1 前言
我国铁矿资源贫矿多,富矿少,迫使内地大部分钢铁企业不得不走选矿—烧结—冶炼的工艺路线。因此,细铁精矿粉成为烧结生产的主要含铁原料,但细铁精矿粉制粒效果不好,从而使烧结料层透气性变差,严重影响着烧结矿质量和产量的提高及烧结能耗的降低。
早在60年代,我国首钢、中南工业大学进行过小球烧结的研究。鞍钢开发了适合红矿烧结的双球烧结工艺。近年来,日本开发了部分小球烧结法和HPS法,分别于1987和1988年在福山4、5号烧结机投产使用。细精矿粉配比由15.6%增至40%,烧结机利用系数由1.43t/(m2.h)增至1.48t/(m2.h),焦粉消耗由42kg/t降至37.3kg/t,并且烧结矿质量有明显改善。
在国内外研究和生产的基础上,西钢矿冶公司在132m2烧结机上进行了全精矿粉烧结。取得了很好的效果,在短短半年时间内,烧结机利用系数从起初0.5t/(m2·h)提高到1.32t/(m2·h),达到了1.30t/(m2.h)设计系数,固体燃料消耗从120kg/t降至58.6kg/t,接近国内同行业水平,高炉矿槽粉从25%降至13.3%,各项主要指标均达到了同行业水平。
2 全精矿粉烧结生产的应用
鉴于公司所进的原燃料及现有的设备,对原料的初加工做了进一步的要求,通过预配料提高铁料中TFe、SiO2等的稳定性,对熔燃剂的粒度合格率做了规定。另外,生石灰消化采用蒸汽预热后的热水,二次混合制粒机内加入蒸汽,以利于强化消化效果,从而改善制粒效果和提高混合料温,对烧结矿产量和质量的提高具有很大作用。
2.1 生产用原料
烧结用生产原料:铁精粉(TFc62%,Ca02.27%,SiO26.2%,<200目占52%),石灰石(Ca054.21%,Si023.2%,<3mm),焦粉(C固84.5%,Af 14.3%,Vf 1.34%,<3mm占75%),白云石(Ca030.2%,Mg019.3%,<3mm占80%),生石灰(Ca075%,Si025.2%,<3mm占65%)。以上这些原料中除焦粉和生石灰外,其余原料均符合烧结工艺条件。
2.2 工艺配比
生产中的工艺配比:84%混匀矿(66%铁精粉,30%高炉返矿,4%烧结除尘灰、高炉瓦斯灰及布袋灰),4.6%石灰石,4.5%焦粉,4.2%生石灰,2.5%白云石。
2.3 烧结工艺流程
为进一步完善烧结工艺流程(见图1),对部分设备进行了改造。
图1 烧结工艺流程图
(1)生石灰消化器的改造
将原来双螺旋给料器改为星型给料器,并在消化器边制作一个水箱,在其内部通入蒸汽用来加热冷水,保证了下料的准确性。另外,热水强化了生石灰的消化效果,为强化制粒和提高料温创造了条件。混合料粒级变化:原来<3㎜占16.7%,3~5mm占43.5%,5~10mm占28.3%,>10mm占11.8%。现在<3mm占15.2%,3~5mm占47%,5~10mm占28%,>10mm占9.8%。粒级接近于最好的成球性效果。混合料温度由原来的17℃提高到32℃。
(2)二次混合制粒机加蒸汽
在原来的制粒机内通入Φ80mm的蒸汽管道,向制粒滚筒内通入蒸汽,用来提高混合料温度。改造后,混合料温度由原来的17℃提高到32℃。
(3)松料器的改造
对原来条式松料器改为Φ26mm不锈钢管,减少了料层内阻力,增加了混合料层的透气性,提高了烧结机的利用系数。
3 全精矿粉烧结生产结果及分析
(1)烧结主要的工艺技术指标
烧结矿碱度为1.85倍,熔剂除配4.6%石灰石和2.5%白云石外,其余为生石灰。烧结负压9.5Pa左右,料层达650mm,点火温度1050℃左右,利用系数提高到1.32t/(m2.h),固体燃耗降到58.6kg/t。烧结铁料全部为铁精矿粉。
(2)高炉使用后的冶炼效果
高炉入炉料中烧结矿比重增加,省去了高炉加入熔剂。使高炉综合入炉品位提高,有利于焦比的降低和利用系数的提高。
4 结论
全精矿粉烧结工艺只是对原有设备做了简单的局部改造和工艺的进一步调整,便达到了生产高碱度烧结矿的目的,完全满足高炉生产的需求,由于是全精矿粉烧结,生产成本大大降低,显著提高了经济效益。