榆鋼鎂質熔劑燒結杯試驗

吳有文  王昌文²  李  霞¹  楊  斌¹

（1. 酒鋼（集團）宏興鋼鐵股份有限公司鋼鐵研究院  甘肅  嘉峪關  735100；

2. 酒鋼（集團）宏興鋼鐵股份有限公司榆鋼  甘肅  蘭州  730104）

摘  要：結合榆鋼使用白云石粉替代輕燒白云石粉的生產現狀，在實驗室開展兩種鎂質熔劑的燒結杯試驗，從燒結礦燒結性能、冶金性能兩個方面進行分析與對比，為生產決策提供參考。

關鍵詞：熔劑；氧化鎂；燒結；冶金性能

Sinter pot test of magnesia flux in Yuzhong steel

WUYou-wen1,WANGChang-wen2,LI Xia1,YANG Bin1

(1. Iron and Steel Research Institute of Hongxing Iron& Steel Co.Ltd.,Jiuquan Iron and Steel (Group) Corporation, Jiayuguan 735100,gansu, China; 2.YuZhong Steel of Hongxing Iron& Steel Co.Ltd.,Jiuquan Iron and Steel (Group) Corporation, Lanzhou 730104, Gansu, China)

Abstract：Combined with the production status of dolomite powder instead of light burned dolomite powder, the sintering cup test of two kinds of magnesia flux was carried out. The sintering performance and metallurgical properties of the sinter were compared and analyzed in two aspects, which provided reference for the production decision.

Key words：flux; mgo; sintering; metallurgical performance

1 前  言

近年來，鋼鐵行業步入艱難的寒冬期，鋼材價格大幅下降，成本壓力空前巨大^[1]。經濟配料成為進一步降低鐵前生產成本的重要舉措。使用白云石粉替代輕燒白云石粉的生產技術得到廣泛應用^[2-5]。白云石粉由白云石原礦破碎而來，工藝簡單，成本低。而輕燒白云石粉則是用一定粒級的白云石原礦鍛燒而成，處理工藝、設備相對復雜，在成本上，輕燒白云石粉較白云石粉高200~300元/t。通過與行業對標分析，榆鋼公司采取了一系列措施，進行用白云石粉替代部分輕燒白云石粉的生產實踐。筆者結合現場實際，完成了不同鎂質熔劑的燒結杯試驗，對燒結礦性能開展對比研究。

2 試驗原料

試驗用原燃料共計14種、總重280kg，均取自榆鋼生產現場，其化學成分見表1。

表1  原料化學成分 （%）

鐵料除C、煉鋼除塵灰、瓦斯灰品位較低外，其余鐵料品位均大于60%，氧化鐵皮品位最高，高達69%。B與D屬于赤鐵礦，產自巴西，Al₂O₃含量與燒損相對較低，C又稱火箭粉，屬于褐鐵礦，產自澳大利亞，Al₂O₃含量與燒損相對較高。生石灰除塵灰表觀呈灰黑色，活性較差。瓦斯灰燒損最高，為29.67%，固定碳含量約18.5%。

3 燒結性能

3.1 試驗流程及設備

燒結杯試驗流程如圖1。

圖1  燒結杯試驗流程

主要試驗設備參數如下，一次混合機規格：φ1000mm×700mm；二次混合機規格：φ700mm×1400mm；燒結杯規格：φ260mm×700mm。

3.2 燒結配礦結構

配加白云石粉編號為方案1、配加輕燒粉編號為方案2，R均按2.00倍執行，具體配比見表2。

表2  各方案配礦結構（%）

二者對比如下：

⑴鐵料料種均為7種，品名一樣，因各自所配加的鎂質熔劑成分差異，同R條件下,導致方案2鐵料比方案1高1.9個配比，但同一鐵料配比差異≤0.4%。

⑵從熔劑看，方案1使用5.5%的白云石粉調整燒結礦MgO含量，方案2使用4%的輕燒粉調整燒結礦MgO含量；同R的條件下，方案1生石灰配比較方案2高0.45%；二者同時使用生石灰除塵灰與石灰石粉，配比一樣。

⑶二者均使用焦粉當燃料，配比相同。

3.3  試驗結果及分析

方案1、方案2燒結杯試驗燒結礦燒結性能見表3。

表3  燒結礦燒結性能

方案1、方案2燒結杯試驗燒結礦化學成分見表4。

 表4   燒結礦化學成分（%）

由表3，表4可以看出，方案1、方案2實際R分別為2.01倍，2.05倍，均在計劃2.00±0.08的控制范圍內，處于同一R控制水平。

從燒結性能看，方案1比方案2轉鼓強度降低了2.5個百分點，成品率降低0.73個百分點，利用系數降低0.11 t/m².h。主要原因分析如下。

⑴白云石粉為生料，輕燒粉為熟料，在同等燃料配加條件下，白云石需要先進行吸熱分解反應。從燒結試驗過程曲線看，方案1終點溫度為322℃，而方案2終點溫度為405℃。方案1較方案2低83℃。由此可見，方案1燃燒氣氛較弱，燃料略顯不足，造成垂直燒結速度變慢，燒結礦強度降低。

⑵ 在粒度組成上，白云石粉偏粗，-3mm含量僅占55%，而輕燒粉粒度-3mm含量占83%。熔劑粒度粗，無法黏附于鐵料或返礦粗顆粒上，而自身極易成為制粒核心，導致其賦存狀態與理想的制粒小球背道而馳，垂直燒結速度變慢，利用系數降低。

4 冶金性能

按GB /T13242-91進行燒結礦的低溫還原粉化、還原度試驗。

軟化熔滴性能目前國內外尚未制定統一的測定方法與評判標準。本試驗按照酒鋼實驗室技術操作規程執行，將待測樣品裝入一特制的石墨坩堝內，按預定的升溫程序升溫，在荷重下加熱還原至渣、鐵滴下。試驗過程中還原性氣體由下部入口進入反應管，廢氣由上部出口排出，氣體穿過試樣的壓頭損失由差壓變送器測定，試樣的壓縮量由電感位移測定，均由計算機自動記錄。

4.1 低溫還原粉化率

方案1、方案2燒結礦低溫還原粉化率試驗結果見表5。

表5  燒結礦低溫還原粉化率（%）

二者低溫還原粉化率各粒級指標極為接近，差異不大，均符合 (YB/T421-2014)規定燒結礦低溫還原粉化率RDI_＋3.15mm≥68%的要求。分析主要原因為本次對比試驗僅在鎂質熔劑使用上做了改變，配礦后燒結礦化學成分整體差異不大。

4.2  900℃還原度

方案1、方案2燒結礦900℃還原度試驗結果見表6。

表6  燒結礦900℃還原度（%）

方案1燒結礦900℃還原度指標為88.1%，方案2燒結礦900℃還原度指標為80%，試驗結果均符合 (YB/T421－2014)規定燒結礦RI≥70%的要求，還原性能良好。

4.3 軟化熔滴性能

方案1、方案2燒結礦軟化熔滴性能試驗結果見表7。

表7  燒結礦軟化熔滴性能

方案1、方案2燒結礦軟化開始溫度、軟化區間、熔融區間、最大壓差整體差異不大，軟化熔滴性能非常接近。

5 結論

⑴實驗室條件下，用白云石粉替代輕燒粉，燒結礦轉鼓強度降低了2.5個百分點，成品率降低0.73個百分點，利用系數降低0.11 t/m².h。燒結礦低溫還原粉化率、軟化熔滴性能接近，整體變化不明顯。

⑵白云石粉為生料，粒度較粗，生產中大幅度配加后燒結氣氛變差，勢必影響利用系數及成品率。建議按-3mm含量≥90%控制。或采取適當增加焦粉配比的措施，根據試驗及生產經驗，預計燒結機利用系數可提高0.05 t/m².h。

參考文獻

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