1前言
烧结原料有铁矿粉、熔剂、固体燃料、冶金工业和化工副产品等，其中铁矿粉是烧结生产的主要原料，铁矿粉成本占烧结生产总成本的75%左右，可见降低铁矿粉成本对降低烧结生产成本起着重要作用，而且铁矿粉的烧结基础特性决定着烧结矿的产质量指标，因此有必要研究铁矿粉烧结特性及其配矿。
2铁矿粉烧结基础特性
2.1 磁铁矿烧结特性
因国内磁铁矿为贫矿，需经过选矿后才可用于烧结，所以国内烧结使用磁铁精矿粉。磁铁精矿粉可烧性良好，能在较低温度和较少固体燃料下与脉石成分作用形成低熔点化合物，得到熔化度适当、还原性和转鼓强度较好的烧结矿，但磁铁精矿粉黏结性差，亲水性和成球性差，烧结过程中过湿带较明显，配比较高时烧结料层透气性差，降低烧结产能。磁铁精矿粉的同化性较差，液相流动性一般，铁酸钙生成能力较差，黏结相强度高。鉴于以上特性，磁铁精矿粉配比较高时，采取强化制粒改善烧结过程料层透气性、降低烧结料水分、低配碳、适当降低烧结料层厚度等措施，以减小其对烧结矿产量的影响。
2.2 赤铁矿烧结特性
赤铁矿粉固体燃耗比磁铁精矿粉高，但赤铁矿粉高碱度烧结，除低温还原粉化指标RDI+3.15mm较低外，转鼓强度、粒度组成、粉率、还原性等综合指标优于磁铁精矿粉烧结，主要原因如下。
1）矿物结构决定烧结矿指标
赤铁矿粉高碱度烧结氧位高，500～670℃烧结温度下，Fe2O3与CaO发生固相反应生成CaO·Fe2O3，1230～1280℃下生成固结强度高、还原性好的针状铁酸一钙黏结相，但当烧结温度高于1280℃时，铝硅铁酸钙CaO·Fe2O3·SiO2·Al2O3开始分解，铁酸一钙数量减少，且由针状转变为柱状，强度上升但还原性下降，且高温易产生大量NOx和致癌物质二噁英。另外赤铁矿粉烧结，游离Fe2O3增加，快速冷却时易形成骸晶Fe2O3，烧结矿低温还原粉化指标RDI+3.15mm变差。
2）烧结过程料层透气性是影响烧结矿指标的主要因素
因赤铁矿粉本身为颗粒料，无需苛求强化制粒，可通过优化配矿控制原料中黏附粉和核颗粒的比例，改善烧结过程料层透气性。
3）赤铁矿粉的同化性和液相流动性差，铁酸钙生成能力好，黏结相强度高，是烧结生产的主要铁矿粉。
鉴于以上原因，赤铁矿粉烧结应遵循铁酸钙理论，采取高碱度、低温、强氧化性气氛、配矿控制Al2O3/SiO2不超0.4、设置保温炉、加大表面点火强度、适当加快烧结机速、保证烧好前提下终点后移等措施，发挥赤铁矿粉烧结综合指标优良和烧结产能高的优势。
2.3 褐铁矿烧结特性
褐铁矿粉的物理特性是结构疏松，孔隙率大，亲水性强，成球性指数高。化学特性是挥发物多，烧损大。基于以上特性，褐铁矿同化性和液相流动性良好，易与CaO反应生成低熔点化合物，液相黏度低，铁酸钙系生成能力好，改善烧结矿转鼓强度和还原性，但褐铁矿配比过大时，结晶水剧烈分解而热裂，降低烧结料层热态透气性，液相过度流动，料层收缩率大，易形成多孔薄壁结构的烧结矿，同时褐铁矿软化温度较低，软熔性能较差，黏结相强度和自身连晶固结强度差，降低烧结矿转鼓强度。
从结晶水分解吸热的角度考虑，褐铁矿粉烧结需适当增加固体燃耗，保持一定的烧结温度，但从同化性和液相流动性好的角度考虑，褐铁矿粉烧结又需适当降低固体燃耗，最终根据具体配矿和生产实践决定，不能盲目增减固体燃耗。
褐铁矿粉配比大于25%时，适当降低点火温度50℃，提高保温炉热量的投入，点火温度以表面点着火即可，不必追求过高的表面点火强度。
褐铁矿高配比低成本烧结时，如果因液相量过多而降低转鼓强度和烧结生产率，需增加结构致密且流动性较差的赤铁矿粉和磁铁精矿粉配比。
因褐铁矿烧结性能中等，价格相对低，非常有利于降低烧结原料成本，将褐铁矿作为烧结重要铁矿粉之一，研究褐铁矿粉高配比低成本烧结具有现实意义。
3 铁矿粉合理配矿
3.1 同化性配矿原则
1）同化性好和同化性差的铁矿粉合理搭配使用
铁矿粉同化性好，有利于增加液相黏结相，提高烧结矿转鼓强度。
铁矿粉同化性差，有利于改善烧结料层透气性，提高烧结矿产量。
既确保低硅烧结过程产生必要的液相量，又保证烧结料不过熔，采取同化性好和同化性差的铁矿粉合理搭配使用，可兼顾烧结矿转鼓强度和产量。
2）若烧结过程中未熔矿粉较多，黏结相不足，转鼓强度低，需适当增加同化性好或较好的铁矿粉。
同化性和液相流动性好的铁矿粉配比过大时，形成大孔薄壁结构的烧结矿，降低转鼓强度。若同化温度高、同化性和液相流动性差的铁矿粉配比过大时，由于生成黏结相少，同样降低转鼓强度。
3）若烧结过程中铁矿粉过熔，引起大量液相快速生成，导致起骨架作用的铁矿粉减少，料层透气性变差，降低烧结矿产量，需增加同化性差的铁矿粉。
4）低硅烧结下，可增加褐铁矿配比，或褐铁矿与同化性差的铁矿粉搭配使用。
5）烧结不追求铁矿粉同化性过好，适中为宜。
3.2 液相流动性配矿原则
1）低硅烧结时，如果因液相量不足而降低转鼓强度，需适当增加液相流动性较强或中等的铁矿粉，增大液相黏结范围，提高转鼓强度。
2）褐铁矿粉配比高时，如果因烧结过程液相量过多而降低转鼓强度和生产率，需适当增加液相流动性较差的铁矿粉。
3）烧结配矿选择液相流动性适中或高低合理搭配的铁矿粉为宜，并非液相流动性越高越好，过多配加液相流动性好的铁矿粉，则液相过度流动，烧结矿呈多孔薄壁结构，转鼓强度差。
4）一般情况下，液相流动性较弱的几种铁矿粉不应同时使用，如果一定要同时使用，合计配比不宜过高。
3.3 铁酸钙生成能力配矿原则
1）铁矿粉烧结理论和实践研究表明，以铝硅铁酸钙SFCA为主的黏结相性能最优，尤其大多以针状结构存在时，大大改善烧结矿转鼓强度和还原性，所以在其他性能允许的情况下，烧结配矿选择铁矿粉的铁酸钙生成能力越高越好。
2）低硅烧结下黏结相量相对不足，发展以铁酸钙为主的黏结相是提高低硅烧结矿品质的主要途径。
3.4 黏结相强度配矿原则
1）选择铁矿粉的黏结相强度和连晶固结强度越高越好。
2）黏结相强度和连晶固结强度较高的铁矿粉配比不受限制，如巴西MBR粉和CVRD粉、南非粉、哈默斯利粉等。
3）黏结相强度和连晶固结强度中等的铁矿粉可较大比例配加。
4）黏结相强度和连晶固结强度低的铁矿粉配比不宜过高，如罗布河粉、巴西赤铁精矿粉等。
5）低硅高碱度烧结下黏结相量少，烧结矿固结大部分靠赤铁矿和磁铁矿自身连晶固结，宜选择连晶固结强度高或中等的铁矿粉。
4 结语
由铁矿粉所组成的混匀矿同化性和液相流动性优劣互补，具有较高黏结相强度和连晶固结强度，具有良好铁酸钙生成能力；由高硅和低硅铁矿粉所构成的混匀矿SiO2含量合理配矿；由高铝和低铝铁矿粉所构成的混匀矿Al2O3含量合理配矿，满足烧结矿Al2O3/SiO2在0.1～0.35适宜值的要求；由不同粒级铁矿粉配合成的混匀矿粒度组成合理配矿，改善烧结料制粒效果和成球性，建立合理配矿结构，是烧结炼铁低成本、低燃料比、铁前整体效益最大化的重要原料基础，可以取得烧结既提高产量改善质量又降低成本的良好效果。
