许满兴
烧结矿的冶⾦性能包括900℃还原性（RI）、500℃低温还原粉化性能（RDI）、荷重还原软化性能（TBS、TBE、 ΔTB）和熔融滴落性能（Ts、Td、ΔT、ΔPm、S值）。这4项性能中，900℃还原性是基本性能，它不仅直接影响煤⽓利⽤率和燃料⽐，同时由于还原程度的不同，还影响其还原强度（RDI）和软熔性能。500℃低温还原性能是反映烧结矿在⾼炉上部还原强度的，是⾼炉上部透⽓性的限制性环节。在⾼炉冶炼进程中，⾼炉上部的阻⼒损失约占总阻⼒损失的15%。烧结矿的荷重还原软化性能是反映其在⾼炉炉⾝下部和炉腰部分软化带的透⽓性，这部分的透⽓阻⼒约占⾼炉总阻⼒损失的25%。熔融滴落性能是烧结矿冶⾦性能最重要的部分，因为它约占⾼炉总阻⼒损失的60%，是⾼炉下部透⽓性的限制性环节。要保持⾼炉长期顺⾏稳定，必须⼗分重视含铁原料在熔融带的透⽓阻⼒。
烧结矿在⾼炉的块状带、软化带和熔融滴落带不同部位的性状和透⽓阻⼒的变化决定着⾼炉内不同部位的顺⾏和稳定，因此研究和分析清楚烧结矿的冶⾦性能对其质量和⾼炉主要操作的影响是⼗分重要的。
900℃还原性及其影响
还原性的优劣是烧结矿质量的⼀项基本指标，⾼料层、⾼强度、⾼还原性、低碳、低FeO的三⾼两低原则始终是烧结⽣产追求的⽬标。对⾼碱度（R=1.9~2.3）烧结矿⽽⾔，常规要求RI＞85%，⾼要求RI应＞90%。铁矿⽯的还原性（包括烧结矿、球团矿）取决于其矿物组成和⽓孔结构，烧结矿不同矿物组成的还原性见表1。
⾼碱度烧结矿的RI值若低于80%，证明烧结矿的质量出了问题，或是配碳⾼了、FeO⾼了，或是配矿的原因导致⽓孔结构出了问题，应提出改进的措施。还原性不良的烧结矿由于低熔点硅酸盐（2FeOSiO2和CaOFeOSiO2）的存在，烧结矿的软熔性能变差，从⽽影响⾼炉软熔带的透⽓性。还原性不良的烧结矿装⼊⾼炉后，会明显影响⾼炉上部煤⽓的利⽤率，使⾼炉内间接还原⽐例降低，直接还原（rd）⽐例升⾼，影响⾼炉的燃料⽐和产量。据统计，⼊炉矿的间接还原⽐例降低10%，将影响⾼炉焦⽐和产量各8%~9%；在⽬前我国⾼炉燃料⽐的⽔平条件下，⾼炉燃料⽐将升⾼40kg/t以上；产量与⾼炉容积相关，也是⼀个庞⼤的数字。因此，炼铁⼯作者应⼗分重视烧结矿的还原性指标。
低温还原粉化性能及其影响
烧结矿的低温还原粉化性能是指烧结矿装⼊⾼炉后在400℃~600℃的低温条件下，因还原产⽣粉化程度的状况。烧结矿⼊⾼炉后在低温条件下还原产⽣粉化的主要原因是烧结矿骸晶状⾚铁矿（⼜称再⽣⾚铁矿）在低温下还原，发⽣晶格转变（在αFe2O3转变为γFe2O3过程中由六⽅晶格变为⽴⽅晶格），
产⽣极⼤的内应⼒，导致烧结矿碎裂。造成烧结矿产⽣低温还原粉化的原因是多⽅⾯的，有矿种、配碳、Al2O3和TiO2含量等因素。
高炉
由⾼炉解剖和⾼炉上部取样实测分析可知，烧结矿的低温还原粉化是⾼炉上部透⽓性的限制性环节，⽽且证明烧结矿产⽣低温粉化的实际温度并不是500℃左右，⽽是700℃。我国国家标准（GB/13242-91）规定，烧结矿低温还原粉化指数以RDI+3.15的百分数为主要指标，以RDI＋6.3和RDI-0.5的百分数为参考指标。⽽美国和北美地区的标准规定，烧结矿的低温还原粉化以RDI+6.3和RDI-0.5的百分数为主要指标，以RDI+3.15百分数为参考指标。唐钢科技⼈员经与美国学者的分析和讨论认为，美国和北美地区的标准更科学合理，因为在⾼炉内＜5mm的粒度会明显影响⾼炉上部的透⽓性，故将RDI+3.15作为主要指标是不够合理的。
已有的⽣产实践数据证明，烧结矿的RDI+3.15增加10%，将影响⾼炉产量逾3%，燃料⽐上升1.5%（在⽬前⽔平下燃料⽐将上升7.8kg/t）以上。因此当烧结RDI+3.15低于62%时应采取有效措施，改善烧结矿的低温还原强度，以保持⾼炉的上部顺⾏稳定。
荷重还原软化性能及其影响
烧结矿的荷重还原软化性能是指其装⼊⾼炉后，随炉料下降、温度上升不断被还原，到达炉⾝下部和炉腰部位，烧结矿表现出体积开始收缩即开始软化（TBS）和软化终了（TBE）的特性。⾼碱度烧结 矿的TBS应≥1100℃，软化温度区间（ΔTB= TBE －TBS）应≤150℃。烧结矿开始软化温度的⾼低取决于其矿物组成和⽓孔结构强度，⽽开始软化温度的变化往往是⽓孔结构强度起主导作⽤的结果。这就是说，软化终了温度往往是矿物组成起主导作⽤。
软化带的阻⼒损失约占25%，这是反映炉料在炉⾝下部和炉腰部位顺⾏状况的。当烧结矿的开始软化温度低于950℃、软化温度区间＞300℃时，⾼炉必然会产⽣严重的悬料，因此为了保持⾼炉顺⾏稳定，烧结矿应具有良好的荷重还原软化性能。
关于荷重还原软化性能对⾼炉主要操作指标的影响，意⼤利的⽪昂⽐诺（Piombimo）公司4号⾼炉曾于1980年做过统
关于荷重还原软化性能对⾼炉主要操作指标的影响，意⼤利的⽪昂⽐诺（Piombimo）公司4号⾼炉曾于1980年做过统计，含铁原料的TBS由1285℃提⾼到1335℃，⾼炉的透⽓性ΔP由5.2kPa降低到4.75kPa（下降8.7%），产量提⾼了16%；⽇本神户公司的加古川⼚和新⽇铁的⼴畑⼚均通过改善酸性球团矿的软熔性能有效地改善了⾼炉指标。
熔滴性能及其影响
熔滴性能是烧结矿冶⾦性能中最重要的性能，因为熔滴带的阻⼒损失约占⾼炉总阻⼒损失的60%，它
是⾼炉下部顺⾏的限制性环节。这也是由过去长期以⾼炉上部操作为主改为以⾼炉下部操作为主的新的⾼炉操作理念的原因所在。现代⾼炉炼铁要求烧结矿的开始熔滴温度要⾼（Ts＞1400℃），熔滴区间要窄（ΔT＜100℃），熔滴过程的最⼤压差要低（ΔPm＜180×9.8Pa）。⽇本新⽇铁公司曾推荐烧结矿的熔滴性能总特性值S≤98kPa·℃酸性球团矿的S值
≤166.6kPa·℃是适宜的。美国学者L.A.Haas等提出，熔滴性能总特性S值，似乎是⼀个⽐软熔温度区间（ΔT=Td－Ts）更好的指标，因为它包括了温度区间（ΔT）和压降⼤⼩〔ΔP＝ΔPm－ΔPs，℃〕，并提出对⾼炉炉料来说，S值
≤40kPa·℃是适宜的。
为了掌控和改善烧结矿的熔滴性能，炼铁⼯作者认识和理解Ts（开始熔融温度即压差开始陡升温度———ΔPs达到
50×9.8Pa的温度值）和Td（开始滴落温度）的取决条件是⼗分重要和必要的。在这⽅⾯，⽇本学者斧胜做过深⼊的研究，提出含铁炉料开始熔融温度（Ts），也就是压差开始陡升温度（ΔPs），取决于FeO低熔点渣的熔点。含FeO⾼的炉料，会较早地出现压差开始陡升现象。⽽渣相中的FeO取决于炉料被还原的程度，造成含FeO⾼和还原性差的炉料开始熔融温度低。
开始滴落温度（Td）取决于渣相熔点和⾦属渗碳反应。由于含FeO低和还原性优良，⾼碱度烧结矿的开始熔融温度就⾼，同时由于其渣相熔点⾼，滴落温度也⾼，但是Ts提⾼的幅度⼤于Td，所以熔滴区间窄（Td-Ts=ΔT），即熔滴带的厚度变薄，从⽽使得透⽓阻⼒损失（ΔPm）降低，有利于⾼炉下部的顺⾏和强化。
烧结矿在⾼炉内熔融带最⼤压差值取决于渣相量和渣相黏度的⼤⼩，渣相量和渣相黏度越⼤，最⼤压差值越⾼。⽇本学者成⽥贵⼀的研究证明，在炉料结构中最⼤压差值还与⾼碱度烧结矿配⼊酸性球团矿的⽐例相关，当酸性球团矿配⼊⽐例为25%～50%时，最⼤压差值处于最低。
我国⼏种烧结矿的冶⾦性能分析
我国⼏种烧结矿的主要化学成分和冶⾦性能见表2和表3。我国⼏种烧结矿的品位⾼，SiO2含量低（酒钢例外），FeO 和⼋钢的MgO含量偏⾼，多数MgO和Al2O3含量都不⾼，但近两年来由于铁矿资源的快速开发和降成本问题，不少企业烧结矿的成分和质量发⽣了⼀定变化。
烧结矿的还原性与它们的碱度和FeO含量直接相关，⽯钢和酒钢两种低碱度烧结矿的还原度低，济钢两种⾼碱度烧结矿由于其含FeO⾼，影响了还原性。
⼏种烧结矿的RDI指数很低，主要受矿种的影响。⽯钢和济钢烧结⽤矿80%以上是进⼝矿；酒钢烧结矿的RDI指数优良，主要是由于酒钢矿含卤族元素钡（Ba）的缘故。
烧结矿的软化性能主要与其碱度、FeO、SiO2含量和还原性相关，总的来说这⼏种烧结矿的软化性能尚可，TBS＞1040℃，ΔTB＜185℃。
⾄于这⼏种烧结矿的熔滴性能，酒钢的烧结矿由于含铁品位低、SiO2含量⾼、渣量⼤，S值特别⾼，因此酒钢⾼炉提升冶炼⽔平的难度⼤，即要改善⾼炉操作指标离不开精料。⼋钢的第3组烧结矿由于碱度＞2.0，渣相黏度⼤，透⽓阻⼒⼤，S值也较⾼。在正常情况下，⾼碱度烧结矿的熔滴性能总是优于低碱度烧结矿的，⽯钢的两种烧结矿对⽐就是很好的例⼦，这就是⾼炉炉料结构为什么始终要坚持⾼碱度烧结矿的道理所在。
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