白云石强化烧结生产实践

发表时间：[2008-03-01]　　作者：　　编辑录入：admin　　点击数：6111

摘要:叙述了天铁烧结厂烧结生产过程中添加适量白云石对提高烧结矿技术经济指标及冶金性能的重要意义。

关键词: 精料　液相　转鼓强度　还原粉化率　焦比

l 前言

　随着冶炼技术的发展，各冶金企业都越来越重视精料技术的开发,精料是高炉冶炼的基础,炉料的合理搭配是获得良好的经济技术指标的保证,作为精料技术之一的是提铁降硅工艺。低硅烧结可以明显提高烧结矿的品位、显著改善烧结矿的冶金性能,在高炉冶炼时可降低吨铁渣量，从而降低产品成本,提高企业的经济效益。但是由于低硅烧结时SiO₂含量较低，烧结过程中产生的粘结相数量少,造成烧结矿强度变差,成品率下降、返矿量增加，低温还原粉化率加重等诸多问题,因此必须探索改善低硅烧结矿质量的新途径。

2 烧结生产现状

　天铁烧结厂近几年在提高烧结矿品位方面作了大量工作，品位从1998年的54.00％提高到2004年的57.50％，烧结矿中Si0₂含量从7.68％降低到现在的5.22％,提铁降硅工艺实施后,在烧结过程中由于液相量减少,烧结矿成品率降低,返矿量增加，综合返矿率最高达到35％，炼铁沟下返矿率达到22％,增加了运输成本,恶化了工作环境。

3 用白云石强化烧结机理

　生产熔剂性烧结矿时,除配加石灰石外,还常加入白云石。白云石中含有较高的MgO。因此，在烧结过程中可出现钙镁橄榄石体系的液相成分，其主要化合物有：钙镁橄榄石(CaO.MgO.Si0₂)镁黄长石(2CaO.MgO.2Si0₂)蔷薇石(3CaO.MgO.2SiO₂)，透辉石(CaO.MgO.2SiO₂)，此外，还有二元系化合物镁橄榄石(2MgO.SiO₂),偏硅酸镁(MgO.Si0₂)，铁酸镁(MgO.Fe₂0₃)等，在熔剂性烧结料中加入适量的MgO时，可使硅酸盐的熔化温度降低,在烧结温度下，其低熔点混合物及透辉石、镁黄长石可以完全熔融，有的可以部分熔融。这就增加烧结料中的液相数量，同时，MgO的存在,生成的镁黄长石和钙镁橄榄石，就减少了正硅酸钙和难还原的铁橄榄石、钙铁橄榄石生成的机会。此外MgO有稳定β-C₂S的作用，它可以抑制β-C₂S的晶犁转变。不能熔化的部分高熔点钙镁橄榄石矿物，在冷却时成为液相结晶的核心，可减少玻璃质的生成,这些均有助于提高烧结矿的机械强度，减少粉化率,改善还原性。

4 生产实践

4.1 原燃料化学成分

　烧结用原燃料化学成分见表l

表l

原料种类	TFe	FeO	CaO	SiO₂	S	MgO	Al₂O₃
精矿	63.6	21.08	2.00	4.78	0.214	2.30	0.81
进口矿	62.5	3.54	-	3.01	0.110	0.67	0.45
混合矿	51.93	11.25	3.28	11.40	4.25	0.133	2.36
返矿	56.6	10.85	8.00	5.93	0.350	3.27	4.35
钢渣	27.10	-	34.00	13.45	0.117	5.61	2.21
白云石	-	1.45	31.00	1.44	-	20.13	1.36
生石灰	-	1.27	72.00	5.76	-	-	-
焦粉灰分	-	-	2.86	46.20	0.847	4.35	22.35

4.2 白云石配加量及配加方式

　为满足高炉对烧结矿MgO含量的要求,在总熔剂配比不变的情况下，将白云石配比由原来的2％提高到4.5％，并加大生石灰配比,减少或不用石灰石,既提高了烧结矿MgO含量，烧结矿品位又不致降低：在配料过程中，采用电子皮带称拖料方式，并严格跑盘制度，保证白云石配加过程的准确度，并推行化学成分快速调整验算法,保证烧结矿化学成分的稳定。

5 应用效果

5.1 白云石用量对烧结矿的影响

　白云石用量对烧结矿强度及还原粉化率影响见表2。

表2

白云石用量%	2.50	2.80	3.50	4.00	4.50
烧结矿MgO含量%	1.83	1.94	2.05	2.34	2.75
烧结矿转鼓强度ISO_-6.3	66.33	66.67	67.25	69.26	72.33
烧结矿低温还原粉化率RDI_+3.15	71.27	73.44	74.65	75.83	78.32

　从表2可以看出，随着烧结矿中MgO含量的提高，烧结矿转鼓强度和烧结矿低温还原粉化率指标都有所提高，主要原因是烧结矿中MgO的提高，加大了MgO与CaO、SiO₂、FeO的机会，在一定程度上抑制了β-C₂S的生成。此外MgO有稳定β-C₂S的作用，它可以抑制β-C₂S的晶型转变，这些均有助于提高烧结矿的机械强度，减少粉化率。

5.2 FeO含量降低

　在实施低硅烧结工艺后，由于在生产过程中液相量不足,烧结矿强度明显降低,为了保证烧结矿的强度，保证烧结过程中有足够的液相量，在烧结过程中只能增加燃料的配比，而燃料的配加量是烧结矿中FeO含量的决定因素，在生产中，烧结矿FeO含量曾达到13.50％,降低了烧结矿的还原性能，且增加了烧结矿的生产成本。在配加适量的白云石后，烧结矿FeO含量有所降低,主要是在烧结温度下，其低熔点混合物及透辉石(熔点1319℃)，镁黄长石(熔点l454℃)可以完全熔融，有的可以部分熔融，在配碳量减少的情况下增加了烧结料中的液相数量,在保征烧结矿强度的前提下使FeO含量降低。

5.3 粒度组成改善

　天铁烧结矿中5～10mm粒级含量太高,约占40％～45％，而-5mm粒级含量也高达15％以上，与国内先进水平存在较大差距。在强化混合造球，提高料层的基础上添加白云石后，烧结矿粒度组成有明显改善,其主要原因配加白云石后，减少了烧结矿的自然粉化率，提高了烧结矿的机械强度，到目前烧结矿-5mm粒级含量降至8％以下,+40㎜达到9.85％以上。

5.4 改善了高炉冶炼效果

　天铁高炉近4年的冶炼指标对比见表3：

表3

年底	烧结矿MgO%	高炉渣MgO%	利用系数t/m³·d^-1	焦比kg·t^-1	生铁含S%
2001年	1.62	6.96	2.20	501	0.033
2002年	1.68	7.08	2.26	495	0.031
2003年	1.83	7.75	2.58	483	0.027
2004年	2.75	9.77	2.65	475	0.022

　表3从表3可以看出：

5.4.1 随着烧结矿中MgO含量的提高，高炉利用系数提高，焦比降低。其主要原因是在高炉冶炼过程当中由于钙镁橄榄石(熔点1490℃)、镁蔷薇石(熔点l570℃)、镁橄榄石(熔点1890℃)等高温粘结相随之增加，烧结矿的软熔温度提高，软化区间变窄，炉料透气性改善。　　　

5.4.2 随MgO含量升高，生铁S含量有所降低,其主要原因是炉渣中有适宜的MgO含量而改善炉渣的流动性与稳定性，对保持炉况顺行，提高炉渣脱硫能力是有利的。

5.4.3 MgO含量升高，使生铁Si含量降低。由于MgO能与硅反应生成偏硅酸镁，抑制了硅的作用，从而有利于低硅冶炼。

6 结语

6.1 在烧结混合料中配加适量的白云石，可以提高烧结矿强度，减少烧结矿自然粉化率，改善烧结矿的粒度组成。

6.2 在高炉冶炼过程中可以改善料柱的透气性和炉渣的流动性、稳定性，提高炉渣的脱硫能力。增铁节能有重要的意义。