摘  要：近年来为了降低生铁成本，许多钢铁企业采用了降低烧结矿碱度的方法。本文根据酒钢烧结矿SiO2高的特点，探索碱度变化对烧结矿的质量、经济技术指标、冶金性能的影响，以及对高炉冶炼的影响，确定烧结矿碱度的适宜范围，并对烧结矿碱度变化与生铁成本的关系进行探讨。

关键词：高硅烧结矿 质量　经济技术指标　冶金性能　适宜碱度　经济性 

1  引言

近几年来我公司烧结矿碱度一直稳定在1.80倍,强度和冶金性能基本满足高炉需要。为提高烧结矿配比降低成本，在块矿资源不足的情况下，高炉配加部分硅石来平衡炉渣碱度。如果能够适当降低烧结矿碱度，可以起到减少或者不配加硅石，提高入炉品位、降低燃耗、降低生铁成本的作用。在当前成本竞争压力下，许多钢铁企业都采取了适当降低烧结矿碱度来降低成本的方法[1]。为此我公司开展了碱度变化对烧结矿质量、经济技术指标、冶金性能及高炉影响的研究，提出烧结矿碱度的适宜范围，以及烧结矿碱度变化与生铁成本的关系，为降低生铁成本创造条件。 

2 酒钢烧结矿碱度变化情况

　酒钢烧结矿碱度变化。

酒钢烧结自投产以来，经历了自熔性烧结矿（Ｒ1.2）、高碱度烧结矿（R1.65-2.0）+小球烧结矿（R0.4）、高碱度烧结矿（Ｒ1.65-2.0）、固定高碱度烧结矿（R1.8）四个阶段。随着烧结矿碱度的提高，烧结及高炉的各项指标均得到了改善。

3 烧结矿碱度对冶金性能的影响分析

一般情况下，烧结矿碱度为1.8-2.0倍时，强度、还原性好，低温还原粉化率较低。但对于低品位、高SiO2的原料，适宜生产低碱度烧结矿，高品位、低SiO2的原料适宜生产高碱度烧结矿。主要是由于SiO2含量降低后，为满足铁酸钙生成数量，需要增加CaO含量，提高烧结矿碱度，来确保烧结矿冶金性能[2]。

通常国内烧结矿品位在54～57%， SiO2含量在6%左右，烧结矿碱度在1.8倍时，CaO含量在10.8%左右；酒钢烧结矿属于典型的低品位、高硅烧结矿，碱度1.8倍的烧结矿品位49～50%， SiO2含量8.3%，CaO含量14.9左右%。与国内其它钢厂相比，碱度在1.8倍时，酒钢烧结矿CaO含量较其它钢厂烧结矿高4.1%,高出幅度为37.96%（详见表2）。当酒钢烧结矿碱度降低到1.65倍时，CaO仍比国内平均碱度1.8倍烧结矿高出26.85%。

根据宝钢和首钢的研究资料显示，在入炉烧结矿粒度在10～15mm以上，在高强度冶炼条件下，烧结矿在炉内低温区域（400～600℃）停留时间短，低温还原粉化率变化对高炉的影响并不太明显。所以在一定条件下，低温还原粉化率并不必然对高炉顺行带来负面影响，还能够起到均匀粒度，改善透气性的作用[3]。

4烧结矿碱度与高炉生产相关性对比分析

4.1烧结矿碱度变化对高炉影响对比

根据酒钢1#高炉历史生产指标，对比分析烧结矿碱度与高炉生产相关性。为保证可比性，选择原燃料质量及高炉配料结构、生产均相对稳定的2005年3月、4-5月和2015年10月三个阶段，并剔除因检修、事故造成高炉波动的参数，相关指标各取15天平均值进行对比，不同阶段高炉配料结构、原燃料质量、高炉主要指标。

（1）三个阶段的入炉品位、焦比、煤比、日产量等主要指标均基本一致。

（2）三个阶段烧结矿碱度分别为1.92、1.66、1.80倍，入炉品位基本相同，第三阶段烧结矿转鼓强度、焦碳冷强度等指标均优于前两个阶段；只有焦碳含Ｓ量1.29%，较前两个阶段高0.67－0.74%。

（3）三个阶段的主要差异是炉料结构，第三阶段高炉熟料比94%，较前两个阶段高8－10%；

（4）各阶段高炉焦比、煤比、产量等主要指标均取得较好水平，说明酒钢烧结矿碱度在此范围的变化并未对高炉生产造成明显负面影响。

4.2 碱度对烧结产能及燃耗的影响

4.2.1　2005年3-4月份，1#2#烧结机烧结矿碱度由1.95倍降至1.65倍，烧结矿台时产量及燃料配比。

1#2#烧结机碱度1.95和1.65的两个时段，烧结机台时产量、燃料配比基本保持一致。

4.2.2　2014年3-4月份，1#2#3#烧结机烧结矿碱度由1.80倍降至1.75倍前后烧结矿台时产量、返矿率及燃耗数据统计见表7。

烧结矿碱度1.75倍与1.8倍期间相比：

台时产量下降2t/h.台，分析主要是由于烧结机频繁仓满停机影响台时产量；

烧结燃料配比及燃耗略有上升，主要与第二阶段烧结机降低产能提高燃料利用率有关；

1#2#高炉返矿率上升0.66%，3-6#高炉返矿率下降0.77%，综合返况率基本持平。

通过上述数据对比，两个阶段烧结矿的碱度变化与烧结机台时产量、燃耗、返矿率基本没有直接对应关系。

5 不同碱度烧结矿试验及冶金性能测试结果

2015年10月-2016年6月份，酒钢与西安建筑科技大学联合进行了酒钢烧结矿不同碱度下的质量指标及冶金性能试验，具体结果如下。

5.1烧结杯试验结果

5.1.1成品率

不同碱度下成品率指标。

烧结矿成品率随碱度变化的规律不太明显。烧结矿碱度在1.3-1.5倍期间，变化幅度较大；在1.4倍-2.0倍期间，随着碱度的上升成品率呈平缓下降趋势，但均处于较高水平。总体来看，成品率在碱度1.6-2.0倍时稳定在较高水平。

5.1.2不同碱度下烧结机利用系数变化情况

不同碱度下利用系数。

烧结矿碱度在1.4-1.9倍区间，利用系数随碱度的上升逐步增加。

5.1.3转鼓指数

不同碱度下转鼓指数。

烧结矿碱度在1.3-2.0倍期间，随着烧结矿碱度的上升，转鼓指数相应升高。

其中碱度在1.3-1.6倍期间，转鼓指数随着碱度同步上升幅度较大；在1.6-1.9倍期间，转鼓指数随着碱度的上升增幅较小，相对稳定在67～69%；总体来看，转鼓指标在碱度1.6倍以上时都处于67%以上的较好水平。

5.2冶金性能

5.2.1还原度

不同碱度下还原度。

碱度在1.3-1.7倍区间，还原度指数随碱度的升高而增加；在1.6-2.0倍区间，还原度指数相对稳定在85%以上的较高水平。

5.2.2低温还原粉化率

不同碱度下低温还原粉化率。

烧结矿碱度在1.3倍～1.5倍区间，随着碱度的上升，低温还原粉化率指标上升幅度明显；碱度在1.6倍～1.9倍区间，低温还原粉化率RDI6.3%和ＲＤＩ3.15%变化量都较小，分别稳定在96%、98.5%以上，主要原因是酒钢铁精矿中含有少量钡元素，可以有效改善烧结矿的低温还原粉化率[4]；碱度达到2.0时低温还原粉化率下降幅度明显。

5.2.3软熔特性

不同碱度下烧结矿软熔特性实验结果。 

熔融开始温度、熔融终了温度随碱度的变化整体显现升高趋势，但融化区间随碱度的升高呈明显的降低趋势；最大压差随碱度增大呈明显的降低趋势;熔滴特性值随着碱度的增大，呈现先降低后略增大的趋势。

综合软熔性能各项参数，酒钢烧结矿在碱度1.6～2.0倍时，软熔指标相对较好，碱度1.6～1.8时熔滴特性指标最佳。

　5.3试验结论

5.3.1烧结矿成品率：随碱度变化的规律不太明显，但碱度在1.6-1.9倍区间相对稳定且在较高水平。

5.3.2烧结矿利用系数：随着碱度的上升逐步增加。

5.3.3转鼓指数、还原度：随烧结矿碱度增加而升高，碱度1.6倍以上增幅变小，均有较好指标。

5.3.4低温还原粉化率：总体较好，碱度在1.6倍～1.9倍区间基本稳定。

5.3.5软化熔融性能：在碱度1.3～1.6倍区间，随碱度的上升软化熔融性能改善，碱度1.6-1.9倍区间变化较缓，总体指标较好，满足高炉要求。

6 烧结矿碱度对成本的影响

6.1 碱度对烧结矿原料成本的影响

烧结矿碱度变化与品位及原料成本测算：

随着烧结矿碱度的下降，由于石灰石用量减少，精矿增加，烧结矿品位增加，成本随之上升。

6.2烧结矿碱度变化对生铁原燃料成本的影响

烧结矿碱度变化与高炉指标成本变化测算。

随着烧结矿碱度的降低，保持入炉品位、炉渣碱度不变，进一步提高烧结矿配比，可明显降低生铁成本。

7 结语

根据理论、试验结果和历史指标对比分析，酒钢烧结矿碱度在1.6倍-1.9倍区间冶金性能相对稳定，能够满足高炉需要。可以根据需要在1.6倍-1.9倍区间选择适宜的烧结矿碱度，降低生铁成本。

参考文献：

[1]龚方泉，黄智华，李波.降低烧结矿碱度操作实践 [J]. 江西冶金, 2013, 33(6):12-14.

[2]周传典，高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2002-8，p30.

[3]马金芳，贾军民，赵满祥等，烧结矿低温还原粉化性能对高炉生产的影响[C].第十五届全国大高炉炼铁学术年会论文集.2014-9,p753.

[4]周取定　任允芙　蒋烈英，酒钢强磁选精矿烧结的研究[J].钢铁,1988-6,p 10.