评价铁矿石质量的一个参数.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date评价铁矿石质量的一个参数SiO2%/TFe%值是评价铁矿石质量的一个参数SiO2%/TFe%值是评价铁矿石质量的一个参数李小克（湘钢生产管理部）摘要：铁矿石SiO2%/TFe%值与高炉渣铁比直接相关，可以作为评价铁矿石质量的一个参数。降低铁矿石SiO2%/TFe%值对改善高炉生产技术指标有较好作用。关键词：铁矿石SiO2%/TFe%值 高炉渣铁比0前言铁矿石TFe%、

2、扣钙镁TFe%是评价铁矿石质量的重要指标。在SiO2%基本相同，TFe%相差较大的情况下，铁矿石质量好坏很容易区别。但是，当某种铁矿石TFe%较低且SiO2%也较低，另一种铁矿石TFe%较高且SiO2%也较高，此时该如何比较？铁矿石中SiO2%/TFe%值可以作为评价质量的一个有用的参数。1铁矿中的的SiO2%/TFe%值代表了高炉渣铁比1.1矿石渣铁比计算式的推导。一吨铁水由铁矿石带入的渣量（不包括燃料灰份）理论上可由下式计算：=/公斤 (1)；P=/公斤 (2)； 式中：1吨铁水由矿石带入的渣量/公斤；P1吨铁水的矿耗/公斤， SiO2%、TFe%分别为铁矿石中的SiO2%、TFe%含量；

3、 Si%高炉铁水中Si%含量； Fe%铁水中铁元素的含量； (SiO2)%高炉炉渣中(SiO2)%含量； 0.96、1000分别为铁元素收得率和铁水公斤数量。将（2）式代入（1）式，整理得：=-取Fe%=94.5，Si%=0.0040，(SiO2)%=0.3250，代入（3）式，得：=3029.82*SiO2%/TFe%-26.34/公斤 (3)。1.2铁矿粉渣量、铁量的计算。烧结矿和球团矿都由铁矿粉制成，降低铁矿石SiO2%/TFe%值也就是降低铁矿粉的SiO2%/TFe%值。现对几种铁矿粉的铁量、渣量、渣铁比进行计算。以100公斤铁矿粉为单位，配入的熔剂以高炉终渣碱度和(MgO)%含量为基

4、准，中间的烧结过程配料给予省略，只考虑起始点和终点。为简化计算，忽略高炉炉尘量。假设铁元素99%进入铁水，1%以FeO%的形式进入渣量。进入渣中的SiO2为：SiO2.z= SiO2.%-2.14Si%*W/公斤 (4)；W= /公斤 (5)；式中：SiO2.z100公斤铁矿粉进入渣中的SiO2量/公斤；W100公斤铁矿粉产生的铁水量/公斤；铁元素进入铁水中的比率。设定S以90%的比率，CaO、MgO、Al2O3以100%的比率进入渣量，这个渣量为矿粉自身量量。参入计算的铁矿粉种类和成份见表1。表1 铁矿粉成份/%矿粉TFeFeOCaOMgOSiO2Al2O3SP澳粉62.02/0.060.2

5、13.581.350.0930.157南非粉65.48/0.1020.013.941.50.0410.061印度粉63.36/0.090.093.382.350.0330.04巴西粉64.81/0.020.014.181.090.050.052广东精163.0610.340.450.844.681.420.1660.022安徽球精66.4827.50.280.326.470.350.050.01根据计算式（4）、（5）和设定，每种铁矿粉产生的铁水量和自身渣量见表2。表2 100公斤铁矿粉产生的铁水量和渣量/公斤 矿粉 铁水量 CaOMgOSiO2Al2O3FeOS渣量总和澳粉64.970.06

6、0.213.021.350.780.0845.51南非粉68.590.1020.013.351.50.830.0375.83印度粉66.370.090.092.812.350.800.0306.18巴西粉67.890.020.013.591.090.820.0455.59广东精166.060.450.844.111.420.790.1497.77安徽球精69.640.280.325.870.350.820.0457.71换算成百分数以后的自身渣成份见表3。表3 铁矿粉自身渣的成份含量/%矿粉CaOMgOSiO2Al2O3FeOS总和澳粉1.093.8154.8424.4814.261.5181

7、00南非粉1.750.1757.4925.7214.240.633100印度粉1.461.4645.5438.0613.010.481100巴西粉0.360.1864.4319.5214.710.806100广东精15.7910.8152.9318.2710.281.922100安徽球精3.634.1576.174.5410.930.584100显然，这样的渣需要配入熔剂。设配入的生石灰和白云石量分别为X和Y，根据碱度平衡：=R (6)；根据MgO平衡：=(MgO)% (7)。式中：Z单种铁矿粉自身的渣量/公斤；CaO%、MgO%、SiO2%单种铁矿粉自身渣中的CaO%、MgO%和SiO2%含

8、量；CaO%x、MgO%x、SiO2%x生石灰中的CaO%、MgO%和SiO2%含量； CaO%y、MgO%y、SiO2%y白云石中的CaO%、MgO%和SiO2%含量；R、(MgO)%高炉终渣的二元碱度和MgO%含量；0.9086、0.5364分别为生石灰和白云石的烧残率。熔剂的化学成份见表4。取高炉终渣二元碱度为1.15,，(MgO)%为8.50%，解（6）、（7）联立方程式，得每种铁矿粉的总渣量以及在高炉终渣中的化学成份，见表5、表6。总渣量是铁矿粉自身的渣量与生石灰、白云石的烧残量之和。熔剂烧残量为熔剂量与烧残率的乘积。表4 熔剂的化学成份/%熔剂TFeFeOCaOMgOSiO2Al2

9、O3SP烧损合计生石灰00.00383.682.553.730.909.14100白云石00.00331.4920.221.020.90.00846.36100 表5 铁矿粉的渣量和渣铁比/kg矿粉自身渣量X Y生石灰烧残量白云石烧残量总渣量渣铁比/kg/kg澳粉5.513.262.732.961.469.930.153南非粉5.833.154.142.862.2210.910.159印度粉6.182.573.632.341.9510.470.158巴西粉5.593.604.163.272.2311.090.163广东精17.775.180.574.700.3012.770.193安徽球精7.

10、716.524.295.922.3015.930.229表6 各种铁矿粉的高炉终渣成份/%矿粉CaOMgOSiO2Al2O3FeOS总和R澳粉36.718.531.9214.127.910.841001.15南非粉37.028.532.1914.357.610.341001.15印度粉32.388.528.1523.007.680.291001.15巴西粉39.168.534.0510.467.410.411001.15广东精138.818.533.7511.516.261.171001.15安徽球精44.468.538.662.815.290.281001.15因为不考虑燃料带入的渣量，所以

11、渣铁比显得比较低，渣中的(FeO)%显得比较高。但是设定的条件相同，不会影响最后的比较结果。1.3铁矿粉 TFe%和SiO2%/TFe%值的区别比较。将各种矿粉的TFe%和SiO2%/TFe%值按TFe%高和SiO2%/TFe%低为顺排队，可以看到，TFe%高或扣钙镁TFe%高，不一定SiO2%/TFe%值就低。这是两种不同的顺序。见表7。由此可以看出，高炉渣铁比高低与铁矿粉的SiO2/TFe值高低一致。由于SiO2/TFe值不同，渣铁比最低的不是品位66%的安徽球精，而是品位62%的澳粉。见表8。表7 铁矿粉排队顺序矿粉TFe/%扣钙镁TFe/%SiO2/TFe按TFe%顺序按扣钙镁TFe%

12、顺序按SiO2/TFe顺序澳粉62.0262.190.0577551南非粉65.4865.550.0602222印度粉63.3663.470.0533巴西粉64.8164.830.0645333广东精163.0663.880.0742444安徽球精66.4866.880.0973115 注： 表示不参加排序的例外情况。表8 高炉铁渣比与矿粉SiO2/TFe值的比较矿粉渣铁比/kg/kgSiO2/TFe按渣铁比顺序按SiO2/TFe顺序澳粉0.1530.057711南非粉0.1590.060222印度粉0.1580.0533巴西粉0.1630.064533广东精10.1930.074244安徽球

13、精0.2290.097355 注： 表示不参加排序的例外情况。2例外的情况在上述几种矿粉中，印度粉的SiO2/TFe值最低，但是渣铁比不是最低。原因是印度粉的Al2O3%较高，使渣量增加。高炉终渣的（Al2O3）%在20%以上。这完全是另外一种渣系。这种渣的流动性将很差。为了提高流动性，需加大(MgO)%含量，加入CaF2，进一步又增加渣量。实际上高炉很少造这样的渣。因此不具有普遍性。图1是上述铁矿粉中的Al2O3%和高炉终渣中的（Al2O3%）的散点分布图。以渣中（Al2O3%）不超过16%为基准，铁矿粉中的Al2O3%相应值为1.67%。也就是说，估计铁矿粉的Al2O3%在1.67%以下时

14、，SiO2/TFe值和高炉渣铁比可以不受Al2O3%的影响，有较好地对应。图1 铁矿粉C1中Al2O3%与高炉终渣C2中（Al2O3%）的散点图3降低铁矿石SiO2/TFe值与提高品位方向一致矿石SiO2%/TFe%值的倒数就是TFe%/SiO2%值，降低SiO2%/TFe%值就是提高TFe%/SiO2%值，提高铁矿石品位，两者方向一致。4降低铁矿石SiO2/TFe值改善了高炉指标2009年湘钢进厂的大部份主要铁矿粉的SiO2/TFe值比2008年有了下降，质量得到了进一步的提高。在2009年与2008年的比较中，富粉、澳粉、杨迪粉、FMG粉的TFe%和SiO2%都是同向变化。用SiO2%/T

15、Fe%进行对比，这种变化是起了增加高炉渣铁比还是降低了渣铁比的作用，就很清楚了。由于铁矿粉的质量有了改进，烧结矿和球团矿TFe%提高，SiO2%下降，2009年与2008比较，相当于在2008年TFe%基础上，烧结矿SiO2%下降56.37%*0.0074=0.42%，球团矿SiO2%下降61.46%*0.0177=1.09%。见表10。表10 烧结矿和球团矿主要质量指标比较/%时间/年烧结矿：TFeCaOMgOSiO2SiO2%/TFe%球团矿：TFeSiO2SiO2%/TFe%200856.3710.141.965.280.093761.467.280.1184200957.239.311

16、.904.940.086362.176.260.1007比较-0.0074-0.0177在烧结矿和球团矿质量提高的基础上，2009年湘钢炼铁厂高炉焦比比2008年下降24.51公斤，利用系数提高0.12，入炉矿石TFe%提高0.74%，SiO2%/TFe%下降0.0071，整生产技术指标水平得到提高。如表11所示。表9 2008年与2009年烧结矿、球团矿铁料质量比较时间/年2008 2009矿种TFeSiO2SiO2%/TFe%TFeSiO2SiO2%/TFe%比较中品位粉55.209.510.1723/精1粉62.565.020.080262.843.810.0606-0.0196高硅精1

17、63.278.700.137563.278.680.1372-0.0003富粉60.965.790.095061.206.050.0988+0.0038铁皮67.574.390.065068.613.590.0523-0.0127澳粉61.434.260.069361.113.950.0646-0.0047南非粉64.454.580.071164.624.290.0664-0.0047印粉61.984.410.071260.165.670.0942+0.0230巴西粉65.073.010.046264.8430.0463+0.0001杨迪粉57.745.290.091657.644.920.0

18、854-0.0062巴西精67.411.850.027467.901.340.0197-0.0077Mac61.414.130.067261.543.600.0585-0.0087FMG58.264.550.078158.864.910.0834+0.0053越南粉/61.593.140.0510/俄精粉63.500.810.0128/印尼粉61.423.550.0578/造球精粉63.376.030.095263.704.620.0725-0.0227降低高炉焦比有多种因素，渣铁比减少是其中之一。扣除燃料灰份的渣量，入炉矿石SiO2%/TFe%下降使渣铁比减少约20公斤/吨左右。高炉渣量减少

19、100公斤可降低综合焦比的3%1，约15公斤/吨。降低20公斤渣量则可降低焦比3公斤左右，在高炉增铁节焦中起了作用。表11 高炉主要生产技术指标比较 时间/年利用系数/t/m3.h焦比/kg/t综合焦比/kg/tTFe/%扣钙镁TFe/%SiO2/%SiO2%/TFe%风温/富氧率/%渣铁比/kg/t20082.434363.97508.2957.7963.785.290.091510432.39361.6920092.554339.46487.6558.5364.364.940.084410592.58339.03比较+0.12-24.51-20.64+0.74+0.58-0.35-0.0071+16+0.19-22.665结语铁矿石中的SiO2%/TFe%值比TFe%和扣钙镁TFe%，能更好地说明与高炉渣铁比的直接关系，可以作为评价铁矿石的一个参数。降低SiO2%/TFe%值与提高高炉入炉铁品位、降低渣量方向一致，对改善高炉的生产技术指标有较好的作用。参考资料1 周传典 高炉炼铁生产技术手册；冶金工业出版社，2002年，第821页-