·374 北京科技大学学报 第34卷 mm粒级颗粒含量和中间粒级颗粒(0.1~1mm) 料和一种烧结返矿，各烧结原料的化学成分和粒度 含量，以及-1mm粒级颗粒中Si02、L0I和A1203 组成见表1.矿A和矿B来自澳大利亚，属于褐铁 含量为变量的适宜制粒水分经验模型，该模型未 矿类型，其铁品位相对较低：矿B的-0.5mm粒级 考虑以不同矿物形态存在的Si02、A1,03对适宜制 质量分数仅为15.60%，远低于矿A中-0.5mm粒 粒水分的影响，且未考察熔剂、燃料和返矿的影 级的含量；矿C和矿D来自巴西，属于赤铁矿类型， 响，不具有普遍的推广价值.因此，开发一种能够 这两种矿铁品位高，脉石含量较少；矿C的-0.5 准确、快速和简便预测适宜制粒水分的方法具有 mm粒级颗粒含量略高于矿D.熔剂分别为生石灰、 十分重要的意义 石灰石和白云石.生石灰Ca0质量分数为 80.66%;石灰石、白云石中主要矿物为碳酸盐，Si02 1 原料性能及研究方法 等杂质含量较少.燃料为焦粉，固定碳质量分数为 1.1原料性能 80%左右，灰分中以Si02、AL,03为主.烧结返矿取 本研究主要采用四种铁矿石、三种熔剂、一种燃 自现场的高炉槽下返矿. 表1烧结原料的化学成分和粒度组成（质量分数） Table 1 Chemical composition and size distribution of sintering materials % 化学成分 粒度组成 原料种类 TFe Fe0 Ca0 Mgo Si02 AL203 LOI +0.5mm -0.5mm 矿A 61.93 0.86 0.04 0.18 2.93 1.77 6.22 53.19 46.81 矿B 60.19 0.29 0.48 0.20 2.67 1.14 9.05 84.40 15.60 矿C 65.69 1.01 0.00 0.11 3.91 0.69 1.61 60.00 40.00 矿D 67.22 0.14 0.07 0.27 1.04 1.00 1.76 65.80 34.20 生石灰 0.40 0.23 80.66 1.18 2.86 1.20 12.36 42.87 57.13 石灰石 0.21 0.13 50.66 2.28 1.49 0.72 40.72 65.43 34.57 白云石 0.14 0.10 32.64 19.83 0.71 0.43 46.47 61.32 38.68 焦粉 2.34 0.02 0.93 0.20 5.95 3.55 84.76 71.63 28.37 烧结返矿 56.81 6.25 9.02 1.86 5.11 2.00 0.00 92.33 7.67 1.2研究方法 (1) 将铁矿石（包括单种矿及混匀矿）、熔剂、焦粉、 =品) 返矿以及充分消化的生石灰等烧结物料按表2的质 式中，料层面积A为7.85×10-2m2,高度H为0.2 量比进行配料，加入制粒所需补加的水后混匀，再装 m,通过的气体流量Q为0.167m3.min-1 入600mm×300mm的圆筒混合机中，在15r· 2水分对制粒和烧结的影响 min-的转速下制粒4min.制粒后混合料按照12分 法进行取样，分别用于混合料水分和粒度组成、制粒 将四种铁矿石分别与熔剂、焦粉和返矿配料后 小球粒度组成等的检查.制粒后混合料粒度筛析采 进行制粒，水分对制粒的影响见图1.可见随着制粒 用套筛分级成+8mm、5~8mm、3~5mm、1~3mm、 水分的增加，制粒后混合料平均粒径增大，但当水分 0.5~1.0mm、0.25~0.5mm和-0.25mm这七个粒级； 达到一定程度时，增加的幅度减缓.水分对制粒后 制粒小球粒度组成采用水洗筛分的方法，即将制粒小 混合料粒度分布组成的影响见图2.随着制粒水分 球浸泡2h后，在水中采用套筛逐一筛分，干燥后称重. 的增加，制粒后混合料中+8mm、5~8mm和3~5 表2不同烧结物料在制粒混合料中的含量（质量分数） mm粗粒级制粒小球含量明显增多，0.5~1.0mm、 Table 2 Contents of sintering materials in the granulated mixture 0.25~0.5mm和-0.25mm细粒级制粒小球含量逐 渐降低，表明水分的增加有利于制粒小球的长大. 铁矿石 白云石 石灰石焦粉 生石灰烧结返矿 水分对制粒后混合料透气性的影响见图3.结 61.16 3.58 3.713.85 4.62 23.08 果表明，随着制粒水分的增加，混合料透气性得到大 同时检测制粒后混合料的透气性，方法是通过 幅的改善，但当水分增加到一定程度，透气性又增加 检测气体通过混合料料层的压力降△P,采用沃伊斯 趋于平缓或有所下降.制粒的目的是使细颗粒黏附 公式计算得到透气性指数Pe: 在相对较粗的颗粒上，从而减少混合料中细级颗粒北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 mm 粒级颗粒含量和中间粒级颗粒( 0. 1 ～ 1 mm) 含量，以及 － 1 mm 粒级颗粒中 SiO2、LOI 和 A12O3 含量为变量的适宜制粒水分经验模型，该模型未 考虑以不同矿物形态存在的 SiO2、A12O3对适宜制 粒水分 的 影 响，且 未 考 察 熔 剂、燃料和返矿的影 响，不具有普遍的推广价值． 因此，开发一种能够 准确、快速和简便预测适宜制粒水分的方法具有 十分重要的意义． 1 原料性能及研究方法 1. 1 原料性能 本研究主要采用四种铁矿石、三种熔剂、一种燃 料和一种烧结返矿，各烧结原料的化学成分和粒度 组成见表 1． 矿 A 和矿 B 来自澳大利亚，属于褐铁 矿类型，其铁品位相对较低; 矿 B 的 － 0. 5 mm 粒级 质量分数仅为 15. 60% ，远低于矿 A 中 － 0. 5 mm 粒 级的含量; 矿 C 和矿 D 来自巴西，属于赤铁矿类型， 这两种矿铁品位高，脉石含量较少; 矿 C 的 － 0. 5 mm 粒级颗粒含量略高于矿 D． 熔剂分别为生石灰、 石 灰 石 和 白 云 石． 生 石 灰 CaO 质 量 分 数 为 80. 66% ; 石灰石、白云石中主要矿物为碳酸盐，SiO2 等杂质含量较少． 燃料为焦粉，固定碳质量分数为 80% 左右，灰分中以 SiO2、Al2O3为主． 烧结返矿取 自现场的高炉槽下返矿． 表 1 烧结原料的化学成分和粒度组成( 质量分数) Table 1 Chemical composition and size distribution of sintering materials % 原料种类 化学成分 粒度组成 TFe FeO CaO MgO SiO2 Al2O3 LOI + 0. 5 mm － 0. 5 mm 矿 A 61. 93 0. 86 0. 04 0. 18 2. 93 1. 77 6. 22 53. 19 46. 81 矿 B 60. 19 0. 29 0. 48 0. 20 2. 67 1. 14 9. 05 84. 40 15. 60 矿 C 65. 69 1. 01 0. 00 0. 11 3. 91 0. 69 1. 61 60. 00 40. 00 矿 D 67. 22 0. 14 0. 07 0. 27 1. 04 1. 00 1. 76 65. 80 34. 20 生石灰 0. 40 0. 23 80. 66 1. 18 2. 86 1. 20 12. 36 42. 87 57. 13 石灰石 0. 21 0. 13 50. 66 2. 28 1. 49 0. 72 40. 72 65. 43 34. 57 白云石 0. 14 0. 10 32. 64 19. 83 0. 71 0. 43 46. 47 61. 32 38. 68 焦粉 2. 34 0. 02 0. 93 0. 20 5. 95 3. 55 84. 76 71. 63 28. 37 烧结返矿 56. 81 6. 25 9. 02 1. 86 5. 11 2. 00 0. 00 92. 33 7. 67 1. 2 研究方法 将铁矿石( 包括单种矿及混匀矿) 、熔剂、焦粉、 返矿以及充分消化的生石灰等烧结物料按表 2 的质 量比进行配料，加入制粒所需补加的水后混匀，再装 入 600 mm × 300 mm 的圆筒混合机中，在 15 r· min － 1 的转速下制粒 4 min． 制粒后混合料按照 12 分 法进行取样，分别用于混合料水分和粒度组成、制粒 小球粒度组成等的检查． 制粒后混合料粒度筛析采 用套筛分级成 + 8 mm、5 ～ 8 mm、3 ～ 5 mm、1 ～ 3 mm、 0. 5 ～1. 0 mm、0. 25 ～0. 5 mm 和 －0. 25 mm 这七个粒级; 制粒小球粒度组成采用水洗筛分的方法，即将制粒小 球浸泡2 h 后，在水中采用套筛逐一筛分，干燥后称重． 表 2 不同烧结物料在制粒混合料中的含量( 质量分数) Table 2 Contents of sintering materials in the granulated mixture % 铁矿石 白云石 石灰石 焦粉 生石灰 烧结返矿 61. 16 3. 58 3. 71 3. 85 4. 62 23. 08 同时检测制粒后混合料的透气性，方法是通过 检测气体通过混合料料层的压力降 ΔP，采用沃伊斯 公式计算得到透气性指数 Pe: Pe = Q ( A H Δ ) P 0. 6 ． ( 1) 式中，料层面积 A 为 7. 85 × 10 － 2 m2 ，高度 H 为 0. 2 m，通过的气体流量 Q 为 0. 167 m3 ·min － 1 ． 2 水分对制粒和烧结的影响 将四种铁矿石分别与熔剂、焦粉和返矿配料后 进行制粒，水分对制粒的影响见图 1． 可见随着制粒 水分的增加，制粒后混合料平均粒径增大，但当水分 达到一定程度时，增加的幅度减缓． 水分对制粒后 混合料粒度分布组成的影响见图 2． 随着制粒水分 的增加，制粒后混合料中 + 8 mm、5 ～ 8 mm 和 3 ～ 5 mm 粗粒级制粒小球含量明显增多，0. 5 ～ 1. 0 mm、 0. 25 ～ 0. 5 mm 和 － 0. 25 mm 细粒级制粒小球含量逐 渐降低，表明水分的增加有利于制粒小球的长大． 水分对制粒后混合料透气性的影响见图 3． 结 果表明，随着制粒水分的增加，混合料透气性得到大 幅的改善，但当水分增加到一定程度，透气性又增加 趋于平缓或有所下降． 制粒的目的是使细颗粒黏附 在相对较粗的颗粒上，从而减少混合料中细级颗粒 ·374·