧 化镁 烧结矿 、 轻 烧 白云 石烧结矿 及太 钢 烧结矿的还原转鼓 指 数最好 ， 高碱度烧结矿次之 ， 白云矿 及澳大利亚矿最 差 。 一丫，’才﹀ 组口工‘ 人 刀 从 曰︸，， 人 ﹄内‘，曰 人卜卜 烈乏扭绍沁叭 ︸ 咋︸﹃ 牛 还 啄 扮 化 牛 二 丈 “泛太 几 还 原转少支李行数 毫米 图 各种原 料在 多孔 管 ’ 、 各段 粉化 率 的变化 一 白云 矿 ， 一 高氧化 镁烧结矿 ， 一 高碱度烧结矿 ， 一 太钢烧结矿 一 澳 大利 亚 矿 各种球团矿 的洲 试结 图 各种原 料在 多孔 管 内各 段 还 原 转鼓指数 的变化 一 同图 各种球团矿的 化学成分及实验室 测试的 抗压 强度 ， 还原度及膨胀 率见 表 ， 其 测 试 结果 见表 。 由表 可 知 鞍 山及茂 山球团具有较 低的粉 化及还原 转鼓 强度 ， 但鞍山球 团有较高的膨胀率 。 这 与实验 室 测定的数据 表 具有较 低的 膨胀 率 不 符 ， 这可能受 炉内煤气 中碱 金属的 影 响 。 包钢 球团矿具有最高的还原粉 化率 及还原 转鼓 指数 ， 其膨胀 率达 ， 实验室 测定该 球团也是 具有最 高的膨胀 率 。 表 各种球团矿的 化学成分及实验室测定数据 一 一一 鞍 山 牙 ， 茂山 · 一 。 · ‘ ， ， 公益民 ， … 白云石 包头球团 注 表中全 部试 样及 测定数据 系包钢钢研所 炼铁 室提供

表5 各种球团矿在多孔管内测定的冶金性能 山 茂山15% 公益民10% 包头球团 K22, 白云石12% K28)(K16、17) (K21) (K18) (K23) 还原粉化率% 1.458 1.566 1.778 3.456 5.698 还原转鼓指数% 7.897 6.109 10.732 10.162 17.46 还原度% 40,76 24.80 23.65 34.64 24.29 膨胀率%(1A) 30.8 18.25 26.5 24.4 35.2 抗压强度(1A)公斤/个 56.76 45.5 32.8 39.2 25.6 注：表中膨胀率及抗压强度系包钢钢研所炼铁室测定 (3)包钢精矿配加10%公益民及12%白云石的球团矿，其高温性能都有改进，即还原 粉化率，还原转鼓指数及膨胀和都有所下降。两者相比配州10%公益民的酸性球团矿还原粉 化率较低，但其还原度亦低。 3.原料在多孔管内钾、钠、氟的富集 各种原料在多孔管内都发生钾、钠、氟的富集，其富集的数量与倍数不同，主要决定于 炉内煤气中钾、钠、氟气体的循环状况。 （1）多孔管内钾、钠、氟的富集主要发生在管子下端的原料（即料面下5米处），上 部富集很少。其中以K2O富集率最高。其中以鞍山球团矿5米处(1A)的样品含K,O达 3.84%,为原始含量为103倍，一般为1一15。倍Na20的富集最高为74倍，一般为2~4倍， F,的富集较低一般只有1一3倍。在温度较低时，F,甚至有所下降。 （2)各种原料中钾、钠、氟的富集主要决定于煤气温度。例如包钢精矿配加15%茂山 精矿的球团的二组试验中，其中一组(1A)的煤气温度，为835℃，另一组的煤气温度为 1002℃，原料中(1A)KzO的富集率后者为前者的8.5倍。N2O的富集率为1.5倍，F2的 富集率为1.79倍。 （3)各种原料中钾、钠、氟的富集也决定于炉内的排碱状况。鞍山球团矿两组(K24, K26)虽然前者（1A)煤气温度高于后者（分别为1140℃及1015℃），但由于前者的炉渣 碱度为0.8，后者为1.2，脱碱率增加10%，因而煤气中的钾、钠富集较少，而原料中钾、钠 富集也减少了。 (4)钾、钠、氟对烧结矿、球团矿粉化及膨胀的影响。从测试数据中发现随着煤气温 度的升高，原料中钾、钠、氟的富集增加，其还原度也相应的增加，此时原料的还原粉化率， 还原转鼓指数及膨胀率均有所增加。正如第一部分所述烧结矿与球团矿的粉化率及膨胀与还 原度有密切关系。由于煤气温度及煤气的还原能力都发生变化，因之很难确定钾、钠、氟对 于烧结球团矿的粉化与膨胀发生多大作用，这需要在试验室作进一步研究。 三、包钢原料与高炉结瘤的 关系的讨论及提高其高温治金性能的措施 1.包钢目前使用高碱度烧结矿旷及球团矿在常温时具有良好的筛分组成、转鼓指数及抗压 ·强度，但它的高温性能不好。主要表现在软熔温度低以及还原粉化及膨胀指数高。高炉内水 27

表 各种球 团矿在 多孔管内测定的 冶金性能 鞍 “ “ ， 山 茂山 、 公益 民 白云 石 包头球 团 还原粉 化率 还原 转鼓 指数 还原 度 膨胀 率 抗压强度 公斤 个 ， 注 表 中膨 胀 率及 抗压 强 度 系包 钢钢研所 炼铁 室 测定 包 钢精矿 配加 公益 民及 白云石的 球团矿 ， 其高温性能都 有改进 ， 即还原 粉 化率 ， 还原 转鼓 指数 及膨胀 率都 有所 下 降 。 两者 相 比 配 加 公益 民的 酸性球团矿 还 原粉 化率较低 ， 但其还原 度亦 低 。 原料在 多孔 管内钾 、 钠 、 报的富绍 各种 原料在 多孔 管 内都 发生钾 、 钠 、 氟的富 集 ， 其富 集的数量 与倍数不 同 ， 主 要 决定于 炉内煤气 中钾 、 钠 、 氟气体的循 环状 况 。 多孔管 内钾 、 钠 、 氟的富 集主 要发生在管 子 下端 的原料 即料面 下 米处 ， 上 部富集很少 。 其 中以 富 集率 最高 。 其 中以 鞍 山球 团矿 米处 的样 品 含 达 ， 为原 始 含量 为 倍 ， 一般 为 一 。 倍 的富 集最 高为 倍 ， 一般 为 倍 ， 的富集较低一般 只 有 一 倍 。 在 温度较 低 时 ， 甚 至有所下 降 。 ’ 各种原 料 中钾 、 钠 、 氟的富 集主 要决定于 煤气 温度 。 例 如 包钢精矿 配加 茂山 精矿的 球 团的二 组试验 中 ， 其 中一 组 的 煤 气 温 度 ， 为 ℃ ， 另一 组的 煤气 温度为 ℃ ， 原料 中 的富 集率后 者 为 前者的 倍 。 的 富 集率 为 倍 ， 的 梅集率为 倍 。 各种原料中钾 、 钠 、 氟的富 集也决定于 炉 内的 排碱状 况 。 鞍山球 团矿 两组 ， 虽然前者 煤气 温度高于后者 分 别 为 ℃ 及 ℃ ， 但 由于 前者 的 炉渣 碱 度为 ， 后者 为 ， 脱碱 率增加 ， 因而煤气 中的 钾 、 钠 富集较少 ， 而原 料 中钾 、 钠 富 集也减少 了 。 钾 、 钠 、 氟对 烧 结矿 、 球 团矿粉 化及膨胀 的 影 响 。 从 测 试数据 中发现 随着煤气 温 度的 升高 ， 原 料中钾 、 钠 、 氟的富 集增加 ， 其还原度也相 应 的 增加 ， 此 时原 料的 还原粉 化率 ， 还原 转鼓 指数 及膨胀 率 均有所 增加 。 正 如第一 部分所述 烧结矿 与球 团矿 的 粉 化率 及膨胀 与还 原度有密切 关 系 。 由于煤 气 温度 及煤气的还原 能 力都 发生变 化 ， 因之很难 确定钾 、 钠 、 氟对 于 烧结球 团矿 的 粉化 与膨胀 发 生 多大作用 ， 这 需要 在 试验 室 作进一 步研 究 。 三 、 包钢 原料 与高炉 结瘤 的 关系的讨论 及 提 高其 高温 冶金 性 能的措施 包钢 目前使 用高碱 度烧 结矿 及球 团矿在常温 时具有 良好 的 筛分组成 、 转鼓 指数 及抗压 甄度 ， 但它的高温性能不 好 。 主 要表现 在 软熔温度低以 及还原 粉 化 及膨胀 指数高 。 高炉 内水