唐鋼燒結(jié)提高鐵精粉配比生產(chǎn)實踐

李旺 甄常亮 周永寧 齊鳳來 秦玉杰

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司，河北唐山 063000）

摘要：唐鋼在2015年開始使用PMC公司生產(chǎn)的南非鐵精粉，同時唐山本地研山鐵精粉三系列投產(chǎn)，測算燒結(jié)工序鐵精粉配比將提高10個百分點左右。針對鐵精粉配比提高給燒結(jié)生產(chǎn)帶來的影響，通過鐵礦粉的基礎(chǔ)特性研究，制定合理燒結(jié)礦成分控制基準(zhǔn)，優(yōu)化配混料以及布料設(shè)備參數(shù)等措施，實現(xiàn)燒結(jié)鐵精粉配比由24.48%提高到36.15%的預(yù)期目標(biāo)，取得良好的生產(chǎn)效果。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)；鐵精粉；配比；生產(chǎn)實踐

Production Practice of Increasing proportion of fine iron powder in Tangsteel

Li Wang   Zhen Changliang  Zhou Yongning  Qi Fenglai  Qin Yujie  

（Hesteel Group Tangsteel Company，Tangshan，Hebei，063000）

Abstract: TangSteel started to use iron ore concentrates produced by PMC from 2015,when the Yanshan Series NO.3 starting to go into production, so the proportion of iron ore concentrates in the sinter process is expected to raise about 10%. To solve the problems in sintering production after iron ore concentrates proportion raising, the basic characteristics of iron ore concentrate was researched, the control standards of the chemical composition in sinter ore was modified reasonably, and the parameters of equipments such as proportioning equipment, mixing equipment, distributing burden equipment were optimized. Finally the proportion of iron ore concentrates in sinter process has raised from 24.48 % to 36.15%, and has gained good effects.

Key words：sinter; fine iron powder; proportion; production practice

1引言

隨著世界范圍內(nèi)優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源日漸枯竭，大比例使用自產(chǎn)精粉和外購精粉是目前唐鋼燒結(jié)發(fā)展的趨勢。2015年，唐鋼燒結(jié)開始使用南非鐵精粉，與此同時研山鐵精粉三系列投產(chǎn)，燒結(jié)工序鐵精粉配比相應(yīng)增加。鐵精粉配比的提高必然會對燒結(jié)生產(chǎn)過程及燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生影響，如何充分發(fā)揮鐵精粉的優(yōu)勢和克服鐵精粉對燒結(jié)生產(chǎn)過程及燒結(jié)礦質(zhì)量的不利影響，使燒結(jié)各項指標(biāo)滿足后續(xù)工序的要求是當(dāng)前唐鋼燒結(jié)工作的重點。

2鐵精粉理化性能

唐鋼燒結(jié)使用的鐵精粉主要有唐山本地自產(chǎn)的司營精粉、研山精粉和南非PMC公司生產(chǎn)的南非精粉三種，按照集團(tuán)的資源平衡統(tǒng)一要求，唐鋼燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)中鐵精粉配比預(yù)計將提高10個百分點左右，達(dá)到35%以上。為適應(yīng)上述原料條件變化，確保燒結(jié)生產(chǎn)過程以及燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定，文中首先對三種鐵精粉理化性能進(jìn)行了研究。

2.1鐵精粉與常用粒度礦粉化學(xué)成分及礦物組成對比分析

表1 鐵精粉礦與常用粒度礦粉化學(xué)成分（%）

我們按照四元綜合品位的評定標(biāo)準(zhǔn)，對5種常用礦粉進(jìn)行評價。所謂四元綜合品位指的是綜合考慮酸性脈石（SiO₂+Al₂O₃）、堿性脈石(CaO+MgO)的鐵礦粉有價品位，公式為：四元綜合品位=TFe×[100+2R₄(SiO₂+Al₂O₃)-2(CaO+MgO)]-1×100%,式中R₄為爐渣四元堿度。由表1可以看出四元綜合品位：南非精粉＞巴卡粗粉＞研山精粉＞司營精粉＞澳礦粉。

根據(jù)5種礦粉的化學(xué)成分特點分析，我們在配礦中采取用南非精粉替代部分巴卡粗粉，用司營精粉和研山精粉替代澳礦粉可以有效提高燒結(jié)礦品位。

三種鐵精粉中司營精粉和研山精粉磁性率分別為25.28%和27.15%，屬于磁、赤混合礦。南非精粉磁性率為38.82%屬于磁鐵礦，常用的粒度礦粉主要為赤鐵礦，少部分褐鐵礦（如PB粉）。提高精粉配比降低粒度礦粉配比，燒結(jié)混合料中的磁鐵礦比例增加，磁鐵礦組織較赤鐵礦致密，不利于燒結(jié)生產(chǎn)過程控制。

2.2鐵精粉礦與常用粒度礦粉燒結(jié)性能及粒度組成對比分析

表2 粒度及燒結(jié)性能對比

從粒度上看，鐵精粉的粒度細(xì)，小于0.5mm的含量均達(dá)到100%，從燒結(jié)性能上看，粒度礦粉巴卡粗粉燒結(jié)燒結(jié)性能差，澳礦粉燒結(jié)性能較好，而鐵精粉中除司營精粉燒結(jié)性能較好外，研山精粉與南非精粉燒結(jié)性能均較差。

2.3提高鐵精粉配比面臨的問題

（1）南非精粉TiO₂含量達(dá)到2.05%，生產(chǎn)實踐中需要根據(jù)TiO₂含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的影響規(guī)律，確定南非精粉的適宜配加比例。

（2）鐵精粉配比提高后，會惡化燒結(jié)料層的透氣性，負(fù)壓升高，廢氣難行。需要在生產(chǎn)實踐中想辦法提高混合機(jī)的制粒效果，消除或減輕精粉對料層透氣性的影響。

3燒結(jié)礦TiO₂含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的影響規(guī)律

南非精粉的TiO₂含量達(dá)到2.05%，在唐鋼燒結(jié)目前使用的各種礦粉中含量最高，有研究表明^[1]TiO₂含量的高低對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度及低溫還原粉化率影響較大，為了合理控制南非精粉配比，需要研究TiO₂含量對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度及低溫還原粉化率的影響規(guī)律。

3.1燒結(jié)礦TiO₂含量對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度影響

在TiO₂含量小于0.40%時，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度沒有明顯變化，但當(dāng)燒結(jié)礦中TiO₂含量超過0.40%時，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，通過對燒結(jié)礦進(jìn)行礦相分析后發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)礦TiO₂含量超過0.40%后，燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相為鐵酸鈣，但鐵酸鈣大多呈板狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則狀分布，燒結(jié)礦局部有針狀鐵酸鈣、玻璃相和硅酸二鈣存在，硅酸二鈣多以粒狀存在，比較均勻地分布在交織—熔蝕結(jié)構(gòu)中，在交織—熔蝕結(jié)構(gòu)中局部有團(tuán)塊狀的玻璃質(zhì)存在。燒結(jié)礦中的裂紋發(fā)育比較充分，裂紋方向不規(guī)則，裂紋的長短及寬度都不同，裂紋的長度大多處在0.3mm至1.2mm之間，大裂紋寬度大多處在0.05mm至0.1mm，小裂紋的寬度大多處在0.01mm左右，嚴(yán)重影響著燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。

燒結(jié)礦低溫還原粉化率指標(biāo)隨著燒結(jié)礦中TiO₂含量升高而升高。提高鐵精粉配比，尤其配加南非精粉，會造成燒結(jié)礦低溫還原粉化率指標(biāo)的升高。因此，在配礦方案中應(yīng)嚴(yán)格控制含鈦物料的使用比例。為將燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)RDI_-3.15控制在40%以內(nèi)，綜合考慮其它含鈦物料，經(jīng)過測算得出南非精粉的配礦體系中的配比不宜超過10%。

4工業(yè)生產(chǎn)措施

4.1安裝松料器，優(yōu)化松料器設(shè)備參數(shù)

鐵精粉配比的提高后，為了提高料層的透氣性，我們在多輥布料器的下方安裝了松料器。松料器的設(shè)備參數(shù)對燒結(jié)過程的影響較大，參數(shù)選擇不合理，會造成風(fēng)量在臺車寬度方向上的均勻性差，破壞燒結(jié)料層均勻度，加劇燒結(jié)廢氣溫度和負(fù)壓的波動，機(jī)尾斷面出現(xiàn)“花臉”。根據(jù)鐵精粉配比的提升幅度以及燒結(jié)機(jī)尾斷面燒成情況多次修改松料器的設(shè)備參數(shù)，延長松料棒的長度，優(yōu)化了松料棒之間以及松料棒距臺車篦條的距離，還根據(jù)每臺燒結(jié)機(jī)料層厚度的高低，制作了單排和雙排兩種松料器，使松料器的作用得到了充分發(fā)揮。

4.2改變一次混合機(jī)污泥配加方式，改善混合料的制粒效果

原有一次混合機(jī)配加污泥的方式是采用污泥管直伸入混合機(jī)內(nèi)部的方式配加除塵污泥，污泥管內(nèi)流出的柱狀水會造成混合料水分均勻度差。我們在污泥管上加裝了壓縮空氣閥門，利用壓縮空氣的高壓將污泥快速從污泥管內(nèi)噴出而達(dá)到霧化的效果，提高燒結(jié)混合料水分均勻度，有利于混合料潤濕造球，提高混合料層透氣性。改造后的效果見表3，改造后混合料中+3mm含量增加了9.33個百分點，平均粒徑增加了0.35個百分點。

表3 改造前后混合料粒度組成

4.3優(yōu)化燒結(jié)礦FeO含量控制基準(zhǔn)

鐵精粉配比提高后，尤其是南非精粉配比升高，燒結(jié)礦中TiO₂含量上升，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和低溫還原粉化率變差。燒結(jié)礦FeO含量的高低對燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)影響較大，適宜的燒結(jié)礦FeO含量，可以提高燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，降低燒結(jié)礦的低溫還原粉化率，我們將燒結(jié)礦FeO含量的控制標(biāo)準(zhǔn)由8.5±1.0%提高到9.5±1.0%，后又綜合考慮FeO含量對燒結(jié)礦還原性的不利影響，將燒結(jié)礦FeO含量的控制標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化在9.0±1.0%。

4.4優(yōu)化燒結(jié)礦MgO含量控制基準(zhǔn)

在高爐內(nèi)一定的MgO含量有利于改善爐渣的流動性和提高脫硫能力。但是由于^[2]MgO在高堿度燒結(jié)礦中進(jìn)入磁鐵礦晶格中形成鎂磁鐵礦，MgO含量升高后，會降低燒結(jié)礦中鐵酸鈣的含量，不利于燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。鐵精粉配比提高初期，燒結(jié)礦TiO₂含量升高，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度變差，我們將燒結(jié)礦MgO含量由原來的2.15±0.05%控制調(diào)整為2.0±0.05%。

5應(yīng)用效果

鐵精粉配比提高后，燒結(jié)礦各項指標(biāo)變化情況如表4-表6所示：

表4 混勻礦物料配比及精粉率變化（%）

表5 燒結(jié)礦化學(xué)成分變化（%）

表6 燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)變化

鐵精粉配比由原來的24.48%提高到36.15%，提高了11.67個百分點，燒結(jié)礦品位上升1.07個百分點，SiO₂含量下降0.31個百分點。由于采取措施有效且及時，鐵精粉配比提高后，燒結(jié)礦質(zhì)量除了還原性略有下降之外，其他質(zhì)量指標(biāo)均有所改善，燒結(jié)礦槽下返粉率下降了0.45個百分點，篩分指數(shù)降低了0.1個百分點，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度上升0.05個百分點，燒結(jié)礦RDI_-3.15含量降低了2.07個百分點，燒結(jié)礦軟化和熔滴性能變化不大。

6結(jié)論

（1）通過對常用礦粉的理化性能分析，南非精粉替代巴卡粗粉，司營精粉和研山精粉替代澳礦粉，可有效提高燒結(jié)礦品位，利于后續(xù)高爐工序，但會對燒結(jié)透氣性有負(fù)面影響。

（2）提高南非精粉的配比會造成燒結(jié)礦中TiO₂含量上升，燒結(jié)礦會產(chǎn)生不同程度的裂紋，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和低溫還原粉化率變差。可以通過優(yōu)化燒結(jié)礦FeO、MgO含量控制標(biāo)準(zhǔn)抵消TiO₂含量提高對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和低溫還原粉化率的負(fù)面影響。

（3）采取優(yōu)化松料器設(shè)備參數(shù)、改造一次混合機(jī)加污泥裝置可以在一定程度上提高燒結(jié)料層透氣性，有助于鐵精粉配比的提高。

參考文獻(xiàn)

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