冶小微推出的《技术问答》栏目，会对业内关心的技术问题进行解答，欢迎网友留言。本期推出第四期——评价铁矿石质量的标准是什么？
评价铁矿石质量的标准是什么？
(1）矿石含铁量是评价铁矿石质量最重要的标准。矿石有无 开采价值，开采以后可否直接入炉和其冶炼价值如何，主要取决于矿石含铁量。矿石含铁量愈高，其冶炼价值愈高。随着含铁量的降低，矿石冶炼价值降低，而且，冶炼价值降低的幅度远比含铁量降低的幅度大。
(2）脉石的化学成分。脉石中SiO₂、Al₂O₃，等酸性氧化物愈 多，矿石冶炼价值愈低，而 CaO、MgO 等碱性氧化物愈高，矿石冶炼价值愈高。这是因为酸性脉石较高的矿石，为了得到一定碱度的炉渣，必须配入较多的熔剂，结果单位生铁的炉渣量增加，1kg SiO₂在高炉内要形成2kg左右炉渣。每吨生铁消耗的含Fe矿石中，每增加 1% SiO₂，将使吨铁渣量增加 35 ~40kg，这使高炉焦比升高，产量降低。而含有较多碱性脉石的矿石，相当手矿石中已经配入了碱性熔剂，生产中可以少加或不加熔剂，减少渣量，有利于改善高炉生产指标。因此，含有一定数量碱性脉石的矿石，即使含铁量较低，其冶炼价值也是较高的。
(3）矿石中的有害杂质（包括 S、 P、 Pb、Zn、As、 Cu、 K、 Na、F等）含量。矿石中的这些有害杂质含量高，其冶炼价值降低。硫（S）在钢材中引起热脆性。矿石中的S在高炉冶炼过程中可以去掉 90%以上，但为了去S，必然增加石灰石用量，增加渣量，消耗更多的热量，进而增加焦比和隆低产量，因此矿石中的S 越低越好，一般不得超过0.1%~0.3%。磷（P）在钢材中引起冷脆性。而P在烧结和炼铁过程中完全不能去掉，原料中的P在一般情况下全部转入生铁中，因此矿石中 P含最也是愈低愈好，并可根据规定的生铁含 P最计算出矿石中允许的含P量进行配矿。
铅（Pb）熔点低，密度大，还原后沉积于高炉 底部，易渗入 砖缝而损坏炉衬。锌（Zn）沸点低，还原后形成蒸气随煤气上升到高炉上部冷凝，与炉料中粉末相互作用易形成炉瘤，或被氧化成ZnO渗入砖缝而损坏炉衬。砷（As）几乎全部还原进入生铁，使钢材冷脆。铜（Cu)易还原且全部进入生铁，少量 Cu可以增加钢材的抗腐蚀性能，过量会使钢材热脆，并且降低钢材的焊接性能。
钟和钠(K、Na)，其化合物一般在高炉下部高温区还原后 形成K、Na 蒸气，随煤气上升在炉身中、下部循环富集，破坏炉料的强度，加剧炉料的粉化，严重影响料柱透气性，并易造成高炉结瘤。氟（F）含量少可改善炉渣流动性，过量则会降低矿石的熔点，严重腐蚀炉衬和造成风、渣回破损。
（4）矿石的还原性。矿石还原性指矿石还原的难易程度。易 还原的矿石，在冶炼过程中能提高煤气利用率，有利于降低焦比；而难还原的矿石，在冶炼过程中需消耗更多的热量，从而增加焦比。矿石还原性取决于矿石的矿物组成、结构致密程度、粒度和气孔度等因素，气孔度大和结构疏松的矿石还原性好。高炉常用的4 种铁矿石中，磁铁矿还原性最差，赤铁矿居中，褐铁矿和菱铁矿由于受热过程中失去结晶水和放出CO₂，产生大量的气孔，结构疏松，所以还原性最好。而一般人造富矿的还原性又比天然矿石要好，例如球团矿和 SFCA 高碱度烧结矿。
(5）矿石的软熔特性。软熔特性指矿石开始软化的温度和软 熔温度区间（即软化开始到熔化终了的温度区间)。高炉冶炼要求矿石具有较高的软化温度和较窄的软熔温度区间。因为矿石软化温度高，在冶炼过程中就不会过早地形成初渣，成渣带位置低，矿石在上部区域的预热和预还原充分，初渣中FeO 少；软熔区间窄，软熔层薄，有助于改善料柱透气性，有利于提高高炉生产指标。
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矿石的还原性和软熔特性，是在实验室通过实验确定的。
（6）矿石的粒度组成。高炉冶炼要求矿石具有小而均匀的粒 度组成，因为小粒度矿石有利于加快还原速度和提高煤气利用率，而均匀的粒度组成有利于改善炉内料柱的透气性。粒度小于5mm 的粉末必须筛出，对于粒度上限，难还原的磁铁矿不能超过40mm，易还原的赤铁矿和褐铁矿不大于50mm，中、小高炉不大于25~35mm。
(7）矿石的强度。要求矿石具有较高的强度，尤其是高温下 的强度，因为如果矿石强度低，入炉后在上部料柱的压力下产生大量粉末，一方面增加炉尘损失量；另一方面严重影响料柱透气性，使高炉操作困难。
(8）矿石化学成分的稳定性。为了使高炉生产稳定，要求矿 石化学成分要稳定，因为矿石化学成分的波动会引起炉温、炉渣碱度和生铁成分的波动，从而破坏高炉顺行，使高炉焦比升高，产量降低。为此，必须对成品矿石进行混匀处理，使入炉矿石含铁量波动在士0.1%以下。
(9）矿石的热爆裂性能。天然矿石中含有带结晶水或碳酸盐 的矿物，入炉后被加热分解出气体逸出而使矿石爆裂，产生粉末而影响高炉上部的透气性，这类矿石就不能直接入炉冶炼，需要破碎成粉矿做烧结原料。例如澳大利亚的扬迪块矿和巴西里欧多西块矿就是如此。
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编辑 | 李倩 李昕芮
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