40 工程科学学报，第44卷，第1期 mixture and reduce the amount of liquid phase absorbed by the limonite,thus increasing the strength of the sinter.Therefore,a higher ratio of magnetite concentrate under a high amount of limonite is conducive to stabilizing the sinter quality and improving the overall sinter performance. KEY WORDS sintering process;limonite;reasonable allocation;theoretical liquid phase;mineral phase structure 近年来，随着钢铁产能日趋过甚，降低炼铁配 比例以及提高烧结抽风负压和料层厚度的措施来 矿成本，提高钢铁产品性能成为提升企业核心竞 改善烧结矿质量.已有研究表明，褐铁矿势必会对 争力的重要举措，而铁前系统降低成本的重点则 烧结矿质量造成不利影响，需要优化烧结制度来 在于铁矿粉在烧结工艺的优化配置.由于高品质 稳定烧结矿质量)，同时，优化配矿结构对于确 进口矿价格高、产能逐年下降，大量配加优质进口 保烧结矿质量至关重要，目前针对全进口矿烧结 矿不符合我国钢铁生产的实际需求，因此，高比例 条件下，褐铁矿与赤铁矿和磁精矿合理搭配的研 配加廉价进口褐铁矿将成为降低烧结配矿成本的 究尚较欠缺.为此，本研究基于进口铁矿粉的常规 有效措施之一-)众所周知，褐铁矿具有结晶水 理化性能和高温基础特性，开展了高褐铁矿配比 含量高、粒度粗、结构疏松多孔、易融化和还原性 的烧结优化配矿研究，并结合Factsage7.1热力学 高等特性，会对烧结矿产、质量造成影响，实现 软件模拟了烧结黏附粉含量以及理论液相生成性 褐铁矿与其他矿种的优化搭配是确保烧结矿质量 能，研究结果对于沿海钢铁企业在全进口矿烧结 的关键5句 条件下实现褐铁矿优化配置具有重要的指导意义 针对褐铁矿的烧结性能国内外已有大量研 1试验原料 究，黄伟青等研究了澳大利亚褐铁矿的基础特 性，认为通过增加生石灰配加量、分割制粒等技术 1.1试验原料理化性能 措施，能够使褐铁矿配加比例达到50%以上；金俊 以S钢铁公司500m2大型烧结机所用原燃料 等圆研究了高褐铁矿配比条件下不同石灰石粉粒 为试验主要原料，含铁原料有7种，主要来源澳大 度对烧结矿质量的影响，认为高褐铁矿配比条件 利亚和巴西，其中，OA、OB、OC、OD矿产自澳大 下，可通过减少石灰石粉中直径小于1mm的微细 利亚，前三者为褐铁矿或半褐铁矿，OD矿为磁铁 颗粒的比例来改善烧结矿质量、提高烧结生产效 精矿，OE、OF、OG矿产自巴西，均为赤铁矿.熔剂 率；王跃飞等研究了高褐铁矿配比条件下碱度、 为白云石和生石灰，主要用来调整烧结矿MgO含 钙质熔剂种类等因素对烧结矿质量的影响，认为 量和碱度.燃料为焦粉.原燃料化学成分见表1， 在高褐铁矿配比条件下，需通过增加生石灰使用 粒度组成见表2 表1烧结用铁矿粉、熔剂和燃料化学成分 Table 1 Chemical composition of iron ore powder,flux,and fuel for sintering % Type of raw material and fuel Name of iron ore powder w(TFe)w(SiOz) w(CaO)w(MgO)(Al2O3) w(S) (P) LOI OA 61.20 3.70 0.03 0.10 2.50 0.056 0.045 5.0 Australian limonite OB 57.20 6.00 0.02 0.10 1.60 0.114 0.050 10.0 OC 62.30 4.40 0.05 0.10 2.50 0.094 0.006 4.0 Australian magnetite OD 65.50 7.70 0.18 0.20 0.50 concentrate 0.021 0.082 OE 65.51 1.70 0.02 0.17 1.15 0.071 0.007 2.0 Brazilian hematite Op 61.39 6.50 0.10 0.19 1.71 0.034 0.101 2.0 OG 63.05 5.00 0.10 0.11 1.30 0.130 0.201 2.7 Dolomite 1.20 30.57 20.03 1.500 0.016 43.0 Sintering flux Quicklime 2.50 82.00 4.90 1.500 0.081 10.0 Sintering fuel Coke powder w(Fcad):85.00;w(Ad):12.5;w(Vdaf):1.45;w(St,d):0.65 Note:wrepresents mass fraction,LOI represents burning loss,Fead represents fixed carbon content Ad represents ash content,Vdaf represents volatile content,St,d represents sulfur content.mixture and reduce the amount of liquid phase absorbed by the limonite, thus increasing the strength of the sinter. Therefore, a higher ratio of magnetite concentrate under a high amount of limonite is conducive to stabilizing the sinter quality and improving the overall sinter performance. KEY WORDS    sintering process；limonite；reasonable allocation；theoretical liquid phase；mineral phase structure 近年来，随着钢铁产能日趋过甚，降低炼铁配 矿成本，提高钢铁产品性能成为提升企业核心竞 争力的重要举措，而铁前系统降低成本的重点则 在于铁矿粉在烧结工艺的优化配置. 由于高品质 进口矿价格高、产能逐年下降，大量配加优质进口 矿不符合我国钢铁生产的实际需求，因此，高比例 配加廉价进口褐铁矿将成为降低烧结配矿成本的 有效措施之一[1−2] . 众所周知，褐铁矿具有结晶水 含量高、粒度粗、结构疏松多孔、易融化和还原性 高等特性[3−4] ，会对烧结矿产、质量造成影响，实现 褐铁矿与其他矿种的优化搭配是确保烧结矿质量 的关键[5−6] . 针对褐铁矿的烧结性能国内外已有大量研 究，黄伟青等[7] 研究了澳大利亚褐铁矿的基础特 性，认为通过增加生石灰配加量、分割制粒等技术 措施，能够使褐铁矿配加比例达到 50% 以上；金俊 等[8] 研究了高褐铁矿配比条件下不同石灰石粉粒 度对烧结矿质量的影响，认为高褐铁矿配比条件 下，可通过减少石灰石粉中直径小于 1 mm 的微细 颗粒的比例来改善烧结矿质量、提高烧结生产效 率；王跃飞等[9] 研究了高褐铁矿配比条件下碱度、 钙质熔剂种类等因素对烧结矿质量的影响，认为 在高褐铁矿配比条件下，需通过增加生石灰使用 比例以及提高烧结抽风负压和料层厚度的措施来 改善烧结矿质量. 已有研究表明，褐铁矿势必会对 烧结矿质量造成不利影响，需要优化烧结制度来 稳定烧结矿质量[10−12] ，同时，优化配矿结构对于确 保烧结矿质量至关重要，目前针对全进口矿烧结 条件下，褐铁矿与赤铁矿和磁精矿合理搭配的研 究尚较欠缺. 为此，本研究基于进口铁矿粉的常规 理化性能和高温基础特性，开展了高褐铁矿配比 的烧结优化配矿研究，并结合 Factsage 7.1 热力学 软件模拟了烧结黏附粉含量以及理论液相生成性 能，研究结果对于沿海钢铁企业在全进口矿烧结 条件下实现褐铁矿优化配置具有重要的指导意义. 1    试验原料 1.1    试验原料理化性能 以 S 钢铁公司 500 m2 大型烧结机所用原燃料 为试验主要原料，含铁原料有 7 种，主要来源澳大 利亚和巴西，其中，OA、OB、OC、OD 矿产自澳大 利亚，前三者为褐铁矿或半褐铁矿，OD 矿为磁铁 精矿，OE、OF、OG 矿产自巴西，均为赤铁矿. 熔剂 为白云石和生石灰，主要用来调整烧结矿 MgO 含 量和碱度. 燃料为焦粉. 原燃料化学成分见表 1， 粒度组成见表 2. 表 1 烧结用铁矿粉、熔剂和燃料化学成分 Table 1   Chemical composition of iron ore powder, flux, and fuel for sintering % Type of raw material and fuel Name of iron ore powder w(TFe) w(SiO2 ) w(CaO) w(MgO) w(Al2O3 ) w(S) w(P) LOI Australian limonite OA 61.20 3.70 0.03 0.10 2.50 0.056 0.045 5.0 OB 57.20 6.00 0.02 0.10 1.60 0.114 0.050 10.0 OC 62.30 4.40 0.05 0.10 2.50 0.094 0.006 4.0 Australian magnetite concentrate OD 65.50 7.70 0.18 0.20 0.50 0.021 0.082 — Brazilian hematite OE 65.51 1.70 0.02 0.17 1.15 0.071 0.007 2.0 OF 61.39 6.50 0.10 0.19 1.71 0.034 0.101 2.0 OG 63.05 5.00 0.10 0.11 1.30 0.130 0.201 2.7 Sintering flux Dolomite — 1.20 30.57 20.03 1.500 0.016 — 43.0 Quicklime — 2.50 82.00 4.90 1.500 0.081 — 10.0 Sintering fuel Coke powder w(Fcad): 85.00; w(Ad) : 12.5; w(Vdaf): 1.45; w(St,d): 0.65 Note: w represents mass fraction; LOI represents burning loss; Fcad represents fixed carbon content; Ad represents ash content; Vdaf represents volatile content; St,d represents sulfur content. · 40 · 工程科学学报，第 44 卷，第 1 期