对烧结矿低温还原粉化及非氯环保型抑制剂的探讨

刘宏伟

刘宏伟

安阳钢铁公司炼铁厂河南省安阳市455000

摘要：近年来，我国铁矿资源的市场需求量在逐渐增加，受供不应求机制影响，铁矿石供应数量与市场价格成反比，即数量越来越少，价格在逐渐升高。本文分析了铁矿石在不同温度下发生的反应特征，探究非氯环保型抑制剂在这一环节中的抑制效果。

关键词：烧结矿；低温还原粉化；抑制剂

前言：非氯环保型抑制剂受不同配置比例影响，所发挥的抑制效果不尽相同，合理配置下的抑制剂会有效改变烧结矿生结构，同时，会相应增加烧结矿的应用价值，提高烧结矿实用性。本文对此展开分析，有利于提高铁矿资源利用率，有利于减少环境污染，无论是实践意义还是现实意义均十分显著。

1烧结矿低温还原粉化基本介绍

1.1影响因素及原因

低温还原程度受影响的因素主要有脉石成分、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、氧化亚铁。其中，氧化铝量增加后，低温还原程度也会相应增加，相关学者对此持一直看法；氧化镁适当增加数量不同学者对此持两种对立观点；二氧化硅目前不能得到具体结论，在影响方面还需深入探究[1]。

这一现象在500℃左右最为明显，但对于现象发生的具体原因尚未得出一致结论，有的学者认为是还原反应导致，还有的学者认为是析碳反应导致。

1.2有效抑制措施

抑制低温还原粉化过程中，常利用外喷抑制剂法来实现，以此完成反应抑制活动。首先，根据需要增加碱度。由于烧结矿矿物结构单一，并且熔体表面存在较大张力，适当提高碱度能够优化烧结效果，并且还会对低温还原粉化有效改善。然后，适当降低烧结温度。将烧结温度控制在1200℃左右，这不仅能够降低反应应力，而且还会减少滋铁矿数量，进而会不同程度的抑制还原粉化现象。最后，加强料层厚度。这不仅会降低燃料消耗，而且还会相应增加燃烧强度，还原粉化指数会相应降低[2]。

2非氯环保型低温还原粉化抑制剂的研发

2.1抑制剂研究基本现状

现如今，抑制剂主要以氯化物为基本研究对象，相关学者以此展开具体分析，相关学者得出这样的研究结论，即氯化物浓度高低对抑制效果具有直接影响。但目前的研究范围较小、研究内容不够深入，一旦抑制剂使用不当还会产生有毒物质，进而对环境产生不利影响。

2.2非氯抑制剂影响分析

氯化钙溶液在不同浓度状态下进行喷洒，所产生的抑制效果不尽相同，其中，浓度为1%的氯化钙能够起到明显的抑制效果，如图1；浓度为1.4%的氯化钙所起到的抑制效果会明显优越于浓度为1%的氯化钙；将浓度增加至2.4%，抑制效果相对较差，但也会显著改善抑制效果。从中能够看出，抑制效果能够随氯化钙浓度增加而增强，但是到达一定浓度后，则会起到阻碍作用。

以同理分析不同浓度硼酸产生的抑制效果，浓度以1%、1.4%、2.4%依次增加，反应抑制效果也会随之增强，从中能够看出，低温还原粉化受到高浓度硼酸影响反应抑制效果明显，但硼酸抑制剂的应用效果相对于上述氯化钙来说，抑制作用较差，如图2。

分析新型抑制剂M在不浓度下所起到的抑制效果，为了有效对比不同溶液的抑制作用，溶液浓度均为1%、1.4%和2.4%，新型抑制剂M也按照这三种浓度进行抑制效果分析。M在1%浓度下，能够有效抑制粉化作用，并且烧结矿的转鼓强度、大颗粒比例也会相应提高；M在1.4%浓度下的抑制效果在各方面优越于上述1%浓度抑制效果；M在2.4%浓度下的抑制效果在各方面优越于上述1.4%浓度抑制效果。由此可见，新型抑制剂M抑制效果随浓度增加而增强，但对比于同浓度氯化钙抑制剂，则效果相对较差，但效果优越于同浓度硼酸。

分析新型抑制剂P在不浓度下所起到的抑制效果，P在1%浓度下，能够有效抑制粉化作用，无论是烧结矿的转鼓强度，还是大颗粒比例均会相应提高；P在1.4%浓度下的抑制效果在各方面优越于上述1%浓度抑制效果；P在2.4%浓度下的抑制效果会渐渐弱化。由此可见，新型抑制剂P抑制效果在一定浓度下会增强，一旦超过规定浓度，则抑制效果会相对下降，新型抑制剂P对比于同浓度氯化钙抑制剂，则效果相对较差，但效果优越于同浓度新型抑制剂M。

分析新型抑制剂N在不浓度下所起到的抑制效果，新型抑制剂N按照这三种浓度进行抑制效果分析。N在1%浓度下，能够有效抑制粉化以及还原反应，并且烧结矿的转鼓强度、大颗粒比例也会相应提高；N在1.4%浓度下的抑制效果在各方面优越于上述1%浓度抑制效果；N在2.4%浓度下的抑制效果同上述新型抑制剂P同理，即抑制作用在一定浓度下会增强，一旦超过规定浓度，则抑制效果会相对下降。从中能够看出，新型抑制剂N抑制效果对比于同浓度氯化钙，二者抑制效果基本相当，但效果优越于同浓度硼酸、新型抑制剂M和新型抑制剂P。

2.3非氯抑制剂综合抑制效果及选择

从上述非氯抑制剂效果分析可知，浓度为2.4%的新型抑制剂N效果最好，其次为浓度为1.4%的新型抑制剂N。综合比较不同种类非氯抑制剂，新型抑制剂N在抑制剂成本、性价比、抑制效果等方面具有良好的抑制效果。

针对新型抑制剂N在烧结矿气孔率方面进行影响分析：液相状态在485℃下形成，同时，烧结液温度会相应降低，有利于加快烧结速度，提高烧结的全面性，从而开孔率也会相应降低[3]。

结论：综上所述，针对烧结矿低温还原粉化在影响因素、发生原因等方面全面介绍，在此基础上，提出有效的抑制措施。非氯抑制剂合理配比，不仅能够起到良好的抑制效果，而且还会优化冶金效果、优化冶金性能，同时，非氯环保型抑制剂有利于扩大冶金空间、提高铁矿石资源利用率。

参考文献：

[1]蓝荣宗,王静松,韩毅华,王琳涛,薛庆国.高还原势气氛下烧结矿低温还原粉化试验研究[J].有色金属科学与工程,2012,01:5-9.

[2]安钢,裴元东,程峥明,石江山,金永明,付建新,刘伯洋.首钢京唐烧结矿低温还原粉化性能影响因素分析及氯化钙喷洒研究[J].烧结球团,2015,05:19-24.

[3]梁南山.氯化钙对烧结矿低温还原粉化的微观影响研究[J].金属材料与冶金工程,2016,01:42-48.