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铁矿石知识
铁矿石知识培训教案
一、铁矿石的分类及主要特性
在自然界中,含铁矿物有300多种,但在目前的工艺条件及技术水平下能够用作炼铁原料的只有20多种,按其矿物组成,根据含铁矿物的主要性质,通常将铁矿石分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四种类型。
1.磁铁矿
磁铁矿(Magnetite)是一种氧化铁的矿石,主要成份为Fe3O4,是Fe2O3和FeO 的复合物。
FeO31.03%,Fe2O368.97%或含Fe72.2%,O27.6%,等轴晶系。
单晶体常呈八面体,较少呈菱形十二面体。
在菱形十二面体面上,长对角线方向常现条纹。
集合体多呈致密块状和粒状。
颜色为铁黑色、条痕为黑色,半金属光泽,不透明。
硬度5.5~6.5,比重4.9~5.2,无解理,脉石主要是石英及硅酸盐。
具有强磁性。
还原性差,一般含有害杂质硫和磷较高。
在选矿(Beneficiation)时可利用磁选法,处理非常方便;但是由于其结构细密,故被还原性较差。
经过长期风化作用后即变成赤铁矿。
磁铁矿中常有相当数量的Ti4+以类质同象代替Fe3+,还伴随有Mg2+和V3+等相应地代替Fe2+和Fe3+,因而形成一些矿物亚种,即:
(1)钛磁铁矿Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0<x<1=,含TiO212%~16%。
常温下,钛从其中分离成板状和柱状的钛铁矿及布纹状的钛铁晶石。
(2)钒磁铁矿FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4,含V2O5有时高达68.41%~72.04%。
(3)钒钛磁铁矿为成分更为复杂的上述两种矿物的固溶体产物。
(4)铬磁铁矿含Cr2O3可达百分之几。
(5)镁磁铁矿含MgO可达6.01%。
磁铁矿是岩浆成因铁矿床、接触交代-热液铁矿床、沉积变质铁矿床,以及一系列与火山作用有关的铁矿床中铁矿石的主要矿物。
此外,也常见于砂矿床中。
在自然纯磁铁矿矿石很少遇到,常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。
所谓假象赤铁矿就是磁铁矿(Fe3O4)氧化成赤铁矿(Fe2O3),但仍能保持其原来的晶形,所以叫做假象赤铁矿。
在自然界中纯磁铁矿很少见,常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。
所谓假象就是Fe3O4虽然氧化成Fe2O3·,但它仍保留原来磁铁矿的外形。
它们一般可用TFe/FeO的比值来区分:
v TFe/FeO=2.33为纯磁铁矿石
v TFe/FeO<3.5为磁铁矿石
v TFe/FeO=3.5~7.0为半假象赤铁矿石
v TFe/FeO>7.0为假象赤铁矿石
v 式中,TFe-矿石中的总含铁量(%),又称全铁;FeO-矿石中的FeO含量(%)。
2.赤铁矿
赤铁矿(Hematite)赤铁矿为无水氧化铁矿石,其化学式为Fe2O3,理论含铁量为70%。
这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床,从埋藏和开采量来说,它都是工业生产的主要矿石。
由其本身结构状况的不同又可分成很多类别,如赤色赤铁矿(Redhematite)、镜铁矿(Specularhematite)、云母铁矿(Micaceoushematite)、粘土质赤铁(RedOcher)等。
赤铁矿含铁量一般为50%~60%,含有害杂质硫和磷比较少,还原较磁铁矿好,因此,赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。
赤铁矿有原生的,也有野生的,再生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性,但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿,在假象赤铁矿中经常含有一些残余的磁铁矿。
有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物,如褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)。
赤铁矿具有半金属光泽,结晶者硬度为5.5~6,土状赤铁矿硬度很低,无解理,相对密度4.9~5.3,仅有弱磁性,脉石为硅酸盐。
自然界中Fe2O3的同质多象变种已知有两种,即α-Fe2O3和γ-Fe2O3。
前者在自然条件下稳定,称为赤铁矿;后者在自然条件下不如α-Fe2O3稳定,处于亚稳定状态,称之为磁赤铁矿。
赤铁矿:
Fe69.94%,O30.06%,常含类质同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co。
三方晶系,完好晶体少见。
结晶赤铁矿为钢灰色,隐晶质;土状赤铁矿呈红色。
条痕为樱桃红色或鲜猪肝色。
金属至半金属光泽。
有时光泽暗淡。
硬度5~6。
比重5~5.3。
赤铁矿的集合体有各种形态,形成一些矿物亚种,即:
(1)镜铁矿。
为具金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿的集合体。
(2)云母赤铁矿。
具金属光泽的晶质细鳞状赤铁矿。
(3)鲕状或肾状赤铁矿。
形态呈鲕状或肾状的赤铁矿。
赤铁矿是自然界中分布很广的铁矿物之一,可形成于各种地质作用,但以热液作用、沉积作用和区域变质作用为主。
在氧化带里,赤铁矿可由褐铁矿或纤铁矿、针铁矿(Goethite)经脱水作用形成。
但也可以变成针铁矿和水赤铁矿等。
在还原条件下,赤铁矿可转变为磁铁矿,称假象磁铁矿。
磁赤铁矿:
γ-Fe2O3,其化学组成中常含有Mg、Ti和Mn等混入物。
等轴晶系,五角三四面体晶类,多呈粒状集合体,致密块状,常具磁铁矿假象。
颜色及条痕均为褐色,硬度5,比重4.88,强磁性。
磁赤铁矿主要是磁铁矿在氧化条件下经次生变化作用形成。
磁铁矿中的Fe2+完全为Fe3+所代替(3Fe2+→2Fe3+),所以有1/3Fe2+所占据的八面体位置产生了空位。
另外,磁赤铁矿可由纤铁矿失水而形成,亦有由铁的氧化物经有机作用而形成的。
3.褐铁矿
褐铁矿(Limonite)这是含有氢氧化铁的矿石,是由其他矿石风化后生成的,在自然界中分布得最广泛,但矿床埋藏量大的并不多见。
它是针铁矿(Goethite)HFeO2和鳞铁矿(Lepidocrocite)FeO(OH)两种不同结构矿石的统称,也有人把它主要成份的化学式写成mFe2O3.nH2O,呈现土黄或棕色,含有Fe约62%,O27%,H2O11%,比重约为3.6~4.0,多半是附存在其它铁矿石之中。
实际上并不是一个矿物种,而是针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿以及含水氧化硅、泥质等的混合物。
褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。
化学成分变化大,含水量变化也大。
一般褐铁矿石含铁量为37%~55%,有时含磷较高。
褐铁矿的吸水性很强,一般都吸附着大量的水分,在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水,矿石气孔率因而增加,大大改善了矿石的还原性。
所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要好。
同时,由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。
(1)针铁矿α-FeO(OH),含Fe62.9%。
含不定量的吸附水者,称水针铁矿HFeO2·NH2O。
斜方晶系,形态有针状、柱状、薄板状或鳞片状。
通常呈豆状、肾状或钟乳状。
切面具平行或放射纤维状构造。
有时成致密块状、土状,也有呈鲕状。
颜色红褐、暗褐至黑褐。
经风化而成的粉末状、赭石状褐铁矿则呈黄褐色。
针铁矿条痕为红褐色,硬度5~5.5,比重4~4.3。
而褐铁矿条痕则一般为淡褐或黄褐色,硬度1~4,比重3.3~4。
(2)纤铁矿γ-FeO(OH),含Fe62.9%。
含不定量的吸附水者,称水纤铁矿FeO(OH)·NH2O。
斜方晶系。
常见鳞片状或纤维状集合体。
颜色暗红至黑红色。
条痕为桔红色或砖红色。
硬度4~5,比重4.01~4.1。
4.菱铁矿
菱铁矿(Siderite)是含有碳酸铁的矿石,主要成份为FeCO3,呈现青灰色,理论含铁量48.2%,比重在3.8左右。
FeCO3,FeO62.01%,CO237.99%,常含Mg和Mn。
三方晶系。
常见菱面体,晶面常弯曲。
其集合体成粗粒状至细粒状。
亦有呈结核状、葡萄状、土状者。
黄色、浅褐黄色(风化后为深褐色),玻璃光泽。
硬度3.5~4.5,比重3.96左右,因Mg和Mn的含量不同而有所变化。
在自然界中,有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。
菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。
一般含铁量不高,但受热分解出CO2以后,不仅含铁量显著提高而且也变得多孔,还原性很好。
这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。
由于碳酸根在高温约800~960℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳,所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。
5.其他
钛铁矿(Ilmenite)其化学分子式是FeTiO3,Fe36.8%,Ti36.6%,O31.6%。
三方晶系。
菱面体晶类。
常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。
在950℃以上钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同象。
当温度降低时,即发生熔离,故钛铁矿中常含有细小鳞片状赤铁矿包体。
钛铁矿颜色为铁黑色或钢灰色。
条痕为钢灰色或黑色。
含赤铁矿包体时呈褐色或带褐的红色条痕。
金属-半金属光泽。
不透明,无解理。
硬度5~6.5,比重4~5。
弱磁性。
钛铁矿主要出现在超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中。
我国攀枝花钒钛磁铁矿床中,钛铁矿呈粒状或片状分布于钛磁铁矿等矿物颗粒之间,或沿钛磁铁矿裂开面成定向片晶。
铁的硅酸盐矿(SilicateIron)此类矿石是一种复合盐,没有一定的化学式,成份的变化很大,一般呈现深绿色,比重为3.8左右,含铁成份很低,是一种较差的铁矿石。
硫化铁矿(Sulphideiron)这种矿石含有FeS2,含Fe只有46.6%而S的含量达到53.4%。
呈现灰黄色,比重大约为4.95~5.10。
由于这种矿石常常含有许多其它较贵重的金属如铜(Copper)、镍(Nickel)、锌(Zinc)、金(Gold)、银(Silver)等,所以常被用做他种金属冶炼工业的原料;又由于它含有大量的硫,所以常被用来提制硫磺,铁反而变成了副产品,所以事实上已不能称为铁矿石。
二、高炉冶炼对铁矿石的要求
高炉冶炼对铁矿石的要求是:
含铁量高,脉石少,有害杂质少,化学成分稳定,粒度均匀,有良好的还原性及一定的机械强度等性能。
三、铁矿石品位
铁矿石的品位指铁矿石的含铁量,用Tfe表示。
品位是评价铁矿石质量的重要指标。
判定铁矿石品位的因素
铁矿石的品位完全是由它所具有的利用价值来评定的。
在工业上和商业上评定铁矿石价值的因素有好几项,分别说明如下:
(1)铁含量:
矿石中铁的含量当然是愈高愈好。
含铁量愈高,含有杂质的脉石含量就少;于是,在运输的过程中浪费在无用杂质的费用就可以降低,在冶炼的过程中浪费在熔融脉石的燃料费用就可以减少。
所以,铁矿石中铁的含量对它的价值影响很大。
一般说来,平均含铁量在50%以上的矿石都可以称为富矿,已经可以有不必经过处理就直接运输的价值。
若低于此数值则必须在矿场附近加以富集处理,再运输至钢厂当原料。
(2)化学成份:
矿石中脉石的化学成份,对于它的价值亦有很大的影响,因为鼓风炉中分离杂质和铁液的原理是:
把矿石熔融之后利用熔铁液和杂质熔液比重不同形成上下两个液相而加以分离。
所以凡是在熔融状态下,都不希望脉石中含有可溶解在铁熔液中的有害物质,例如硫(Sulpnur)、磷(Phosphorus)及钴(Cobalt)、钒(Vanadium)及铬(Chronium)的化合物。
除了以上所说的之外,其它的,如水份的含量高及碳酸盐的含量高都会造成燃料的增加;又如,杂质氧化物多,则还原剂的耗用量增加。
这些都是在选择矿石时必须要考虑的。
(3)物理性质:
在鼓风炉中用来还原氧化铁的主要还原剂是气态的一氧化碳(CO),而矿石则是固体的状态,因此,这个还原反应是发生在气相(gasphase)和固相(Solidphase)之间;于是乎,两相之间接触面的大小和接触时间的长短都会影响这个还原反应的速度。
原则上希望相的接触面要大,两相间接触的时间要久。
为了合于这两个要求,对铁矿石就必须考虑下面三个因素:
第一,铁矿石的气孔性(porosity)要高;因为气孔性高则表面积大而且表面吸附力大,对于还原性一氧化碳气体的亲和力大,而且接触机遇多,有利于还原反应。
图二是一个气孔率和还原反应所需时间的关系图、可以看出气孔率高则还原所需时间短。
第二,希望铁矿石的粒度(Grainsize)要适中;本来粒度愈小则表面积愈大,应该有利于还原反应,但于由于粒度太小之后,会影响鼓风炉中的通气性,而且也容易被热风(Hotblast)带出,增加炉顶气体(Topgas)中的尘埃量。
所以,我们对粒度的要求有一个范围,即颗粒之直径在10~30毫米之间。
第三,希望软化点(Soften-point)要高;因为,假如软化点低则在尚未达到还原反应温度时表面就软化而呈半熔融状态,破坏了气孔性使得还原困难。
除了上面所提的因素之外,其它的物理性质,如硬度、机械强度等都可影响矿石的被还原性。
除了刚才所讨论的对铁矿石本身品位有影响的因素之外,其它如矿场的位置,矿场中矿石的贮存量等也都被列入评定矿石价值所必需考虑的因素。
四、铁矿石质量评价
铁矿石质量直接影响高炉冶炼效果,必须严格要求。
通常从以下几方面评价:
(1)矿石品位
品位即铁矿石的含铁量,它决定着矿石的开采价值和入炉前的处理工艺。
入炉品位愈高,愈有利于降低焦比和提高产量,从而提高经济效益。
经验表明,若矿石含铁量提高1%,则焦比降低2%,产量增加3%。
因为品位提高,意味着酸性脉石大幅度减少,冶炼时可少加石灰石造渣,因而渣量大大减少,既节省热量,又促进炉况顺行。
例如鞍山地区的酸性贫铁矿,含铁30%,SiO250%,富选后精矿品位达到60%,SiO2降低到14%;含铁量提高一倍,SiO2降低近3/4。
而生产1t生铁的渣量和熔剂用量减少到原来的1/8。
可见提高品位对冶炼的影响是很大的。
矿石的贫富一般以其理论含铁量的70%来评估。
实际含铁量超过理论含铁量的70%称富矿。
但这并不是绝对固定的标准。
因为它还与矿石的脉石成分、杂质含量和矿石类型等因素有关。
如对褐铁矿、菱铁矿和碱性脉石矿含铁量的要求可适当放宽。
因褐、菱铁矿受热分解出H2O和CO2后品位会提高。
碱性脉石矿含CaO高,冶炼时可少加或不加石灰石,其品位应按扣去CaO的含铁量来评价。
TFe——原矿含铁量,%;CaO——原矿CaO含量,%
(2)脉石成分
脉石中含有碱性脉石,如CaO、MgO;有酸性脉石,如SiO2、Al2O3。
一般铁矿石含酸性脉石者居多,即其中SiO2高,需加入相当数量的石灰石造成碱度(CaO/SiO2)为1.0左右的炉渣,以满足冶炼工艺的需求。
因此希望酸性脉石含量愈少愈好。
而含CaO高的碱性脉石则具有较高的冶炼价值。
如某铁矿成分(%)为Fe45.30,CaO10.05,MgO3.34,SiO211.20。
自然碱度(CaO/SiO2)=0.9,(CaO+MgO)/SiO2=1.2,接近炉渣碱度的正常范围,属自熔性富矿。
若考虑MgO则为52.3%。
脉石中的MgO还有改善炉渣性能的作用,但这类矿石不多见。
脉石中的Al2O3含量也应控制,若Al2O3含量过高,炉渣难熔而不易流动,使冶炼造成困难。
随着铁矿石资源的紧张状况加剧,进口铁矿石中Al2O3含量越来越高,炉渣中Al2O3含量也相应升高,给炼铁操作带来很大的挑战,目前普遍采取提高MgO的含量来解决炉渣流动性的问题。
(3)有害杂质和有益元素的含量
有害杂质通常指S、P、Pb、Zn、As等,它们的含量愈低愈好。
Cu有时为害,有时为益,视具体情况而定。
入炉矿石中有害杂质的界限含量(%)一般如下:
SPPbZnAsCu
≤0.3≤0.25≤0.1≤0.1~0.2≤0.07≤0.2
硫是对钢铁危害大的元素,它使钢材具有热脆性。
所谓“热脆”就是S几乎不熔于固态铁而与铁形成FeS,而FeS与Fe形成的共晶体熔点为988℃,低于钢材热加工的开始温度(1150~1200℃)。
热加工时,分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。
因此矿石含硫愈低愈好。
国家标准规定生铁中S≤0.07%,优质生铁S≤0.03%,就是要严格控制钢中硫含量。
高炉炼铁过程可去除90%以上的硫。
但脱硫需要提高炉渣碱度,渣量增加,导致焦比增加而产量降低。
根据鞍钢经验,矿石中含硫每增加0.1%,焦比升高5%。
一般规定矿石中S≤0.06%为一级矿,S≤0.2%为一级矿,S>0.3%为高硫矿。
对于高硫矿石,可以通过选矿和烧结的方法降低含硫量。
硫可改善钢材的切削加工性能,在易切削钢中,S可达0.15~0.3%。
磷是钢材中的有害成分,使钢具有冷脆性。
磷能溶于α-Fe中(可达1.2%),固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒间的强度大大增高,从而使钢材的室温强度提高而脆性增加,称为冷脆。
磷在钢的结晶过程中容易偏析,而又很难用热处理的方法来消除,亦使钢材冷脆的危险性增加。
但含磷铁水的流动性好,充填性好,对制造畸形复杂铸件有利。
磷亦可改善钢材的切削性能,故在易切削钢中磷含量可达0.08~0.15%。
矿石中的磷在选矿和烧结过程中不易除去,在高炉冶炼过程磷几乎全部进入生铁。
因此,生铁含磷量决定于矿石含磷量,要求铁矿石含磷愈低愈好。
铅(Pb)、锌(Zn)和砷(As)
在高炉内都易还原。
Pb不溶于Fe而密度又比Fe大,还原后沉积于炉底,破坏性很大。
Pb在1750℃时沸腾,挥发的铅蒸气在炉内循环能形成炉瘤。
Zn还原后在高温区以Zn蒸气大量挥发上升,部分以ZnO沉积于炉墙,使炉墙胀裂并形成炉瘤。
As可全部还原进入生铁,它可降低钢材的焊接性并使之“冷脆”。
生铁含As量应小于0.1%,优质生铁不应含As。
铁矿石中的铅、锌、砷常以硫化物形态存在,如方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、毒砂(FeAsS)。
烧结过程中很难排除铅、锌,因此要求含量越低越好。
一般要求含铅、锌不应超过0.1%。
含铅高的铁矿石可以通过氯化焙烧和浮选方法使铅铁分离。
含锌高的矿石不能单独直接冶炼,应该与含锌少的矿石混合使用,或进行焙烧、选矿等处理,降低铁矿石中的含锌量。
烧结过程中能部分去除矿石中的砷,可以采用氯化焙烧方法排除。
通常要求,铁矿石含砷不超过0.07%
铜
在钢中若不超过0.3%可增加钢材抗蚀性,超过0.3%时,则降低其焊接性,并有热脆现象。
铜在烧结中一般不能去除,在高炉中又全部还原进入生铁。
故钢铁含铜量决定于原料含铜量。
一般铁矿石允许含铜量不超过0.2%。
对于一些难选的高铜氧化矿,可采用氯化焙烧法回收铜,同时可炼高铜(Cu>1.0%)铸造生铁,它具有很好的机械性能和耐腐蚀性能。
此外,一些铁矿石还含有碱金属钾、钠,它们在高炉下部高温区大部分被还原后挥发,到上部又氧化而进入炉料中,造成循环累积,使炉墙结瘤。
因此要求矿石中含碱金属量必须严格控制。
我国普通高炉碱金属(K2O+Na2O)入炉量限制为3~5kg/t·Fe,国外高炉碱金属(K2O+Na2O)入炉限制量为低于3kg/t·Fe。
入炉铁矿石碱金属含量要求为:
(K2O+Na2O)≤0.2%。
氟
在冶炼过程中以CaF2形态进入渣中。
CaF2能降低炉渣的熔点,增加炉渣流动性,当铁矿石中含氟高时,炉渣在高炉内过早形成,不利于矿石还原。
矿石中含氟不超过1%时对冶炼无影响,当含量达到4%~5%时需要注意控制炉渣的流动性。
采外,高温下氟挥发对耐火材料和金属构件有一定的腐蚀作用。
铁矿石中常共生有Mn、Cr、Ni、Co、V、Ti、Mo;。
这些元素有改善钢铁性能的作用,故称有益元素。
v 当它们在矿石中的含量(%)达到一定数值时,如Mn≥5、Cr≥0.06、Ni≥0.2,Co≥0.03,V≥0.1~0.15,Mo≥0.3,Cu≥0.3,则称为复合矿石,经济价值很大,应考虑综合利用。
对于铁矿石中一些有害杂质,如果含量较高,如Pb≥0.5,Zn≥0.7,Sn≥0.2时,应视为复合矿石综合利用。
因为这些杂质本身也是重要的金属。
(4)矿石的粒度和强度
入炉铁矿石应具有适宜的粒度和足够的强度。
粒度过大会减少煤气与铁矿石的接触面积,使铁矿石不易还原;过小则增加气流阻力,同时易吹出炉外形成炉尘损失;粒度大小不均,则严重影响料柱透气性。
因此,大块应破碎,粉末应筛除,粒度应适宜而均匀。
一般要求矿石粒度在10~40mm范围,并力求缩小上下限粒度差。
v 铁矿石的强度是指铁矿石耐冲击、摩擦的强弱程度。
随着高炉容积不断扩大,入炉铁矿石的强度也要相应提高。
否则易生成粉末、碎块,一方面增加炉尘损失,另一方面使高炉料柱透气性变坏,引起炉况不顺。
(5)铁矿石的还原性
铁矿石还原性是指铁矿石被还原性气体CO或H2还原的难易程度,是评价铁矿石质量的重要指标。
还原性愈好,愈有利于降低焦比,提高产量。
改善矿石还原性(或采用易还原矿石)是强化高炉冶炼的重要措施之一。
影响铁矿石还原性的因素主要有矿物组成、矿石结构的致密程度、粒度和气孔率等。
(6)矿石化学成分的稳定性
铁矿石成分的波动会引起炉温、炉渣碱度和性质以及生铁质量的波动,造成炉况不顺,使焦比升高,产量下降。
同时,炉况的频繁波动使高炉自动控制难以实现,因此,国内外都严格控制炉料成分的波动范围。
稳定矿石成分的有效方法是对矿石进行混匀处理。
五、配料计算
1、配料目的
烧结厂使用的原料种类很多,而且成分波动大,在充分利用国家资源的情况下,必须根据炼铁对烧结矿化学成分和冶金性能的要求进行配料计算,以保证烧结矿的含铁量、碱度、含FeO量及硫等有害杂质含量在规定的范围内,从而获得化学成分和物理性能都稳定的烧结矿,并使烧结矿具有足够的透气性,已满足高炉炼铁的需要。
2、配料计算方法—单烧法
单烧法是以一种含铁料作原料,按烧结矿技术规格要求,配加适当的熔剂和燃料,使其碱度达到预定的规格,这样所得出的烧结矿的含铁量称为该种含铁原料的单烧值。
在进行配料计算前,必须已知下列数据:
(1)各种原燃料的有关物理性能与化学成分;
(2)烧结矿的技术规格;
烧结矿成分计算的步骤:
(1)确定配料比
(2)计算干料量
(3)计算残存量(烧成量)
(4)计算进入配料中的各种组分
(5)验算烧结矿R
(6)计算烧结矿的化学成份
(1)确定配料比
根据烧结矿技术条件的要求及原料供应计划、化学成分来确定各种原料的配料比。
(2)计算干料量
干料量=湿料配比×(100一水分),%总干料量∑干料=各种干料量之和。
(3)计算残存量(烧成量)
残存量=干料量×(100—烧损),%焦粉残存量=焦粉干料配比×(100一烧损)=焦粉干料配比×灰分,%
总残存量∑残存量=各种原料残存量之和
(4)计算进入配料中的各种组分
进入配料中各种原料的含鉄量:
TFe=某原料含铁量×某原料干料配比,%
总铁量∑TFe=各原料含鉄量之和
进入配料中各种原料的SiO2含量:
SiO2=某原料含SiO2量%×某原料干料配比,%
总SiO2量∑SiO2=各原料含SiO2量之和
进入配料中各种原料的CaO含量
CaO=某原料CaO含量%×某原料干料配比,%总CaO量∑CaO=各原料含CaO量之和
(5)验算烧结矿R
(6)计算烧结矿的化学成份:
v TFe矿=各种原料带入的TFe之和/总残存量;
v SiO2矿=各种料带入的SiO2之和/总残存量;
v CaO矿=各种料带入的CaO之和/总残存量。
v 若验算的烧结矿碱度和烧结矿成分达到要求,则预定的配料比即为实际配料比。
否则,应修正配比,重新计算,直至达到要求。
v 单烧法配料计算举例
v 例题:
表2—1是烧结原料的成分,烧结矿技术规格是碱度R=2.0±0.1,确定配料比。
表2-1烧结原料的化学成分
组成/%
品种
TFe