1、引言（yán）

麵對21世紀鋼鐵市場的激（jī）烈競爭，鋼（gāng）鐵企業要想提高競爭力，單靠（kào）提高燒結礦品位難度較大。在燒結生（shēng）產過（guò）程中（zhōng），原料成本占燒結礦總成本的80%，冶金工作者們開始研究多配加褐鐵礦和廉價鐵礦石的（de）燒結技術和生產工（gōng）藝，大幅度降低燒結（jié）礦成本，從而達到（dào）進一（yī）步降低生鐵成本的目的。

世界鐵礦的主要供應地巴西南部礦區鐵英岩礦物在增加，澳大利亞（yà）低磷的布魯克曼礦在減少，高磷化、針鐵礦（kuàng）化不可避（bì）免，豆狀（zhuàng）褐（hè）鐵礦開采量在迅增加。因此，研究增加使用豆狀褐鐵礦勢在必行（háng）。

開發（fā）利用低成本的燒結原料也是鋼鐵工業目前解決（jué）資源危機的一條有效出路。目前褐（hè）鐵礦生產主要有澳大利亞BHP揚迪礦、HI揚迪礦和（hé）羅布河礦，西澳的庫（kù）裏雅諾賓和印度西海（hǎi）岩果阿地區的（de）許多礦也屬於褐鐵礦類（lèi）礦石，高品位褐鐵礦有馬薩傑粗粉等。中國廣東的大寶山礦和烏石礦也屬於褐鐵礦（kuàng）。

2、褐鐵礦石（shí）

褐鐵礦是含（hán）結晶水（shuǐ）的（de）三氧化（huà）二鐵，無磁性，它可由其它欠缺礦石風（fēng）化形成，化學式常用mFe2O3.nH2O來表示。按結晶水含（hán）量多少（shǎo），褐鐵礦的理論含鐵（tiě）量可從55.2%增加到66.1%，其中（zhōng）大部分含鐵礦物以（yǐ）2Fe2O3.3H2O形式存在。這種礦的脈石常為礦質粘土，國內（nèi）有些礦石中SiO2，Al2O3及S，P，As等有害雜質含（hán）量較高。褐鐵礦一般粒度較粗，疏鬆（sōng）多孔、還原性好，融化（huà）溫度低（dī），易同化，堆比重（chóng）小。

褐鐵礦用（yòng）於燒結一般影響成品率和台時產量，粉焦單耗上升，高配比時使TI，RDI變差，因而限製了褐鐵礦在鋼鐵企業燒結生產上的推廣應用。

3、國內外配加褐鐵礦生（shēng）產燒結礦的研究和生產現狀

目（mù）前，高配比褐（hè）鐵礦的生產研究主（zhǔ）要在澳洲（zhōu）、日本、法國、韓國、中國等國家。現研究開發的豆狀褐鐵礦燒結工（gōng）藝，已經搞清楚了在生產（chǎn）中大量使用豆狀褐鐵礦技術的基本原理。研究（jiū）表明，雖然（rán）高配比褐鐵礦生產高品位燒（shāo）結礦的成礦機（jī）理與普通（tōng）燒結（jié）礦（kuàng）不同（tóng），但這項新技術仍然可以獲得良好的生產和經濟效益。

日本新日鐵還開發應用了SHS工藝即豆狀褐鐵礦自身致密化和高熔點（diǎn）液相燒結工（gōng）藝。目前，褐鐵礦已經在澳大（dà）利亞（yà）BHP鋼鐵公司、日本新日欠缺、日本住友金屬小倉鋼鐵廠、韓國浦（pǔ）項鋼鐵公司光（guāng）陽廠（chǎng）等（děng）企業使用，日本各大鋼廠和韓國浦項的褐鐵礦（kuàng）配比普遍在30%以上，高的達40%~45%，甚至50%。中國中南工業大學（xué）曾對褐鐵礦燒結進（jìn）行過詳細研究，認為（wéi）適當調節褐鐵礦燒結的工藝製度，也（yě）可（kě）以用（yòng）褐鐵礦生產（chǎn）出針狀鐵（tiě）酸鈣為主的優質燒結礦。

目前，中國在燒結（jié）中應（yīng）用褐鐵礦的企業有寶鋼、韶關鋼鐵廠、湘漂鋼鐵公司、濟南鋼鐵公司、山（shān）東張店鋼鐵總廠、江陰興澄特鋼公司煉鐵分廠等，其中以寶鋼為代表。寶鋼20世紀90年（nián）代初開始研究褐（hè）鐵礦，通過多年的工業試驗（yàn），大幅度地提高了羅布河礦和揚迪礦的配比，達35%左右。生（shēng）產數據顯示，燒結（jié）生產正常、燒結礦質量可以滿足高爐的要求，而且在（zài）燒結配礦上取得了良好的（de）經濟效益（yì）。目前，寶鋼已經基本弄清（qīng）了幾種主要褐鐵礦的特性，逐步掌握了一些工業生產（chǎn）上的技術對策，如水、碳的調節，機速、料層的調整，礦石品種、粒（lì）度的搭配，粉焦、熔劑粒度的改變，燒結熱量（liàng）的補充等等，在技術上為增加褐鐵礦使用比例創造了條件（jiàn）。

4、燒結（jié）機理（lǐ）研究的進展

對於高（gāo）配比褐鐵礦燒結機理的探討，澳（ào）洲和日本的研究可以（yǐ）作為（wéi）代（dài）表（biǎo）。揚迪礦（kuàng）是（shì）**的低鋁褐鐵礦，出產的鐵礦石*大粒（lì）徑約（yuē）為9.5mm，超（chāo）細粉末含量低。澳洲的研究者用（yòng）水銀孔率計測定了揚迪礦的孔隙度，證明（míng）揚迪礦中含有大量極細孔，孔（kǒng）徑約0.01mm。水極易從表麵進入氣（qì）孔，不利（lì）於礦粒間（jiān）的粘結。混合料（liào）中赤鐵礦褐揚迪礦取代時，若總（zǒng）水（shuǐ）分保持不變，將會使成球性變差。揚迪礦（kuàng）含有約（yuē）9.5%的結晶水（shuǐ），大多數揚迪礦中的結晶水在200~500℃之間就除去（qù）了。結晶水脫離時伴隨著大量的微（wēi）結構變化，很明顯可看到煆燒後形成了很大的裂縫。煆燒後有高氣孔率的礦（kuàng）粒極易被同化，熔融液極易（yì）進入（rù）煆燒後（hòu）的揚迪礦顆（kē）粒，與赤鐵礦（kuàng）相比同化速度快。

日本鋼鐵公司煉鐵（tiě）工（gōng）藝及煉鐵技術研究所的肥田行博等（děng）人認（rèn）為，褐鐵礦石中的（de）針鐵礦由（yóu）於結合水分解而產生許多大裂縫（féng）。在1200°左右，以鐵酸鈣體係為主的液相開始（shǐ）形成，很快通過裂縫包括原（yuán）有的大孔（kǒng）和水分解產生（shēng）的細孔，滲入豆狀褐鐵礦顆粒（lì）中，高速同化這些礦粒。此外，由於在豆狀褐鐵礦脈石礦物中含有較多粘土（tǔ）礦物，這使液相粘度增加（jiā）並在（zài）其中包裹著大量（liàng）氣體。結果由於許多大孔的形成，使得（dé）起著粘結礦粒作用的同（tóng）化部分脆化。這是燒結礦強度和成品率降低的主要原因。如此快速的同化，封閉了燒結料層液相帶的（de）空隙，降低了料層透氣性，這（zhè）使利用係數的降低較之成品（pǐn）率更嚴重。料層孔隙的封閉（bì），加劇了燒結料層中焦粉燃燒形成的橫向不均勻性（xìng），這也造成了成（chéng）品率（lǜ）下降。

肥田行（háng）博（bó）等人認為，豆狀褐鐵礦在加熱到1300℃或更高時，由於礦（kuàng）內（nèi）針鐵礦的再結晶而致密化，這是此礦的特性。如果豆狀褐鐵礦在與液相接觸之前得到致密，則上述的脆化結構就可避免形成，從而獲得高（gāo）強度燒結礦（kuàng），保持並提高燒結生（shēng）產率。新日鐵的SHS工藝是將褐（hè）鐵礦和細粒蛇紋石（shí）及少量的（de）細粒級焦（jiāo）粉在圓盤造粒機中製粒，由於包裹粗粒褐鐵礦的（de）粘附（fù）粉熔點較高，使液相形成在豆狀（zhuàng）褐（hè）鐵礦顆粒致密化之後，這就是所謂豆（dòu）狀褐鐵礦自身致密化和高熔點液相燒結工藝（簡（jiǎn）稱SHS）。

北（běi）京鋼鐵（tiě）研究總院潘（pān）寶巨等（děng）人采用遷安精礦粉配加（jiā）羅布（bù）河（hé）礦粉，進（jìn）行了燒結誣研究。研究結果表明，遷安鐵精礦配加羅布河礦粉後（配比低於20%），利用係數、還原（yuán）度、轉鼓強度和固體燃耗等指標水（shuǐ）平（píng）都有所提高（gāo），RDI指標水（shuǐ）平降低。

5、承鋼配加褐鐵礦燒結的實（shí）驗室研究

承鋼技術中心工（gōng）藝（yì）實驗室於2004年5月使用某進口褐鐵礦，做了（le）一些初（chū）步的燒結杯試驗，褐鐵礦的化學成分和粒度組成如（rú）表1、2所示。

試驗的主要工藝條（tiáo）件：料層厚度（dù）為350mm，燒結負壓力9000Pa，堿度1.8~2.2，點火時（shí）間1.5min。普通精粉配加褐鐵礦的配料方案及結果見表3、表4。

初步試驗表（biǎo）明，普通精粉配加（jiā）11.9%和23.8%的褐鐵礦時，成品率、利用係數、轉（zhuǎn）鼓強度都有所提高，但配加11.9%時*好。其燒結礦化學成分見表（biǎo）5。

釩精粉配加褐鐵（tiě）礦的配料方案及試（shì）驗結果見表6、表7。初步試驗表明，釩精粉配加（jiā）11.5%褐（hè）欠缺礦時，雖然轉鼓強度有所（suǒ）提（tí）高（gāo），由於垂直燒結速度降（jiàng）低，利用係數降低較大。其燒結礦化學成分見表8。

6、褐鐵礦用於燒結生產的展

寶鋼等企業使用褐鐵礦積累了許多成功經驗，寶鋼認為，高（gāo）配比（bǐ）褐鐵礦時要適當增加場（chǎng）料堆灑水。采取提高粉焦粒度、增加混合料添加水改善造球等措施，改（gǎi）善料層透氣性，使“傳熱速度與燃燒速度（dù）同步（bù）”同步，從而（ér）改善了褐鐵礦燒結時燒（shāo）結機下層的生（shēng）料現象。褐鐵礦燒結仍然需要有足夠的鐵酸鈣粘結相，因而燒結礦堿度需維持在1.8以上。由於褐鐵礦結晶水的緣故，需采用高供熱強度（dù）點火。另外，寶（bǎo）鋼生產中（zhōng）發現，隨著褐鐵礦配比增加，固體燃料沒有增加，認為褐鐵礦好的（de）同化性，易（yì）熔性（xìng）可以抵消大部分結晶水的影響。

濟鋼於2003年進行了高配（pèi）比褐鐵礦生產高品位燒結礦的研究，濟鋼生鐵年產量278萬t，由於原料費用大幅度降低，濟鋼預計年綜合經濟效益1254萬元。

綜上所述（shù），配加部分褐鐵礦取（qǔ）代自產精粉是各鋼鐵企業深度的一種（zhǒng）降成本、提高競爭力的途徑。承鋼自產鐵礦（kuàng）資源有限，因而很有必要對這種廉價褐鐵礦的各種性能進行更深入研究，並提出合（hé）理的應用方案。尤其應根據承鋼“小球燒結”工藝及釩鈦精粉原料的實際情況，重點研究其所含（hán）結晶水在燒結過（guò）程中的作用機理（lǐ），對透氣性、生產率及燃（rán）耗指標的影響，並提出解（jiě）決辦法（fǎ）。

按照燒結配加（jiā）15%褐鐵礦、生鐵年產300萬t計算，承鋼可年創效益超2000萬元。2005年承鋼將進（jìn）行（háng）配加褐鐵礦的工業試驗，摸索褐鐵礦燒結的工藝製度。

轉載請注明來源（yuán）：www.xhjxx.com