第10卷增刊1 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
高炉内烧结矿与块矿高温交互反应机理研究
吴胜利"，韩宏亮"，许海法"，阔丽娟2
(1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083;2.宝钢股份有限公司制造部原料管理中心，上海201900)
VoL.10 Suppl. No. t
Apr.2010
摘要：在研究单一炉料和混合炉料的软化特征基础上，着重考察了天然块矿与高碱度烧结矿在高炉高温区的交互反应现象，并对其反应机理和影响因素进行了分析，结果表明，天然块矿与烧结矿在高炉高温区存在着复杂的交互反应，能够明显改善块矿自身的软熔特性；不同块矿的交互反应的强弱有所不同，与烧结矿交互反应强的块矿改变自身软化特征性能的能力也越强；交互反应的主要产物为CaFeSiO4，除温度外，反应还受含铁炉料的化学成分、微观结构、
冶金性能等因素影响研究结果为高炉炉料结构的优化提供理论基础和技术依据。关键词：烧结矿：块矿；交互反应；反应机理；影响因素
中图分类号：TF124.5
前言 1
文献标识码：A
文章编号：1009606X(2010)S1-0037-06
存在交互反应，综合炉料的软熔性能则不能根据单一炉料的软熔性能来推断．这是因为含铁炉料之间如果发
我国高炉使用的含铁炉料为高碱度烧结矿搭配球团矿和天然块矿，烧结矿、球团矿和天然块矿3种含铁炉料由于生产方式、化学成分和组成结构等的不同，冶金性能特别是软熔性能有较大的差别[1-3]高碱度烧结矿荷重软化温度高、难以滴落，而块矿软化、熔滴温度却相对较低，且软熔区间较宽，搭配后的综合炉料既可避免酸性炉料软化温度过低，软化区间过宽的弱点，同时可以克服烧结矿因碱度过高难熔不能滴落的缺点(4-6], 但是传统的炼铁理论存在不少未解决的间题。例如综合炉料的软熔性能与单一炉料的软熔性能之间的关系以及是否可以根据单一含铁炉料的软熔性能来推断综合炉料的软熔性能
若各种单一炉料在高炉内不是简单的物理混合而
生交互反应的话，则必有新相的出现，从而改变了炉料的脉石组成。而含铁炉料的脉石组成变化和分布对含铁炉料的冶金性能有重大的影响[7-10，因此，不同炉料的交互反应势必对综合炉料的冶金性能造成影响
本工作通过实验研究高械度烧结矿和天然块矿之间在高温区的交互反应，并从机理方面探索它们之间的作用形式和影响因素，为高炉含铁炉料结构的优化奠定理论基础和提供技术对策
2
实验原料
实验中选用含铁炉料有高碱度烧结矿，标记为
S-A；澳大利亚天然块矿，分别标记为L-A、L-B和L-B，其化学成分见表1.
表1实验用含铁炉料化学成份
Chemical composition of the ferrous materials (%, o)
Table1
Material Sinter
Lump ore
Symbol S-A L-A L-B Lc
TFe 58.42 64.41 63.91 63.28
Feo 8.33 0.40 0.44 0.53
Cao 8.70 0.01 0.02 0.01
天然块矿与烧结矿的高温交互反应 3
不同含铁炉料之间若发生交互反应则混合炉料的
脉石矿物组成结构会发生改变，从而引起含铁炉料的软化特征变化因此，可以通过比较单一炉料和混合炉料
的软化特征来证实炉料之间是否发生交互反应， 3.1单一炉料和固定碱度混合炉料的软化特征
针对表1中的4种单一炉料以及块矿与烧结矿组成
sio, 4.80 2.60 2.83 2.46
Al.o 1.65 1.26 1.42 1.24
Mgo 1.92 soro 0.06 0.05
TiO, 80°0 0.01 10'0 0.02
P.Os 0.120 0.144 0.189 0.116
S 0.010 9100 610r0 0.023
的混合炉料，进行了软化特征的实验研究其中，混合炉料按照同一二元碱度的比例混合，本实验选取1.50 实验结果汇总于表2.
由表2可见，针对几种单一炉料而言，烧结矿的软化开始温度最高，软化区间最窄：而块矿的软化温度低，软化区间也宽.这与传统认识一致.针对三种块矿分别与烧结矿组成的混合炉料而言，混合炉料的软化特征居于对应的块矿和烧结矿之间，但并非两种单一炉料的软
收稿日期：2009-0816，修回日期：2009-12-01
作奢简介：吴胜利(1955-)，男，上海市人，博士，教授，主要研究方向为铁矿石资源高效使用、高炉炼铁.COREX炼铁等，E-mail：wushengli@metall.ustb.eda.cn 万方数据