1、前言

是影响烧结产量、强度和冶金性能等指标的重要因素之一,也是评价烧结矿质量的重要指标之一，对高炉冶炼的技术经济指标具有较大的影响。因此，研究烧结矿适宜FeO含量对稳定烧结生产，保证高炉顺行具有重要意义。

生产中我们知道，烧结矿FeO含量不仅受配碳量、混合料水分、料层厚度、返矿配加量等因素的交互影响，还与原料结构、烧结矿碱度、MgO含量等因素有关，是多个变量共同作用的结果。本文在试验内，利用烧结杯试验系统，通过调整焦粉配比，研究了烧结矿FeO对烧结矿产量、强度和冶金性能影响。

2、试验原料

试验用原燃料取自杭钢炼铁厂烧结车间。各种原燃料的化学成分、配比见表1。烧结矿化学成分为：TFe55.01%、SiO2为5.80、R2为1.80。

表1是原料化学成分和配比

3、试验方法与方案

3.1、试验方法

烧结试验在300mm 700mm烧结杯中进行,点火负压为7kPa,烧结负压14kpa,点火时间90s,混合料水分7.5%,在圆筒混合机内制粒5min。固定料层650mm,铺底料厚度30mm。烧结矿化学成分由杭钢炼铁厂原料化验室检测，冶金性能按国家标准的还原炉和熔滴炉检测。

3.2、试验方案

其中烧结的化学成分在TFe55.01%左右,SiO2为5.80，R2为1.80，混匀矿配比固定，通过调整焦粉配比，来调整烧结矿中FeO的含量。其中烧结矿中FeO含量的选择参照在杭钢原料条件下可能达到的范围,通过烧结杯得到的FeO含量为6.49%、7.77%、8.51%、9.07%、9.21%、10.58%、10.94%等七个试验用烧结矿，以此考察FeO对烧结产量、烧结矿强度和冶金性能的影响。

4、FeO对烧结矿产质量的影响

4.1、FeO对烧结矿转鼓强度和成品率的影响

图1 FeO对烧结矿强度的影响

图2 FeO对烧结固体燃耗的影响

由图1和图2可知，FeO对烧结矿的强度和烧结的固体燃耗有较明显的影响。随着FeO含量的增加，烧结矿转鼓强度和成品率总体呈上升趋势，在FeO含量为6.49%时，转鼓强度和成品率仅68.75%和74.25%，在FeO为7.77~9.21%之间时，转鼓强度最高，均在72%以上。在FeO为9.21%时，转鼓强度最高，成品率较高。但继续增加FeO到10.58%以上时，强度反而降低，而且固体燃耗也有明显增加的趋势。这是因为，当配碳过高时,导致烧结矿过熔,致使烧结矿形成了大孔薄壁或气孔度低的结构,致使烧结矿的强度变差。但从图2上亦可看出，随着FeO含量的增加，固体燃耗也是增加的。因此合适FeO含量，既要考虑有较好的产质量指标，也要考虑相对较低的固体燃耗。

从上述试验结果来看，与过去的自熔性烧结矿或低碱度烧结矿FeO的研究结果有些差异，原因主要在于，目前烧结矿碱度提高后，由于烧结矿中CaO含量的增加，使得烧结矿中铁酸钙含量明显增加，铁酸钙粘结相成为了提高烧结矿强度的主要因素。而过去自熔性烧结矿主要靠高FeO情况下生成钙铁橄榄石增加强度。

4.2、FeO对烧结速度及利用系数的影响

由图3可知，随着FeO含量的增加，烧结速度先增加，后降低，在FeO9.21%时，烧结速度达到最大，继续增加FeO含量，烧结速度反而降低。这主要是因为随着FeO含量继续增加，烧结料层出现过熔，料层透气性变差的缘故,而烧结利用系数随着FeO含量的增加而增加，主要是成品率在增加的原因。

4.3、FeO对烧结矿冶金性能的影响

表2是烧结矿碱度在1.80，TFe在55%左右，MgO在2.50左右时，FeO对烧结矿冶金性能的影响。

表2 FeO对烧结矿冶金性能的影响

由表4可知，随着FeO含量的增加，烧结矿低温还原分化指数RDI+3.15和RDI+6.30是不断增加的，RDI-0.5也是减少的，但还原性是降低的。FeO从6.49%增加到10.94%，RDI+3.15也从62.01%增加到了88.67%，还原性从82.01%降低到了64.66%。可见，烧结矿FeO含量增加，烧结矿粉化降低，但还原性降低。FeO在7.77%~9.07%之间时，有较好的还原性和低温还原粉化性能。

从烧结矿的熔滴性能来看，烧结矿软化开始温度随着烧结矿FeO含量的增加后降低，而软化区间略有下降，但总体变化不明显；熔融开始温度在FeO为7.77%~9.21%时最高，熔融区间随着FeO含量增加，先降低，后增加，在FeO含量为7.77%~9.21%时，熔融区间最窄总特性值S较小。这是因为,FeO能和其他化合物反应形成多种低熔点矿物或固溶体。这些低熔点物质显然会影响烧结矿的软熔性能，但烧结矿中FeO一方面,它可能被还原成金属铁；另一方面,它也可能与脉石结合,形成低熔点液相。若还原进行的不充分,FeO可能与脉石结合,其软熔温度就较低；若还原进行的充分,FeO被还原为金属铁,其软熔温度就高。因此，在同种原料结构条件下的烧结矿，FeO含量对其软熔性能影响规律不明显。

综合考虑，烧结矿FeO含量在7.77%~9.07%之间时，能获得冶金性能较的烧结矿。

5、结论

1、烧结利用系数和成品率随FeO含量的增加而增加，烧结矿转鼓强度和成品率在FeO从6.49%上升到9.21%时，呈上升趋势，FeO含量继续增加，强度反而降低，在7.77%~9.21%之间时，转鼓强度最高，均在72%以上。

2、烧结矿随FeO含量的增加，低温还原粉化指标转好，但还原性降低，FeO在7.77%~9.07%之间时，有较好的还原性和低温还原粉化性能。而FeO为7.77%~9.21%时，可以获得较高的软化开始温度、较高的熔化开始温度和较窄的熔滴区间。

3、杭钢在该种原料条件下，综合考虑烧结矿的产量、转鼓强度、固体燃耗和等指标,烧结矿FeO含量控制在7.77%～9.07%之间较为适宜。