1前言
烧结矿冶金性能是在高炉热态和还原条件下的高温性能，包括900℃还原度（RI）、500℃低温还原粉化性能（RDI+3.15mm）、荷重还原软化性能、熔融滴落性能，其中还原度是基本冶金性能，低温还原粉化性和荷重还原软化性能是重要冶金性能，熔融滴落性能是关键冶金性能指标，高炉炼铁不仅要重视和提高烧结矿物化性能，更要重视和改善冶金性能，冶金性能是高炉炼铁高产、低耗、高效的关键。
表1 《高炉炼铁工程设计规范》GB50427—2015对烧结矿的冶金性能要求
2还原度对高炉冶炼的影响
烧结矿还原度直接影响炼铁技术经济指标，烧结矿还原度好，则大部分在高炉中上部被高炉煤气所还原，发展间接还原，煤气利用率高，燃料比低，且改善造渣过程，提高生铁产量；烧结矿还原度差，则要到高炉下部依靠焦炭直接还原，焦炭消耗量高。据统计入炉矿间接还原降低10%，影响高炉焦比升高6%，铁产量降低5%左右，燃料比升高近35kg/t以上。
高碱度、厚料层低碳、低SiO2、低FeO烧结，则烧结矿还原度好，一般碱度1.9～2.2、SiO2在5.0%～5.3%、FeO＜9%的烧结矿，还原度RI在80%以上。
3低温还原粉化性对高炉冶炼的影响
低温还原粉化性能是衡量烧结矿在高炉上部低温还原过程中出现粉化恶化料柱透气性的技术指标，其根本原因一是Fe2O3被还原成Fe3O4过程中体积膨胀，释放应力加剧裂纹扩展而引起粉化；二是再生骸晶状赤铁矿晶格转变造成结构扭曲，产生内应力使热态强度遭到破坏碎裂粉化。铁矿石种类、Fe2O3结晶形态、烧结矿碱度和碱金属及脉石成分、FeO含量、熔剂和固体燃料粒度、烧结机工况等影响RDI+3.15mm，其中很大程度上取决于烧结矿中Fe2O3的形态和含量。赤铁矿粉烧结，则Fe2O3含量较高，RDI+3.15mm较低；磁铁矿粉烧结，则Fe2O3含量较低，RDI+3.15mm较高；再生骸晶状Fe2O3数量增多，则RDI+3.15mm明显降低；烧结矿碱度提高，则降低游离Fe2O3含量，RDI+3.15mm升高，碱度在1.5～1.6时出现强度衰弱区，导致RDI+3.15mm出现低谷；烧结矿中Al2O3、K2O、Na2O、TiO2含量升高，明显降低RDI+3.15mm；FeO含量对RDI+3.15mm、RI、熔滴性能的影响存在矛盾关系，提高FeO含量到8.5%以上，有利于降低残余Fe2O3含量，提高RDI+3.15mm，但RI降低和熔滴性能变差；熔剂和固体燃料粒度细，则RDI+3.15mm升高；烧结机速适当快、加大表面点火强度、保证烧好前提下终点后移，则RDI+3.15mm升高。
低温还原粉化性是高炉上部透气性的限制性环节，约占总阻损的15%，对高炉生产危害较大，表现在炉身上部料柱透气性恶化，增加炉身结瘤危险性；煤气利用率变差，破坏煤气正常分布，冶炼强度差，焦比高产能低；高炉炉尘吹出量增加；煤气净化困难，煤气管道破损加剧等。生产实践表明，烧结矿低温还原粉化率RDI+3.15mm每升高10%，则高炉燃料比降低5～7kg/t，生铁产量提高2%以上，煤气CO利用率提高0.5%。因此当RDI+3.15mm较低时应采取措施改善烧结矿低温还原热强度，以保持高炉上部顺行稳定。
4荷重还原软化性对高炉冶炼的影响
荷重还原软化性是衡量烧结矿开始软化温度T10和软化终了温度T40的特性，反映炉身下部和炉腰部分软化带的透气性，约占总阻损的25%，影响高炉炉腹煤气量指数和高炉下部的顺行。
烧结矿荷重还原软化性能优良，则T10≥1100℃，软化温度区间≤150℃，保持较多气—固相间的稳定操作和较窄的软熔带，有利于煤气流运动，有助于提高生铁产量。当T10＜950℃，△T＞300℃时，严重影响高炉悬料。烧结矿T10的高低取决于其矿物组成和气孔结构强度，T10的变化往往是气孔结构强度起主导作用的结果，T40的变化往往是矿物组成起主导作用。如果烧结矿品位低SiO2含量高，且配碳高（FeO高），由于低熔点硅酸盐（2FeO·SiO2和CaO·FeO·SiO2）的存在，则T10低，软熔性能差；烧结矿K2O和Na2O含量低，则T10高。
5熔融滴落性对高炉冶炼的影响
烧结矿熔融滴落性是高炉下部透气性的限制性环节，约占总阻损的60%，是保持高炉长期稳定顺行的关键冶金性能，影响高炉熔滴带的位置和厚度，影响Si、Mn等元素直接还原，影响生铁成分和高炉技术经济指标。
烧结矿在高炉熔融带最大压差值取决于渣相量和渣相粘度的大小，渣相量和渣相粘度越大，最大压差值越高。日本学者研究证明最大压差值还与高碱度烧结矿与配加酸性球团矿比例相关，当酸性球团矿比例达到25%～50%时，最大压差值处于最低值。采取提高烧结矿品位，降低SiO2和FeO含量，控制Al2O3、MgO和TiO2含量等措施，可以改善烧结矿软熔滴落性能。
在高炉炼铁过程中，从开始软化到发生熔滴，即在炉内形成了软熔带。软熔带的透气性差，还原和传热过程受到限制，因此要求软熔带薄一些，位置低一些。软熔带的厚度和位置同矿石的软化性和熔滴性有直接关系，软化温度高，软化温度区间窄，熔化温度高，则软熔带薄，有利于强化高炉冶炼降低焦比，所以软熔性是评价铁矿石高温冶金性能的重要指标。日本学者指出高炉炉料开始熔化温度也即压差开始陡升温度取决于FeO低熔点渣的熔点，FeO含量高的炉料，会较早造成压差开始陡升，而渣相中的FeO取决于炉料被还原的程度，FeO含量高和还原度差的炉料开始熔化温度低。
开始滴落温度Td取决于渣相熔点和金属渗碳反应。高碱度烧结矿由于FeO含量低和还原度优良，开始熔化温度高，同时由于其渣相熔点高，滴落温度也高，但是开始熔化温度提高的幅度大于滴落温度提高的幅度，所以熔滴区间变得窄，即熔滴带的厚度变薄，使得透气阻力损失降低，有利于高炉下部顺行和强化冶炼。
6结语
研究表明，要强化高炉操作，就要设法提高入炉品位，降低渣量，降低炉料FeO含量，改善还原度，缩短冶炼周期，同时还应考虑炉料适宜的Al2O3、MgO和TiO2含量，那种高Al2O3、高MgO、大渣量、高燃料比、低冶炼周期，不可能成为合理的炉料结构，不符合现代高炉炼铁的方向，也不符合节能减排、改善环保的大方针。
现代高炉炼铁要求烧结矿开始软化温度T10＞1100℃，球团矿和块矿T10＞1000℃，综合炉料T10＞1200℃，软化温度区间＜150℃，综合炉料开始熔化温度TS＞1400℃，熔滴温度区间＜100℃。
