影响烧结矿FeO含量的因素分析与检测判断方法

No.2, 2019试（实）验研究 DOI:10.16525/j.cnki.cnl4-1167/tf.2019.02.16影响烧结矿FeO含量的因素分析与检测判断方法罗胜（山西太钢不锈钢股份有限公司制造部，山西太原O3OOO3）摘要：对影响烧结矿FeO含量的主要因素进行了分析探讨，并对如何检测提前判断烧结矿FeO的方法进行了介绍。关键词：烧结矿FeO含量影响因素分析判断方法中图分类号:TP391.41

文献标识码:A 文章编号：1672-1152（ 2019 ）02-0040-03FeO含量是烧结矿一个比较重要的指标，其对

烧结矿性能有双重影响，过高或过低均不利于提高 烧结矿产质量和改善冶金性能。烧结矿FeO含量

表1原始烧结料氧化度和宏观烧结气氛指数关系表铁料配比/%磁铁 赤铁

卡粉杨迪南非综合精矿精矿粉1D/%F/%P高,会使还原性变差,导致高炉焦比升高,不经济;烧 结矿的FeO含量低，会使烧结矿强度降低，粉率升

2367601935614.2613.918.618.858.888.23&0.6040.636高，将影响高炉透气性变差。因此,烧结矿FeO含量 的适宜控制对高炉冶炼较为重要。而烧结矿的FeO

34655550404413.190.673含量受哪些因素影响，如何入手控制和判断适宜

4563012.1110.9110.7210.680.6800.7920.819FeO含量，是山西太钢不锈钢股份有限公司要关注

和解决的问题。1030302010105551051影响烧结矿FeO含量的因素影响烧结矿FeO含量的因素诸多，适宜的FeO 值主要取决于原料结构、配碳量、料层厚度、烧结料

67810108.784510105&8.798.730.8090.885层透气性、烧结矿成分和碱度等。25309.931.1宏观烧结气氛指数和原始烧结料氧化度的影

响原始烧结料氧化度，即原始烧结料中的FeO含 量用D表示，成品烧结矿FeO含量用F表示，宏观

9104538159.869.810.8850.8570.9413510318.418.4511318.98烧结气氛指数用P表示,P^F/D,原始烧结料氧化度

w(FeO)

29.332.44/%0.260.390.2610.02与烧结过程气氛指数关系见表lo氧化度D低或烧结过程氧位低的条件下,FezOs 易被还原成Fe3O4或浮氏体，与SiO2生成铁橄榄石

P值是掌控F的重要参数,D值是影响F的重

要因素之一。P值一定，若D值低，则F低;P值低， 则烧结过程氧位高,F就低。2FeO • SiO2及类似复杂化合物，则F高。D值决定于物料中铁矿粉的种类，因此，铁矿粉 的种类对烧结矿的FeO含量也有一定的影响。赤铁 矿和褐铁矿粉FeO含量低，磁铁矿粉FeO含量高

P值和D值决定烧结过程化学反应方向和形式。

氧化度D高或烧结过程氧位高的条件下,Fe2（）3

较易保持原始形态并与CaO生成铁酸钙\"低。（一般26%左右）。以赤铁矿粉为主的烧结高碱度，烧

结过程氧位高，易生成铁酸钙，有利于降低烧结矿

收稿日期:2018-12-13作者简介：罗胜（1968—）,男，大学本科，1991年毕业于西安

Fe0o磁铁矿粉配比高,氧化度D低,烧结过程更易

形成含FeO的矿相，烧结矿FeO就会升高。原料结 构中随着磁铁矿配比的减少，烧结矿FeO便会呈减 小趋势，当磁铁矿配比降低到10%以下时，烧结矿

冶金建筑学院钢铁冶金专业，工程师，从事工作及研究方向为 钢铁冶金专业和物流研究等。2019年第2期罗胜:影响烧结矿FeO含量的因素分析与检测判断方法.41 •FeO降低不明显，因烧结氧化性气氛下能把磁铁矿

带入的大部分FeO氧化为Fe2O3,磁铁矿粒度越细，

慢，另一方面细粒燃料燃烧速度过快,会使烧结过程 液相发展不充分，烧结矿转鼓强度变差。因此，烧结生产中控制烧结矿FeO含量的关键

FeO越易被氧化为Fe203o1.2工艺操作制度的影响选择适宜工艺参数并保持稳定，对合理控制烧 结矿FeO含量较为关键。是控制合理的配碳量，即能保证满足烧结有足够液

相数量和固结强度，使烧结矿产质量指标优良。1.3烧结矿化学成分的影响1） 烧结矿碱度的影响低碳低FeO烧结,可能会造成烧结液相量和固

烧结过程的温度水平和气氛对FeO含量影响 很大，一方面与配碳量、固体燃料粒度、烧结料水分 相关，另一方面与烧结点火温度、点火负压、抽风负

结强度不足,可通过适当提高碱度来弥补,尤其碱度 提高到2.2后，有效液相量增加，黏结相强度升高的

压、烧结机速、冷却速度、废气温度等有关。选择适宜的点火温度和抽风负压，适当放慢机

趋势明显，能确保烧结矿自身黏结相强度和冷态强 度,因此低碳高碱度可以满足低FeO烧结条件。速，延长高温保持时间，物相结晶发育完善，烧结矿 质量就能得到改善,FeO含量也会较低一些。配碳量和烧结矿SiO2、MgO含量基本相同的情 况下，随着碱度的提高，烧结料中白灰配比增加，有 助于增强混合料制粒效果,改善烧结料层透气性,提

1.2.1配碳量的影响合适的配碳量和水分是获得优质烧结矿的保 证,低水低碳有利于降低烧结矿FeO含量,但并非

高料层氧位;CaCO3在烧结过程中吸热分解,烧结温 度降低并向气相中析出C02,稀释烧结料层中的还

水分和配碳量越低越好,需针对不同原料结构、不同 料层厚度、烧结矿碱度、SiO2和MgO含量，确定适宜 的配碳量和水分。烧结矿碱度和SiO2含量基本一定的情况下,配 碳量与FeO含量呈强正相关关系，配碳量增加，碳

原性气氛,减慢铁氧化物的还原速度,促进铁酸钙的

生成，抑制磁铁矿和铁橄榄石2FeO-SiO2的发展；同 时高碱度烧结矿易产生低熔点化合物，能够降低固 体燃耗,降低FeO含量,为厚料层烧结奠定基础。存在不完全燃烧现象，使得烟气中CO含量增加，烧 结过程中还原反应加剧，使Fe2O3不稳定而分解为

2） 烧结矿SiO2含量的影响烧结矿碱度不变的情况下,FeO含量随SiO2含 量的升高而升高。900覽以上高温条件下FejO。被 还原，特别是Si。?存在时加快Fes。。还原，生成低

Fe.,O4和FeO,烧结矿中FeO通常以铁橄榄石和钙铁

橄榄石黏结相矿物形态出现，烧结矿转鼓强度较高

但还原性会差。在生产过程中，不能认为提高烧结矿转鼓强度

熔点化合物铁橄榄石2FeO-SiO2,同时由于CaO的

存在，形成钙铁橄榄石CaO-FeO-SiO2,当配碳量较 高时这两种液相对熔剂性烧结矿的固结有较大

就必须提高配碳量和烧结矿的FeO含量。配碳量过 多会带来一系列负面影响，使燃烧带温度升高，烧结

的作用。矿过熔，恶化烧结料层透气性，不利于铁酸钙的生 成,烧结过程均匀性变差,完全背离提高烧结矿转鼓

3） 烧结矿MgO含量的影响烧结矿其他化学成分不变的情况下,FeO含量

强度的宗旨,既浪费能源又恶化烧结状况。配碳量过 低时,会导致烧结过程液相量不足，主要黏结相为玻 璃质，使得烧结矿强度变差,成品率下降。随MgO含量的升高而升咼。因为FeO-MgO是一个 连续固溶体，可以相互固溶而没有任何;MgO可 充填在Fe3O4的晶格中，以稳定Fe3O4物相，抑制其

1.2.2固体燃烧粒度的影响固体燃料粒度对烧结矿FeO也有着重要的影 响個体燃料粒度的适宜范围为0.5~3.0 mm。在燃料 配比一定的情况下，如果燃料粒度过粗，在烧结料中 分散不均匀，布料时大颗粒容易偏析集中在料层下

在冷却过程中再氧化生成Fe2O3,有稳定Fe3（）4的作 用;烧结料中MgO含量高，生成高熔点化合物，烧结

温度提高，使烧结矿FeO含量升高。1.4烧结料层厚度的影响提高料层厚度，由于烧结自动蓄热作用增强,在 配碳量不变的条件下，料层下部热量增加使得料层 内温度升高,FeO含量升高。提高料层厚度，减少配 碳量，既有利于降低烧结矿的FeO含量，又有利于

部，料层上部固定碳含量偏低，烧结气氛不均匀，上 部烧结矿强度差，下部烧结矿过熔，烧结矿FeO含

量波动极差大。另外粒度粗造成燃烧时间长,燃烧带 变厚，还原反应加剧,烧结矿FeO含量增加。固体燃

增强料层内部氧化性气氛，促进铁酸钙的生成,提高

料粒度过细，一方面使料层透气性变差,烧结速度减 烧结矿的质量。・42・山西冶金E-mail:sxyjbjb@l 26.com第42卷2检测、判断烧结矿FeO含量的方法2.3人工目测判断法从烧结矿熔化程度和气孔率判断，正常微熔烧

2.1烧结矿FeO含量实时检测法1) 在线图像识别实时检测法根据烧结生产实际，将烧结矿FeO含量分为 低、适中、高、过高四个等级，采集断面图像样本判断

结矿像海绵小气孔发达，则FeO含量低或适中；过

熔烧结矿组织为熔化大气孔薄壁状，气孔率小，则

FeO含量高。随着熔化程度的加深,FeO含量升高。从烧结矿色泽判断,烧结矿金属光泽部位较多，

其对应FeO含量，计算FeO含量等级的隶属度，用 隶属度加权平均距离法判断FeO含量等级。采用烧结机尾断面图像分析仪判断烧结矿FeO

则FeO含量低;烧结矿瓦灰色部位较多，则FeO含

量高。从烧结矿摔打情况判断，摔打声音发脆、碎裂，

含量的不足:机尾断面红层过亮而看不清细节，摄像 机经受高温需反吹风和水冷保护装置，需耐高温和

则FeO含量高，转鼓强度差。耐磨行程开关控制摄像时刻;机尾灰尘、烟雾带来的 从烧结机机尾红层断面厚薄和颜色判断，在烧

噪声和摄像过程中产生的随机噪声影响摄像效果， 图像背景区、红层区、烧结气孔区之间边缘比较模 糊,灰度变化平缓等影响检测结果;分析仪的在线识 别率70%左右。结终点位置控制合适情况下，机尾红层断面超过料

层厚度的1/3,则配碳量大,烧结矿FeO含量高；机 尾红层颜色刺眼发亮且有火星，则固体燃料粒度偏 大或配碳量较高,烧结矿FeO含量高;机尾红层断 面薄约占料层厚度的1/5,则配碳量适中，烧结矿

2) 在线磁导率实时检测法通过在线检测烧结矿中铁磁物质的磁导率，利 用磁导率和FeO含量的相关关系计算烧结矿FeO

FeO含量适宜;机尾红层呈暗红色且没有火星，则配

碳量和固体燃料粒度适中,烧结矿FeO含量适宜。含量，具有测速快、准确度高的特点。3结论3) 在线废气温度和废气成分实时检测法在线检测废气温度和废气成分(O2,CO2),通过 关系式“烧结矿中w(FeO)=24.8-0.94x烟气中w(02)-

1) 影响烧结矿FeO含量的因素较多，如化学成

分、配碳量、燃料粒度、原始物料氧化度、宏观气氛

等。要控制适宜的FeO含量,需从这些方面入手。0.18xw(C02)+0.013x废气温度值”计算烧结矿FeO

含量。2) 为了便于调整控制烧结矿适宜FeO含量，提

前进行判断烧结矿FeO含量,提前进行预调整也有

2.2分析法重锯酸钾化学分析法、X射线光谱仪分析法。着重要的意义。(编辑：苗运平)Analysis of Factors Affecting FeO Content in Sinter and Method

of Detection and JudgmentLuo Sheng(Manufacturing Department of Shanxi Taigang Stainless Steel Co., Ltd., Taiyuan Shanxi

030003)Abstract: The main factors affecting the content of FeO in sinter are analyzed and discussed in this paper. The

method of how to detect and judge the content of FeO in sinter in advance is introduced.Key words： sinter; FeO content; influencing factors; analysis and judgment method;