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摘  要  优化配矿是保证球团质量的先决条件，而对单一铁精粉成球性能的研究是合理配矿的基础和前提，本文结合生产实际，将通化钢铁烧结厂在优化球团用料方面所做的研究与生产实践作一介绍。

关键词  球团竖炉  优化配矿  成球性指数

1  前言

我国铁矿石资源禀赋条件差，采选难度大，需要经过破碎、磨选等工艺处理，加工为细粒铁精矿。通化钢铁股份有限公司地处吉林省通化市二道江区，其周边地区铁矿石资源以磁铁矿为主。通钢现有360m2烧结机一台，64m2烧结机三台，10m2竖炉四座，全年需采购精矿粉量500多万吨。而通化周边地区铁矿企业规模普遍较小，每年有接近六十个不同的厂家给通钢供货，精矿粉的供应和质量稳定性都较差。同时由于我公司本身球团精矿库储存量偏少限制，无法对各品种精矿粉进行分类存放或是均匀混合，造成生球质量稳定性较差，使得球团矿产量与质量受到影响。众所周知，球团生产需要精料，尤其对原料的物理特性有较高的要求。如何在众多的精矿粉品种当中选定适合球团生产使用的精料，并采取相应的措施进行优化，成为我厂提高球团矿质量与产量的关键。下面把我厂在优化球团用料方面所作的研究与生产实践作一介绍。

2试验室试验

2．1试验目的及方案

2．1．1  目的：

利用通钢烧结厂试验室设备，通过动态法与静态法两种评定方式，逐一对单品种铁精粉进行成球性指标测定，选出成球性能好、膨润土配入量低、生球爆裂温度高的精矿粉品种，为球团进行优化配矿提供依据。

2．2  方案：

首先从诸多品种精矿粉当中，选取供货量较大的十三个品种(精矿粉1#～精矿粉13#)作为试验对象。通过恒定膨润土配人量(配比1．5％)，进行动态成球性试验。并测定生球的水份、落下强度、抗压强度、成球时间、成球状态及爆裂温度。同时，采用静态压滤法分别测定各品种铁精粉的成球性指数。成球性指数[1]是利用松散料柱在不运动的情况下，原料自动吸水能力大小(即最大分子水和最大毛细水含量)。来判别成球性能的一种方法。常用K来表示。

3试验用原料

3．1  试验用铁精粉为当期进厂的单品种铁精粉(均为磁铁精矿)。

铁精粉指标见下表1、表2：

3．2试验用膨润土为清河门人工钠化土，为保证试验的确准性，一次性取足试验所需用量。

膨润土指标见下表3、表4：

4试验设备及方法

4．1  配料：试验用混合料量确定为30kg，按干基量百分比计算，在地面铁板上进行一次人工混合，后经t~300×800mm、转数25转／分、倾角50、出料口带环形端板的圆筒式混合机，进行二次混匀。

4．2造球：二混后试验料加入到Φ1200mm、边高200 mm、转数18转／分(可调)、倾角45°(可调)的试验用球盘内，进行造球。同时用带刻度吊瓶加水，人工加料控制成球到所需粒度。记录成球时间，观察成球状态，并筛取Φ10～12mm粒级做测定用。

4．3生球水份检测：取生球100g(精确到0．01g)，放入干燥箱内，干燥温度105℃±5℃，连续干燥到恒重。干燥后立即称其重量，通过计算得出水份值。单位：％

4．4  生球落下强度检测：用自制的钢板支架，生球由0．5m高处自由降落到δ=16mm钢板上，反复至出现裂纹为止，计算落下强度，取20个球的算术平均值为该样品的落下强度指标。单位：次／个球。

4．5  生球抗压强度检测：在自制的仪器上进行，方法是用5 kg架盘天平改装成的，用干燥的沙子做配重，按一定的加料速度加至生球出现裂纹时为止，算出沙子的重量，取10个球的算术平均值，为该样品的抗压强度指标。单位：kg／个球。

4．6生球爆裂温度检测：采用北京科技大学研制的规格~300mm×1200mm动态爆裂温度测定炉，测定温度上限。7000℃，下限400℃。风速2m／s。取10测定生球装人测试筐内，向筐内球团吹热风5min。破裂温度用试验球团有10％出现裂纹时的温度来表示。单位：℃

5成球指数的测定[1]

5．1测定最大分子水

步骤如下：

5．1．1  将20g试样以蒸馏水充分润湿至饱和状态，静止2h。

5．1．2将20张滤纸放在压塞上，经过滤湿的试样放在滤纸上，再在试样上放好20张滤纸，放上压塞。

5．1．3  施加压力65．5kg／cm2，加压5分钟后，取出试样称重为m，水(g)，放入烘箱，在(110±5)℃，进行烘干至恒重m2水(g)。

5．1．4根据公式：

Wf最大分子水=m1水(g)一m2水(g)／m1水(g)×100％

计算出最大分子水

5．2测定最大毛细水

步骤如下：

5．2．1  将装料器、筛板涂上一薄层蜡，把筛板放入装料器中，在筛板上铺两层滤纸。

5．2．2称量干燥试样质量m1毛(50—100g)，以松散状态装入装料器中，料面要平整，并测出料层高度h(mm)。测定前，进水管的水位与筛板底保持在同一水平线上。

5．2．3  记下装料时间即开始吸水初始时间t，，当毛细水沿毛细孔上升时，进水管的水位逐渐下降，此时打开滴定管阀门，放出蒸馏水，滴定管的放水速度应与毛细水上升速度一致，使进水管的水位保持稳定，直到料面已润湿，试样不再吸水为止，记下吸水终止时间t，。

称量吸水之后试样的质量m1毛(g)。

5．2．4根据Wm最大毛细水=m2毛一m1毛／m2毛×100％

计算出最大毛细水。

5．3确定成球性指数指标

K=Wf／Wm－Wf

其中：Wf：最大分子水含量％；Wm：最大毛细水含量％。

6试验结果及分析

6．1  测定结果

6．1．1  动态法：

恒定膨润土配比1．5％，生球水分9％的条件下，测定各单品种铁精粉的成球性能，结果如下表5：

6．2静态法：

采用压滤法测定各单品种铁精粉的成球性能(即成球性指数K)，结果见下表6：

7  结果分析

7．1铁精粉7#成球性指数最高(K=0．405)，其成球性能最好。

7．2铁精粉9#粒度最粗(一200目占44．82％)，其成球性指数(K=0．231)与生球强度均差。

7．3  铁精粉12#粒度最细(一200目占80．21％)，其成球性指数并不高(K=0．275)，生球强度一般。

7．4  铁精粉5#粒度较细(一200目占72．53％)、成球性指数较好(K=0．358)，其生球强度最好。

7．5  随着精矿粉细度增加，生球爆裂温度呈下降趋势。但最终爆裂温度还受膨润土品质及其与精矿粉的适配性影响。

7．6铁精粉的静态成球性能测定结果与配入臌润土后的动态成球性能测定结果有差异，但总体趋势相同。

8  生产实践

随着通化钢铁公司大高炉的投用，对球团矿质量与产量提出了更高的要求，实行精细化管理，提高球团矿质量势在必行。前期我厂对铁精粉的使用，只是按数量随机分配给球团与烧结使用，对球团生产用铁精粉品种没有特殊要求。此次对单品种精矿粉成球性指标的测定，旨在选出适合球团生产使用的精矿粉品种，为球团生产进行优化配矿提供依据。

依据实验室的测试结果，我们将成球性能好的5#、7#、6#、13#、12#、8#、4#、3#铁精粉全部分流供球团使用，而将成球性能较差的9#、11#、1#、2#精矿粉供烧结使用。由于受到球团矿原料场地的限制，各品种精矿粉不能够达到分别堆放、分仓上料的均衡配矿要求，所以本次优化过程只是将进厂的精矿粉进行合理分流，有选择地供给球团用料，从而满足球团矿生产用料的基本要求，至于更进一步细化配矿方案，即各种精矿粉的适合配矿比例，这里并未做进一步深层次的试验研究，需要今后实施完善。尽管如此，配矿前、后球团矿的质量和产量也取得了较好的效果，具体变化值见表7：

9  结论

1精矿粉的亲水性、颗粒形貌、以及粒度组成等诸多因素是影响造球性能的关键因素，而成球性指数则是综合反映精矿粉成球性能优劣的重要指标。

2由于膨润土对不同铁精矿粉的适应性不一，因此，采用静态法测定铁精粉的成球性能与动态法测定结果会有差异，但总体趋势相同，并呈线性关系。

3对单一铁精粉成球性能的研究是合理配矿的基础和前提。因此，掌握所用原料的成球特性，并有计划的按比例进行混配，是稳定球团生产、提高球团矿质量的有效途径。

4有针对性的试验研究，切合实际的生产实践，可有效推动企业质量进步、指标提升。

参考文献

[1]  冶金工业出版社，球团矿生产知识问答44．

[2]  冶金工业部出版，铁矿球团生产(中级本)161—162．