低品质高硫矿生产应用实践

发表时间：[2013-10-30]　　作者：黄日清，罗秀传　　编辑录入：admin　　点击数：1178

低品质高硫矿生产应用实践

黄日清，罗秀传

摘要：总结在烧结、球团配用高硫矿，以及高炉生产时技术措施及其效果。

关键词：烧结；球团；高炉；冶炼；高硫矿

1 前言

2012年以来，钢铁行业面临着前所未有的原燃料高成本、钢材产品低售价的双重压力。柳钢经营决策层审时度势，决定冶炼低成本低品质炉料，铁前系统进行了周密策划，进行了烧结杯试验、配矿研究和高炉冶炼生产实践。生产实践表明，冶炼低品质炉料时实现了炉况稳定顺行、降低了成本、环境没有产生危害、提高了经济效益。本文总结炼铁厂冶炼低品质炉料的工艺技术措施。

2 低品质高硫矿冶炼效果

2.1 降低了烧结矿生产成本，没有造成环境危害

2012年柳钢烧结厂使用原料主要以进口矿粉为主，主要矿种为巴西矿，使用比例约40%，另外60%为非主流矿，如高硫巴西矿、高硫塞尔维亚粉、毛里塔尼亚、英国粉、厂内循环物料和本厂自产屯秋矿，其中高硫矿主要指标见表1。从8月17日烧结矿开始配用5%低品质高硫矿，并逐步提高至8%，10%，最后稳定在10%，降低了烧结矿生产成本。柳钢在线生产烧结机均配套了烟气脱硫技术，该装备实现了烧结机同步运行。据生产表明， 90%以上原燃料带入的硫可以在烧结矿生产过程中被烟气氨法脱硫装置去除。在配用10%高硫矿，烧结矿SiO2上升，品位有所下降，工序能耗也略上升外，但烧结矿粒度组成、转鼓指数等指标仍保持较好水平，见表2。

表1 高硫矿种类及成分

矿种	Tfe％	SiO2％	CaO％	MgO％	Al2O3％	P％	S％	烧损％
英国粉	48.20	3.16	17.95	2.32	1.12	0.249	0.079	10.09
高硫巴西粉	57.00	7.73	0.04	0.07	3.04	0.024	1.06	5.24
塞尔维亚粉	56.50	10.00	0.10	0.10	2.30	0.030	1.20	5.40

表2烧结矿配用10%高硫矿后的生产指标对比情况

项目	Tfe %	S %	SiO2 %	利用系数 t/m2.h	转鼓指数/%	筛分指数/%	≤10粒级比例/%	≥40粒级比例/%	烧结工序能耗/kgce.t-1
使用前	52.86	0.046	6.83	1.38	78.37	2.61	19.29	9.60	42.32
使用后	52.23	0.066	7.03	1.32	78.41	2.61	20.23	8.66	43.54
前后对比	-0.63	0.02	0.20	-0.06	0.04	0	0.94	-0.94	1.22

2.2 降低了球团矿成本

在烧结生产配用低品质高硫矿取得成功后，借助于烧结的经验在球团矿中配用低品质高炉硫，先配用5%，逐步提高至7%，最后稳定在7%，在降低了球团矿生产成本的同时，球团矿抗压强度、10~16mm粒度比例、利用系数仍保持较好水平，工序能耗、优质率略下降，见表3。

表3球团配用7%高硫矿主要技术经济指标

项目	利用系数	抗压强度	10~16mm粒级比例	煤气耗	工序能耗	球团优质品率	球团化学成分				转鼓
项目	t/m2.h	N/个球	%	m3/t	kgce/t	%	TFe	FeO	SiO2	R	%
使用前	1.078	2232	77.23	28.52	20.13	76.28	62.56	0.51	6.88	0.052	95.8
使用后	1.065	2214	77.34	28.67	20.42	78.01	62.13	0.49	7.01	0.054	96.08
对比	-0.013	-18	0.11	0.15	0.29	1.73	-0.43	-0.02	0.13	0.002	0.28

2.3 炼铁工序保持了炉况稳定顺行，稳定了铁水质量，降低了炼铁成本

炼铁厂于2012-8-27日开始使用配有5%高硫巴西矿的烧结矿，随后逐步提高配比至8%，10%，并稳定在10%，在成功配用高硫矿进行烧结生产后，为了进一步扩大高硫矿的使用，在球团生产线上试配5%和7%高硫矿进行球团矿生产，通过控制好烧结矿、球团矿指标，调整高炉操作参数，逐步适应了原燃料的变化，保证了炉况稳定顺行。在品位下降0.55%的条件下，高炉燃料比只上升了9.9 Kg/t，扣除三次开炉，一次停炉影响，燃料比仅上升了7.5 Kg/t，较理论计算值（9.04 Kg/t）降低了1.54 Kg/t，矿耗上升了20.4 Kg/t，生铁质量未受使用高硫矿的影响，另外还取得了矿耗成本降低了88元，吨铁成本降低了165.6元，炉况保持了稳定顺行。应用效果见表4。

表4 冶炼低品位高硫矿主要经济技术指标

时间	矿耗	燃料比 Kg/t	入炉矿品位%	生铁含硫%	吨铁成本元/吨	计划成本元/吨	降低成本元/吨	矿耗成本元/吨
2012．17	1692	547.7	55.95	0.022	2867	2885	-18	1798
2012.08	1696	557.4	55.78	0.022	2733.4	2729	4.4	1727
2012.09	1719	559.7	55.26	0.021	2747.46	2729	18.46	1731
2012.10	1718	558.9	55.47	0.021	2714.00	2729	-15	1735
2012.11	1712	556.0	55.37	0.020	2672.00	2729	-57	1693
2012.12	1717	556.0	55.16	0.021	2640.00	2729	-89	1664
2012.8~12	1712.4	557.6	55.40	0.021	2701.4	2729	-27.6	1710
1~7月与8~12月对比	+20.4	+9.9	-0.55	-0.001	-165.6	-156	-9.6	-88

3 高效使用低品质高硫矿的技术措施

3.1 稳定烧结矿主要原料配比，保证烧结矿冶金性能

高硫矿来源复杂，属于小矿种、烧结性能不稳定，又由于粒度过细，在烧结矿生产中不宜配用过多。配用量过大会影响烧结过程的透气性和水分控制，进而造成烧结矿产量和质量降低。因此在使用之前对高硫矿的配比和影响状况进行烧结杯试验，了解其物化性能及烧结性能和高温冶金性能，为烧结矿生产和高炉使用提供指导数据。根据烧结杯试验结果，在确保烧结矿配用一定量主流巴西粉矿或南非矿作为骨架矿种，配比为40%，该粉矿质量稳定、烧结性能较好，再搭配10%以内的高硫矿使用，烧结矿冶金性能与烧结性能能保持稳定，利于烧结工序生产和产品质量稳定。

3.2球团生产使用高硫矿的技术

球团生产使用的铁精粉，其粒度一般较细。柳钢采购的高硫矿粒度较烧结粉细，较球团铁精粉偏粗，含量水量高，在球团生产中配用过多时，成球性差，焙烧时间长、温度要求高，影响球团矿产量和质量。根据高硫矿这一特性，在球团矿粉中配用7%高硫矿，稍微提高造球水分和回转窖温度，对球团生产影响不大，产品质量能围持较好水平也能够控制在炼铁生产要求。

3.3 高炉冶炼

3.3.1 加强原燃料的管理与监控，加快炉料信息传递和沟通

重点监控焦炭热强度、烧结矿低温还原粉化率、烧结矿氧化亚铁含量、烧结矿仓位和喷煤稳定性。利用短信和办公网络传递原燃料质量信息。1500m3高炉使用的焦炭反应后强度大于58%，2000 m3高炉使用的焦炭反应后强度大于60%，2650 m3高炉使用的焦炭反应后强度大于62%。烧结矿低温还原粉化率小于25%，烧结矿氧化亚铁含量大于8%。烧结矿执行半仓位以上供料，减少烧结矿运转过程中的二次粉化。加强喷吹稳定率管理：执行1小时和0.5小时检查喷吹量制度，提高喷吹量的稳定，消除了喷吹量不稳定造成炉温波动。

3.3.2 优化炉顶布料技术，保证炉况稳定顺行，保证充沛的炉缸温度

研究应用焦炭平台加中心漏斗的布料制度，利用焦炭平台在炉内料二次变形保证一定量中心气流，提高煤气利率，增加炉料的间接还原反应，提高炉缸温度，要求铁水温度大于1480℃。按“烧结矿70%+球团矿20%+块矿10%”的炉料结构计算，使用配用10%高炉硫矿的烧结矿和配用7%高炉硫矿的球团矿，硫负荷升高0.4kg/t，通过对造渣参数的计算，在保持炉渣碱度稳定时，由于渣比上升，能满意足硫负荷上升带来的脱硫要求。

4 结语

（1）使用用低品质高硫矿要综合考虑，烧结矿生产过程影响及SO2的排放，球团矿生产过程控制，高炉生产。

（2）使用10%以下低品质高硫矿时，通过调整高炉操作参数，能实现炉况稳定顺行，造渣制稳定，生铁质量稳定。

（3）冶炼低品质高硫矿能否降成本关键是看采购成本降低与烧结矿球团矿生产过程控制的影响、SO2去除及高炉矿耗成本上升、燃料成本上升、运输成本上升的差值，而相对本厂冶炼费用，适当配用高硫矿是有效益的。

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