第6期 白永强等：钒钛烧结料床竖向不均匀烧结 ·695· 矿质量，冶金工作者在提高烧结料床透气性、优化 结过程的研究尚不多见，评估不均匀程度、调整操 配矿及调整烧结矿成分方面做了大量工作) 作参数以减缓烧结矿质量偏析的工作也比较少 通过烧结杯实验，研究者对烧结矿生产过程进行 本文对烧结台车上不同深度处烧结料的温度进行 了模拟，研究了配矿、混料和烧结操作参数对烧结 了测量，得到了台车不同深度处烧结料成矿过程 速度和返矿率等烧结过程指标的影响，分析了其 的温度曲线，计算得出不同料段的火焰前锋速度 对烧结矿强度、低温还原粉化率和高温还原性等 和成矿前锋速度，得到了烧结台车竖直方向上烧 质量指标的影响规律；矿相观察也作为一种常用 结过程的不均匀程度并分析其原因：同时，在烧结 的分析手段，用来解释烧结工艺参数和烧结矿质 料床的不同深度处进行烧结矿取样，分析了烧结 量间的相互关系0.但是，烧结机生产过程中 矿样品的结构和矿物组成，得到了温度制度对钒 的许多技术并未应用于烧结杯实验，如二次混合 钛磁铁矿成矿过程和烧结矿质量的影响规律. 制粒、蒸汽预热和九辊布料技术，烧结杯的生产指 1实验过程 标及其烧结矿质量指标与实际生产过程存在很大 差别，对烧结料床的透气性以及烧结矿质量等均 1.1实验条件 产生较大的影响，烧结杯实验得到的结果不能直 实验期间对某厂烧结机生产的原料特点进行了 接用于指导烧结机生产 分析，焦末和钙镁混合灰分别作为燃料和熔剂；中和 钒钛磁铁矿烧结的另一个主要问题是烧结矿 料由四种含铁原料混合而成，包括钒钛磁铁精矿粉 质量偏析比较严重，同一批烧结矿的治金性能相 A、B,普通磁铁精矿粉和赤铁矿富矿粉：返矿由自返 差较大.通过矿相分析发现烧结矿的结构和矿物 矿和高炉返矿组成.受破碎能力的限制，焦末粒度 组成存在较大的差别，这也是钒钛烧结矿成品率 较粗，<3mm的比例仅占60%左右；钙镁混合灰粒 低和质量较差的原因之一·分析烧结矿质量偏析 度较细，<3mm的比例达90%以上；磁铁精矿粉粒 的原因，进而调整生产工艺，减小烧结过程的不均 度较细，<200目的矿粉比例达到60%以上，核粒子 匀程度，对于提高钒钛烧结矿的综合质量和成品 所占比例较低.烧结原料的化学成分和配比如表1 率具有重要意义，目前，关于钒钛磁铁矿不均匀烧 所示. 表1烧结原料的化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of raw materials used in sinter producing % 原料 Fer Fe0 Ca0 Si02 TiOz AL203 Mgo V205 烧损 配比 钒粉A 63.18 24.53 1.33 3.73 3.81 1.40 1.14 0.50 0.50 41.0 钒粉B 60.64 27.52 0.66 2.68 3.47 1.89 1.28 0.68 0.50 5.0 普粉 62.11 28.24 2.21 4.58 0.47 0.14 0.95 0.116 1.37 5.0 赤铁矿 67.35 0.55 1.03 3.58 0.32 1.93 1.20 0.073 5.30 15.0 返矿 53.52 8.50 9.63 5.16 2.69 2.04 3.03 0.36 20.0 混合灰 60.00 5.00 2.00 14.50 15.00 9.5 焦粉 0.51 6.18 4.04 75.00 4.5 烧结料一次混合及二次混合的时间分别为 4m长的预热段和保温段：台车运行速度为 2min和3min,粒径<3mm的颗粒所占比例较大.烧 1.5mmin-1,烧结负压基本维持在16kPa左右.由 结台车宽度为4500mm,高度为700mm;由于钒钛 此可见，实际生产过程中烧结料床的结构是无法在 磁铁矿烧结料床透气性较差，铺底料厚度达到70~ 烧结杯中实现的，烧结操作工艺也存在较大的不同 80mm,由粒径10~15mm的成品烧结矿组成；烧结 1.2实验方法 料在二次混合机和布料矿槽内进行蒸汽预热，料温 (1)烧结料测温.在台车侧板上钻取四个孔， 普遍达到60℃之上以减小过湿带的厚度；采用梭式 其高度分别距台车项面200、300、400和500mm.在 布料机、圆辊给料机和九辊布料科器联合布料，加强烧 该烧结台车进入点火保温炉之前，将四根800mm长 结机竖直方向上的布料偏析：台车下部设有松料器， 的刚玉管插入烧结料床内，当此台车出点火保温炉 用来增大料床下部透气性：烧结料点火温度为 后，迅速将四支S形热电偶分别插入四根预埋的刚 1150±50℃，点火负压14kPa,点火前后分别设有 玉管内，对四个不同深度的烧结料层进行测温，并通第 6 期 白永强等: 钒钛烧结料床竖向不均匀烧结 矿质量，冶金工作者在提高烧结料床透气性、优化 配矿及调整烧结矿成分方面做了大量工作［7--9］． 通过烧结杯实验，研究者对烧结矿生产过程进行 了模拟，研究了配矿、混料和烧结操作参数对烧结 速度和返矿率等烧结过程指标的影响，分析了其 对烧结矿强度、低温还原粉化率和高温还原性等 质量指标的影响规律; 矿相观察也作为一种常用 的分析手段，用来解释烧结工艺参数和烧结矿质 量间的相互关系［10--11］． 但是，烧结机生产过程中 的许多技术并未应用于烧结杯实验，如二次混合 制粒、蒸汽预热和九辊布料技术，烧结杯的生产指 标及其烧结矿质量指标与实际生产过程存在很大 差别，对烧结料床的透气性以及烧结矿质量等均 产生较大的影响，烧结杯实验得到的结果不能直 接用于指导烧结机生产． 钒钛磁铁矿烧结的另一个主要问题是烧结矿 质量偏析比较严重，同一批烧结矿的冶金性能相 差较大． 通过矿相分析发现烧结矿的结构和矿物 组成存在较大的差别，这也是钒钛烧结矿成品率 低和质量较差的原因之一． 分析烧结矿质量偏析 的原因，进而调整生产工艺，减小烧结过程的不均 匀程度，对于提高钒钛烧结矿的综合质量和成品 率具有重要意义． 目前，关于钒钛磁铁矿不均匀烧 结过程的研究尚不多见，评估不均匀程度、调整操 作参数以减缓烧结矿质量偏析的工作也比较少． 本文对烧结台车上不同深度处烧结料的温度进行 了测量，得到了台车不同深度处烧结料成矿过程 的温度曲线，计算得出不同料段的火焰前锋速度 和成矿前锋速度，得到了烧结台车竖直方向上烧 结过程的不均匀程度并分析其原因; 同时，在烧结 料床的不同深度处进行烧结矿取样，分析了烧结 矿样品的结构和矿物组成，得到了温度制度对钒 钛磁铁矿成矿过程和烧结矿质量的影响规律． 1 实验过程 1. 1 实验条件 实验期间对某厂烧结机生产的原料特点进行了 分析，焦末和钙镁混合灰分别作为燃料和熔剂; 中和 料由四种含铁原料混合而成，包括钒钛磁铁精矿粉 A、B，普通磁铁精矿粉和赤铁矿富矿粉; 返矿由自返 矿和高炉返矿组成． 受破碎能力的限制，焦末粒度 较粗，＜ 3 mm 的比例仅占 60% 左右; 钙镁混合灰粒 度较细，＜ 3 mm 的比例达 90% 以上; 磁铁精矿粉粒 度较细，＜ 200 目的矿粉比例达到 60% 以上，核粒子 所占比例较低． 烧结原料的化学成分和配比如表 1 所示． 表 1 烧结原料的化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of raw materials used in sinter producing % 原料 Fet FeO CaO SiO2 TiO2 Al2O3 MgO V2O5 烧损 配比 钒粉 A 63. 18 24. 53 1. 33 3. 73 3. 81 1. 40 1. 14 0. 50 0. 50 41. 0 钒粉 B 60. 64 27. 52 0. 66 2. 68 3. 47 1. 89 1. 28 0. 68 0. 50 5. 0 普粉 62. 11 28. 24 2. 21 4. 58 0. 47 0. 14 0. 95 0. 116 1. 37 5. 0 赤铁矿 67. 35 0. 55 1. 03 3. 58 0. 32 1. 93 1. 20 0. 073 5. 30 15. 0 返矿 53. 52 8. 50 9. 63 5. 16 2. 69 2. 04 3. 03 0. 36 — 20. 0 混合灰 — — 60. 00 5. 00 — 2. 00 14. 50 — 15. 00 9. 5 焦粉 — — 0. 51 6. 18 — 4. 04 — — 75. 00 4. 5 烧结料一次混合及二次混合的时间分别为 2 min和3 min，粒径 ＜ 3 mm 的颗粒所占比例较大． 烧 结台车宽度为 4 500 mm，高度为 700 mm; 由于钒钛 磁铁矿烧结料床透气性较差，铺底料厚度达到 70 ～ 80 mm，由粒径 10 ～ 15 mm 的成品烧结矿组成; 烧结 料在二次混合机和布料矿槽内进行蒸汽预热，料温 普遍达到 60 ℃之上以减小过湿带的厚度; 采用梭式 布料机、圆辊给料机和九辊布料器联合布料，加强烧 结机竖直方向上的布料偏析; 台车下部设有松料器， 用来增大料床下部透气性; 烧结料点火温度为 1 150 ± 50 ℃，点火负压 14 kPa，点火前后分别设有 4 m 长 的 预 热 段 和 保 温 段; 台车运行速度为 1. 5 m·min － 1 ，烧结负压基本维持在 16 kPa 左右． 由 此可见，实际生产过程中烧结料床的结构是无法在 烧结杯中实现的，烧结操作工艺也存在较大的不同． 1. 2 实验方法 ( 1) 烧结料测温． 在台车侧板上钻取四个孔， 其高度分别距台车顶面 200、300、400 和 500 mm． 在 该烧结台车进入点火保温炉之前，将四根 800 mm 长 的刚玉管插入烧结料床内，当此台车出点火保温炉 后，迅速将四支 S 形热电偶分别插入四根预埋的刚 玉管内，对四个不同深度的烧结料层进行测温，并通 ·695·