属酸性转炉用铁矿石
第2级
P为O.03％～O.18％
属碱性平炉用铁矿石
第3级
P为O.18％～O.2％
属碱性平炉用铁矿石
第4级
P为O.2％～O.8％
属碱性侧吹转炉用铁矿石
第5级
P为O.8％～1.2％
属碱性托马斯生铁用铁矿石
第6级
P>1.2％
进行处理后方能使用
（3）砷。
砷以毒砂（FeAs2S）或其他含砷矿物（As2O3或As3O5）的形态存在铁矿石中。
在高炉冶炼时，砷全部进入生铁。
在烧结过程中可除去一部分。
钢中含砷达0.1％以上引起钢的冷脆和焊接性变坏。
（4）锌。
矿石中的锌在高炉下部高温区还原出来，因其沸点很低（仅905℃），立刻挥发；锌的蒸气随煤气上升并凝固、沉积于炉身上部的炉墙砖缝及耐火砖孔隙中，氧化成氧化锌，此时体积发生膨胀并易粘结成炉瘤，导致炉墙砖衬的破坏，故入炉矿石中的含锌量不得超过0.1％。
矿石经过烧结可去除一部分锌。
（5）铅。
矿石中的铅在高炉中易还原，由于它的密度大且不溶于铁水，所以沉积在炉底。
能渗入砖缝使炉底浮起而损坏。
因此入炉矿石的含铅量不得超过0.1％。
（6）铜。
铜通常以黄铜矿（FeCuS2）形态存在于铁矿石中，在高炉冶炼时会全部还原进入生铁。
少量铜（Cu0.2％～0.3％）能改善钢的耐蚀性，但含铜过多则会引起钢的热脆并使其焊接性能变坏。
因此矿石含铜应控制在0.2％以下。
4、矿石物理性质
钢铁冶金用铁矿石的重要物理性质有3：
（1）机械强度。
矿石抵抗运输过程的破损及在高炉内抗料柱挤压与摩擦的能力，由转鼓指数来反映。
磁铁矿一般强硬致密，强度较好；赤铁矿、褐铁矿有些比较致密，但有一部分因受氧化分解比较软弱，有的甚至呈土状，入炉前应将粉末筛净。
（2）气孔率。
矿石中的气孔所占的体积与其总体积之比。
它对铁矿石还原性有较大的影响，矿石气孔率可由下式计算：
V0=（1-γa/γt）*100％
二、合理的炉料结构
高炉炉料结构是指入炉含铁炉料中天然块矿、烧结矿、球团矿的搭配组合。
随着人们对高炉炉料结构与冶炼关系认识的不断深入，寻求合理的炉料结构作为高炉增产节焦的一种有效手段已逐渐被认同。
据有关资料报道，高炉炉料结构合理与否将影响产量、焦比，分别为10％和5％以上。
但是，“高炉合理炉料结构”通常应根据高炉所在地区的资源条件和技术、经济环境等因素来综合考虑，一般认为，“高碱度烧结矿＋酸性氧化球团”炉料结构较为理想。
近年来，我国经济的持续发展，为钢铁工业的发展提供了巨大的动力，钢铁工业规模的不断攀升使铁矿石供需矛盾加剧，其价格也一路飚升。
国内外高炉炼铁的炉料结构是没有一个固定模式的。
每个高炉都是根据本企业所能获得自然资源的条件（品级和价格）、铁矿石的冶金性能和物理化学成分，以及高炉炼铁成本等方面因素来进行选择的。
随着各种条件的变化，不同时期会出现不同的炉料结构。
总体上讲，炼铁炉料结构是受复杂因素影响的，是与炼铁科学技术进步的发展密切相关的。
（1）合理炉料结构搭配的原则
高炉炼铁的生产方针是：
优质、高产、低耗、长寿。
贯彻上述方针的措施很多。
但是高炉炼铁是以精料为基础。
精料技术水平对高炉炼铁生产的影响因素在70%左右，而高炉操作，设备和管理等方面的因素影响率仅在30%左右。
所以，搞好高炉炼铁生产的决定性因素是精料水平的高低。
精料技术的核心是要努力提高入炉矿石的含铁品位，其次才是高（强度高、烧结矿碱度高）、熟（熟料比高）、均（粒度均匀）、稳（成份和冶金性能稳定）、小（粒度偏小）、好（冶金性能好）和少（含有害杂质少）。
高炉入炉矿含铁品位提高的效果是：
品位升高1%，焦比下降1.5%，产量提高2.5%，吨铁渣量减少30公斤，允许多喷煤粉15Kg/t。
提高高炉入炉矿含铁品位的直接手段就是购买高品位的铁矿。
高品位的铁矿是以天然块矿和精矿粉两种形式存在。
高炉使用大量天然块矿会造成生产指标恶化，而精矿粉是必须要经过造块才能供给高炉炼铁使用。
精矿粉的加工方式（指去生产烧结矿还是去生产球团矿）是要由其矿物性能（粒度组成，成球性能）和冶金性能（还原性，造块性能）等因素来决定。
总体上讲，生产球团矿要比生产烧结矿的投资少、运行费低、单位产品能耗低。
但是国外可供生产球团矿的资源是有限的。
如果买来粗颗粒的铁矿粉，再去细磨、选矿，去生产球团矿，肯定是要增加设备投资和运行成本。
（2）铁矿石的冶金性能是造块方法的依据
根据铁矿石的冶金性能来选择造块工艺、技术、装备。
大多数炼铁厂所用的原料是多个渠道。
多种矿物混合后的冶金性能是会产生变化的。
不同的配合会有不同的效果。
所以，各企业应当加强对混合后的铁矿粉冶金性能的研究。
这里存在着优化配方和经济效益等方面问题。
现在，我国已开发成功多种矿石进行混合，不同配比条件下，去生产球团还是去生产烧结矿好的计算机软件。
用科学的方法去评价矿石处理方法，会产生较大的经济效益。
（3）铁矿石加工技术水平和设备管理水平对炉料结构有重大影响
我国钢铁企业之间铁矿石加工技术水平和设备管理水平存在较大差异。
总体上讲，我国钢铁工业约有三分之一的装备是属于国际水平，有三分之一的装备是属于淘汰之列；我国烧结生产技术水平仍存在较大差距。
主要是我国球团矿的大部分产量是由落后的竖炉工艺生产出来的，而大型带式焙烧机多年来没有得到发展。
三、我国高炉炼铁炉料结构发展的趋势
（1）努力提高炉料球团矿配比已成为炼铁界的共识
高炉炼铁提高球团矿配比可以有效地提高入炉矿品位，同时促进高碱度烧结矿生产技术的发展，为炼铁增产降耗，降成本，实现环境友好做出贡献。
球团生产工序能耗在42Kgce/t，而烧结工序能耗在65Kgce/t。
多用球团还可以产生炼铁系统节能的效果。
（2）烧结矿和球团矿的质量在不断提高，使合理炉料结构的优势得以充分发挥出来。
近年来，我国烧结生产技术在不断提高，积极采用各项先进的技术装备，设备的大型化、自动化、节能化不断取得新进展。
据统计，全国重点钢铁企业2005年烧结碱度为1.91，比2000年提高0.21；转鼓指数由65.81%升高到83.78%，固体燃耗由58kg/t降到53kg/t，工序能耗由69.50%kgce/t降到64.83kgce/t。
一批大型链篦机——回转窑生产球团设备的投产，使我国球团质量得到提高，抗压强度得到提高，质量稳定性能得到改善。
在使用高质量的烧结矿和球团矿条件下，高炉炼铁才允许多配加天然块矿
四、精料的重要性
精料是全面改进原燃料的质量,为降低焦比和提高冶炼强度打下物质基础。
保证高炉能在大风、高压、高风温、高负荷的生产条件下仍能稳定、顺行。
国内外强化高炉冶炼,都把精料放在首位。
精料的具体内容可概括为“高、熟、净、匀、小、稳”六个字,也就是提高矿石品位,增加熟料率。
五、工艺要求
高炉精料有天然富矿、烧结矿和球团矿3类。
有些国家要求：
整粒控制粒度上限，筛除粉末和具有好的冶金性能，冶炼产生的渣量少于300kg／t。
中国虽在不同的历史时期提出过不同的霞点内容，但可归纳为四个方面：
高、熟、净、匀。
即含铁原料品位高，采用熟料（人造富矿），炉料净以及入炉原燃料粒度和成分匀。
1、品位高
含铁原料的品位每提高1％，焦比可以降低约2％，高炉的生产率增加约3％。
虽然对于不同的冶炼条件，并不是严格的1％、2％和3％的关系，但是它反映了总的趋势。
含铁原料的品位与它的冶金价值之间的关系，绝非简单的直线关系，含铁品位愈高，它的冶金价值会更高。
表4不同品位铁矿石的冶金价值
矿石品位／（Fe％）
脉石含量／
％
熔剂消耗／kg·t-1
渣量／
kg·t-1
焦比／
kg·t-1
相对价值／
％
65．18
55．25
45．57
5．84
20．03
33．85
237
665
1313
347
992
1929
543
761
1079
100
57
—1．4
近年来，中国选矿部门提出了铁精矿“经济品位”的概念，认为铁精矿的含铁品位以62％～63％最经济。
从而限制了入炉铁矿品位的提高，从而使高炉炼铁的技术经济指标得不到提高。
所谓“经济品位”，应当综合采矿、选矿、人造富矿和炼铁的综合效益，而不应当单从选矿一个流程而论。
20世纪80年代首都钢铁公司迁安铁矿、本溪钢铁公司南芬铁矿采用先进选矿工艺，使精矿粉含铁提高到68％左右。
从而大幅度提高了高炉冶炼指标。
事实说明，实现高炉精料以提高入炉矿的含铁品位是最重要的。
2、采用熟料
通常将人造富矿（烧结矿或球团矿）称为熟料。
它比称为生料的天然富矿的冶炼性能优越，其含铁品位、脉石数量、碱度和有害杂质硫等都可以人为控制。
特别是70年代日本等国解剖了几座生产中的大型高炉，对于高炉炼铁过程中炉料在高炉内性状的变化有了进一步的认识，如发现了不同形状的软熔带，从而对于炉料提出了更高、更具体的要求，例如不仅要求入炉含铁原料具有良好的还原性和强度，而且要有较为理想的软熔、滴落性能。
只有人造富矿，才能满足高炉工艺的这些要求，所以从60年代以来一直把“熟料率”作为评价钢铁企业的一项指标。
高炉工作者对于“熟料率”的认识也有一个过程、六、七十年代在一些国家或地区，人们认为“熟料率”愈高愈好，如果能够实现100％的熟料率，则炉料结构将大为简单化，甚至可以简单化为只用矿、焦两种。
但是生产实践表明，高炉的冶炼效果并非熟料率愈高愈好，因为过分高的熟料率限制了烧结矿的碱度，而高碱度烧结矿具有更好的冶金性质，于是在80年代开展了合理炉料结构的讨论。
纵观当前世界上指标先进的高炉，虽然不是熟料率为100％的最好，但是烧结矿或球团矿在炉料中的比例均在70％以上。
3、炉料干净
炉料净具有两种含意，其一是指入炉原料必须经过筛分整粒，去除粉料。
通常将筛设在矿槽下面，使入炉原料含粉（<5mm）率达到3％，以保证高炉料柱透气性。
这项技术措施对于高炉炉况顺行十分重要。
如果粉料不筛除，它会充填块状炉料之间的空隙，降低料柱的空隙度，严重影响其透气性，从而影响煤气流的合理分布，甚至造成悬料（见悬料与坐料）、崩料以至高炉结瘤等。
此外炉料含粉率高，还会使炉尘吹出量增加，从而增加了炉料消耗。
其二是炉料所含有害杂质铅、锌、砷等，特别是硫应尽可能少。
高炉过程虽然能够脱硫，但必以提高炉渣碱度为代价。
烧结矿和球团矿的生产过程也是一个高效率的脱硫过程，所以使用熟料多的高炉，硫主要来自燃料。
高炉对磷无能为力，必须严格控制原料含磷，才能使生产出的生铁含磷达到指定的要求。
结论
高炉炼铁不要追求单一指标，要进行技术、经济、管理系统分析，寻求企业利润最大化的途径。
根据每个企业的具体情况，一定要充分了解铁矿石的冶金性能。
大高炉对炉料质量的要求较高，特别是焦炭质量。
要认识到精料的重要性，要加强精料技术的宣传力度，要用制度化的管理去实现稳定的原燃料质量。
只有这样，高炉才能实现长期稳定顺行，才能发挥最大的效能。
参考文献：
（1）中国金属矿产网高炉炼铁精料技术生意社2010年4月21日
（2）吴钢生高炉炼铁原料帅选及合理炉料结构世纪图书馆2006年12月
（3）刘杰改善高炉冶炼中焦炭热态性能的研究北京科技大学
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