点击下载——包钢烧结提高自产矿比例的研究与应用.doc

 

包钢烧结提高自产矿比例的研究与应用

韩淑霞，沈茂森

(包钢技术中心包头014010)

摘 要：本文通过实验室研究，得出包钢烧结铁料中自产巴润精矿比例增加后，使烧结利用系数降低，固体燃耗增加，烧结矿的转鼓强度降低。烧结铁料中巴润精矿的合适配比是35％。配加蒙古矿可提高烧结利用系数，降低固体燃耗，提高烧结矿碱度可提高烧结矿强度。通过采取配加一定比例的蒙古矿及提高烧结矿碱度的措施，可使自产巴润精矿的配比提高到45％。

关 键 词：自产巴润精矿；烧结生产；应用

1 前言

对于包钢高炉的主体料一烧结矿，近年来所用铁料主要是自产主、东铁精矿及外购铁精矿，另外配以20％左右的澳矿粉。在市场铁矿资源紧张的状况下，同时为了降低生铁成本，公司确定必须尽可能使用自产铁料资源。白云鄂博西矿投产后，产量逐步提高，西矿铁精矿(现称巴润精矿)的年产量将达到450万吨。自产矿资源的增加特别是巴润精矿的增加，使烧结所用铁料将主要由主、东铁精矿和巴润矿组成，两者比例的变化，势必影响到烧结工艺指标及烧结矿的质量。本研究就是寻求能满足生产需求的主、东精矿及巴润精矿的合适配比，为现场生产提供科学依据。

2 配加巴润精矿的试验研究

2．1 试验原料

试验所用原燃料均取自炼铁厂，化学成分见表1。

2．2 试验方案及参数控制

试验前炼铁厂三烧车间巴润精矿的配比(占含铁料)已达到35％，烧结矿质量及烧结工艺指标能够满足炼铁生产需求。因此试验中除基准点外巴润精矿占含铁料的配比均大于35％。

试验分为3个系列，试验方案见表2，工艺参数见表3。

I系列铁料由主东精矿、巴润精矿及15％澳矿粉组成。

Ⅱ系列铁料由主东精矿、巴润精矿及15％蒙古矿粉组成。

Ⅲ系列是变碱度系列试验，铁料由85％巴润氧化精矿及15％蒙古矿粉组成。

2．3 试验结果

2．3．1 I系列试验结果

2．3．1．1 烧结试验结果

以15％澳矿粉为基础的不同自产巴润精矿配比试验结果如下，烧结矿主要化学成分、工艺指标及烧结矿转鼓强度见表4。

从表4看出，随着巴润精矿配比的增加，当巴润精矿配比>35％时，利用系数在降低、固体燃耗在增加。

从表4的化学成分看出，由于巴润精矿SiO2含量低，因此随着巴润精矿配比的增加，烧结矿中SiO2含量降低。烧结矿中SiO2含量的减少，使烧结的液相量减少，因此使烧结速度变慢，同时固体燃耗增加。

矿相分析表明，随着巴润精矿配比的提高，铁酸钙含量在降低，因而使烧结矿强度降低。特别是当巴润精矿配比≥55％时，铁酸钙含量降低的幅度明显增加，其铁酸钙含量仅为基准点的一半。

2．3．1．2冶金性能试验检测结果

烧结矿的中温还原性能、低温还原粉化性能及其熔融滴落性能试验结果见表5。

由表5看出，配加巴润氧化精矿后，烧结矿还原度略有降低的趋势，低温还原粉化性能得到改善，熔滴性能没有明显变化。

2．3．1．3岩矿相检测结果

烧结矿矿物组成见表6。从表6看出，随着巴润精矿配比增加，磁铁矿在增加，铁酸钙在减少。当巴润精矿配比≥55％时，铁酸钙减少的幅度增加。其它矿物含量变化规律不明显。

2．3．2 Ⅱ系列试验结果

2．3．2．1 烧结试验结果

由于蒙古粉矿的SiO2含量高，配加蒙古矿与配加澳矿相比，可提高烧结矿SiO2含量，从而增加烧结矿液相含量，达到提高烧结矿强度的目的。因此以15％蒙古矿粉代替15％澳矿，进行本系列不同巴润矿配比试验。烧结矿化学成分、工艺指标及烧结矿转鼓强度见表7。

从表7看出，随着巴润精矿配比增加，烧结利用系数降低，固体燃耗增加，烧结矿转鼓强度在降低。当巴润精矿配比<55％，这种变化的幅度不太明显。

与基准点相比，当巴润精矿配比增加到85％时，固体燃耗增加了14．7 kg／t。从I系列试验得出，当巴润精矿配比增加到85％，与基准点相比，固体燃耗增加21．3 kg／t。可以看出，配加同比例巴润精矿，用15％蒙古矿粉代替澳矿粉，可使固体燃耗显著降低。由于蒙古矿SiO2含量较澳矿高，烧结过程形成的液相量多，因此，蒙古矿粉代替澳矿后可明显降低固体燃耗。

蒙古矿配比由15％增加到20％时，烧结矿强度由80．6％提高到82．5％。矿相分析表明，用蒙古矿代替澳矿后，可以使烧结矿中铁酸钙含量维持较高比例，有利于稳定强度。所以，用蒙古矿代替澳矿是克服配加高比例巴润精矿负面影响的有效手段。

用蒙古矿代替澳矿，烧结矿的还原性、低温还原粉化性及其熔融滴落性能的变化规律与配加澳矿相似。

2．3．2．2岩矿相检测结果

烧结矿矿物组成见表8。从表8看出：

随着蒙古矿配比提高，磁铁矿在减少，铁酸钙在增加，硅酸二钙在增加，玻璃相在增加，赤铁矿变化不明显。

用蒙古矿代替澳矿后，铁酸钙含量增加，斑状结构出现的区域明显减少。烧结矿的显微结构以磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀交织结构为主，这也是蒙古矿代替澳矿使烧结矿强度提高的原因之一。

2．3．3 Ⅲ系列试验结果

2．3．3．1 烧结试验结果

从第Ⅱ系列试验看出，用蒙古矿代替澳矿后，虽然烧结矿的SiO2含量得到提高，但其强度并未得到明显提高。因此本系列进行85％巴润精矿+15％蒙古矿的变碱度系列试验，研究碱度对烧结矿强度的影响。变碱度系列烧结矿化学成分、工艺指标及烧结矿转鼓强度见表9。

从表9看出，随着烧结矿碱度的提高，其转鼓强度在提高，利用系数在提高。

矿相分析表明，随着碱度提高，磁铁矿在减少，铁酸钙在明显增加，玻璃相在减少。因此烧结矿强度得到提高。

2．3．3．2 冶金性能检测结果

变碱度系列烧结矿还原性能、低温还原粉化性能及其熔融滴落性能试验结果见表10。

从表10看出，随着烧结矿碱度提高，还原度在提高，粉化性能得到改善。矿相分析表明，随着碱度提高，烧结矿的粘结相主要是强度与还原性均好的铁酸钙，既有利于烧结矿强度的提高，又有利于烧结矿冶金性能的改善。

滴落温度较高，熔滴区间变宽。同时碱度的提高使最大压差值增加，不利于高炉内间接还原的发展和料柱透气性、透液性的改善。

2．3．3．3 岩矿相检测结果

变碱度系列烧结矿矿物组成见表11，从表11看出，随着碱度的提高，磁铁矿在减少，铁酸钙在增加，硅酸二钙在增加，玻璃相在减少。

2．4 小结

当烧结铁料由主东精矿和巴润精矿组成，配加15％的澳矿时，巴润精矿的比例应≤35％；用15％的蒙古矿粉替代澳矿粉，巴润精矿的比例不应超过55％，同时应适当提高烧结矿碱度到2．05左右，以提高烧结矿强度及产量，满足生产需求。

3 工业生产应用情况

2010年四烧车间4月一11月生产情况见表12。

3．1 四烧巴润精矿应用生产情况

从表12看出，四烧车间4月到11月使用铁料中，巴润精矿的配比由4月份的28．79％逐步提高，最高配比达到44．81％，期间生产保持正常稳定，这与实验室试验结果一致。

3．2 四烧蒙古矿应用生产情况

从表12看出：

4月一7月，四烧车间蒙古矿的配比(占含铁料)蒙古矿配比由14．21％(占含铁料)增加到29．98％，固体燃耗降低6kg／t，与实验室试验结果一致。

进入7月中旬以后，由于生产所用蒙古粉矿质量变差，SiO2的含量波动大，钾、钠含量升高，因此，四烧将蒙古粉矿配比逐步减少直至停配。

4 结束语

通过实验室试验得出，包钢烧结铁料配加15％的澳矿粉，巴润精矿使用比例应≤35％。若以蒙古粉矿替代澳矿粉，可提高烧结利用系数，降低固体燃耗，使巴润磁精矿的使用比例提高到45％。同时适当提高烧结矿碱度到2．05左右，也是提高烧结矿强度的有力措施。

实际生产中四烧车间在2010年7月份巴润精矿比例达到45％。蒙古矿配比由14．21％(占含铁料)增加到29．98％，使固体燃耗降低6kg／t，期间烧结生产保持正常稳定，同时可以满足高炉正常生产。

2010年在烧结铁料中自产矿用量增加，与2009年相比，一烧、二烧、三烧及四烧自产矿比例(占含铁料)分别增加了27．85、8．83、22．27、16．28个百分点，2010年仅烧结中巴润矿取代外购矿使铁料成本降低25813．3万元。