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配加秘鲁精矿粉对烧结矿产量和质量的影响研究

田春林，尹晓源

(马鞍山钢铁股份有限公司)

摘 要：为了减少新增配的国外精矿对烧结过程的影响，马钢根据现有的铁矿粉资源，进行了烧结的配矿研究。通过配矿方案进行烧结杯试验，寻求合适的国外精配比，并经过生产验证，烧结矿的合格率、品位、碱度、固体燃耗、转鼓强度、利用系数和粉末含量等指标达到较好的水平，满足大高炉生产需求。

关 键 词：精矿粉；烧结矿；质量

0 前言

随着钢铁工业的迅猛发展，节能降耗越来越成为钢铁企业追求的目标。马钢新区两台380m2烧结机逐步释放产能，满足了大高炉需求。为了拓宽烧结用料，达到优化烧结原料结构和降低能耗的目的，技术中心对配用秘鲁精矿粉进行了烧结配矿试验。三铁总厂烧结分厂在试验基础上进行了工业实践，并对烧结配用秘鲁精矿粉生产情况进行分析，探讨可行性。

1 原料的理化性能

采用手工缩分的方法，制取各原料粒度筛分及化验样。试验用原料化学成分见表1。进口铁矿石的粒度筛分使用干法测定，结果见表2。

秘鲁烧结精矿属于磁铁矿，品位高、低铝且其他有害元素少，品位为66.7%，SiO2为3.4%，Al2O3仅为0.50%。

对比马钢使用的粒度较细的几种铁矿石(含姑精、巴西南部精和秘鲁精矿)粒级可知：与姑精的粒度组成相比，秘鲁烧结精较粗，巴西南部精最细。其中秘鲁烧结精0.28～0.1mm部分为37.58%，0.1～0.075mm部分为35.58%，～0.075mm部分为11.16%，粒度在3种精矿中粒度最粗。

2 试验工艺参数

试验工艺参数如下：

烧结杯直径：200mm；

铺底料层：1kg(粒度10～16mm)；

料层高度：700mm，包括铺底料；

制粒时间：162(一混)，220(二混)；

点火温度：1050±50℃；

点火负压：6kPa；

点火时间：90s；

烧结抽风负压：14kPa；

冷却负压：6kPa。

3 配用秘鲁精矿粉试验

3.1 配矿原则

1)保持巴西矿总体比例不变。

2)替代目前品质逐渐劣化的巴西卡拉加斯粉。

3)降低烧结矿中Al2O3含量，缓解高炉炉渣中Al2O3居高不下所带来的不利影响。

4)尽量减少配入新矿种对烧结矿产质量指标的不利影响。

3.2 试验方案

第1组与马钢三铁总厂的混匀配矿方案相近，作为基准组，巴西南部精配比为5%；第2组用5%的秘鲁烧结精替代巴西南部精，第3组方案和第4组方案逐步增加秘鲁烧结精和SSFT粉的配比，相应减少卡拉加斯粉和MAC粉的比例。具体试验方案见表3。

所有试验的生石灰配比为3.0%，焦粉配比为4.4%，返矿配比为28%。使用石灰石调整烧结矿CaO含量，用白云石调整烧结矿MgO含量。烧结试验计算碱度为2.06，SiO2含量为5.09%，MgO含量为2.2%。

3.3 试验结果及分析

秘鲁烧结精烧结配矿试验结果及混匀制粒后粒度组成分别见表4、表5、图1和图2。

3.3.1 混合料制粒效果

由表4可知，5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精烧结混合料的平均粒径降低，但是小于1mm和大于8mm的粒度明显减少，粒度更加均匀。随着秘鲁烧结精的配比逐渐增加，大于3mm粒度所占比例和平均粒度逐渐升高，这说明秘鲁烧结精增加会导致烧结制粒效果变好。

从混匀制粒效果(见图1)上看，增加秘鲁烧结精的使用比例，烧结混合料的平均粒度逐渐升高，配用10%秘鲁烧结精的混合料平均粒径增加幅度较大，继续增加秘鲁烧结精比例到15%时混合料平均粒径增加的趋势变缓。

3.3.2 烧结生产率

如图2所示，使用5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精，垂直烧结速度增加，但秘鲁烧结精配加比例从5%依次增加到10%和15%，垂直烧结速度逐渐开始降低，烧结生产率也呈现同样变化规律(见图2)，但烧结矿成品率一直不断的升高(见表5)。这是因为磁铁矿的秘鲁烧结精替换作为赤铁矿的巴西烧结精，有利于提高垂直烧结速度，提高烧结生产率和烧结成品率；但是增加秘鲁烧结精，磁铁矿数量增加，在高温烧结矿带氧化放热数量增加，会使得上部热烧结矿带冷却变慢，影响整个料层的透气性，固然会因为热烧结矿保温时间延长、氧化充分使得烧结成品率升高，但是料层透气性差，垂直烧结速度显著变慢是导致烧结生产率降低的主要原因。

3.3.3 烧结矿转鼓强度

如图2所示，使用5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精，转鼓强度有所降低，因为巴西南部为赤铁矿而秘鲁烧结精为磁铁矿，在焦粉配比一定的条件下，用秘鲁烧结精替代后上层热烧结矿保温时间延长、氧化充分有利于烧结成品率的升高，但是秘鲁烧结精较赤铁矿的巴西南部精，更容易过熔形成薄壁大孔结构，对烧结矿转鼓强度提高不利，生产中应考虑适当降低焦粉配比。秘鲁烧结精配加比例从5%依次增加到10%和15%，上层热烧结矿保温时间延长、氧化充分有利于烧结矿转鼓强度的升高。

3.3.4 烧结矿固体燃耗

如图2所示，使用5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精，因烧结成品率升高，固体燃耗因而有小幅度的降低，随着秘鲁烧结精配加比例从5%增加到10%，烧结矿固体燃耗变化不大，但是秘鲁烧结精配加到15%时，固体燃耗有较明显的降低。

3.3.5 烧结矿化学成份

各组配矿方案烧结矿的化学成分检测结果见表6。

如表6所示，使用5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精，因秘鲁烧结精的品位较巴西南部精的低，所以烧结矿的品位有所降低；随着秘鲁烧结精配加比例从5%依次增加到10%和15%，以及品位较高、低Al2O3 SSFT粉的相应增加，相应降低卡拉加斯粉和MAC粉配比后，烧结矿的TFe逐渐升高、Al2O3逐渐降低。

3.3.6 烧结矿的冶金性能

各组配矿方案烧结矿的冶金性能检测结果见表7。如表7所示，使用5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精，RDI+6.3和RDI+3.15均有所升高，而RDI-0.5、还原度(RI)和还原速率(RVI)均有所降低，这是因为秘鲁烧结精为磁铁矿有利于降低烧结矿的低温还原粉化以及降低还原度和还原速率。随着秘鲁烧结精配比从5%依次增加到10%和15%，烧结矿的低温还原粉化率变化情况是RDI+6.3和RDI+3.15均先降低后升高，RDI-0.5、还原度(RI)、还原速率(RVI)的变化趋势是先升高后降低，变化趋势是逐渐降低。这是因为秘鲁烧结精为磁铁矿，少量替代后在烧结时能够充分氧化成赤铁矿，这样的赤铁矿容易被还原而发生粉化，但是替代过多达到15%以后，烧结矿中没被氧化的磁铁矿数量增加，导致烧结矿的还原性变差，表现为RDI-0.5、还原度(RI)和还原速率(RVI)的变化趋势是先升高后降低，而RDI+6.3和RDI+3.15均先降低后升高[1]。

4 工业应用

4.1 工业试验原料情况

根据实验室研究结果，工业试验第一阶段配入秘鲁精矿粉5.55%、第二阶段配入秘鲁精矿粉3.82%，主要取代卡拉加斯粉，其他单品种矿种类和配比基本不变。

4.2 烧结矿的化学成分

烧结矿化学成分见表8。

从表8可以看出，烧结矿化学成分无较大变化。TFe略有下降，SiO2略有上升，与试验室研究配入5.0%的秘鲁精矿粉结果吻合。

4.3 烧结矿各项质量指标

烧结矿质量指标见表9。

从表9可以看出，与基准期相比较，试验期烧结矿的转鼓强度、平均粒度以及R合格率各项质量指标略有提高，含粉率下降。

4.4 烧结生产指标

烧结矿生产指标见表10。

从表10可以看出，配用秘鲁精矿5.55%和3.82%与基准期烧结生产指标相比，烧结利用系数、成品率上升，固体燃耗分别下降3.26和1.76kg/t。主要原因是秘鲁精矿属磁铁矿，磁铁矿可烧性良好，其在高温处理时氧化放热，且FeO易与脉石成分形成低熔点化合物，故造块节能和结块强度好。

5 结语

1)秘鲁烧结精为磁铁精矿，化学成分TFe为66.7%，SiO2为3.4%，Al2O3仅为0.50%，其他有害元素较低，是较好的提高烧结矿品位、降低Al2O3的烧结原料。

2)秘鲁烧结精的粒度组成比马钢自产的姑精粒度还粗，0.28～0.1mm部分为37.58%，0.1～0.075mm部分为35.58%，～0.075mm部分为11.16%。

3)5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精烧结混合料的平均粒径降低，但是小于1mm和大于8mm的粒度明显减少，粒度更加均匀。随着秘鲁烧结精的配比逐渐增加，大于3mm粒度所占比例和平均粒度逐渐升高。

4)使用5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精，垂直烧结速度、烧结生产率和烧结成品率增加，转鼓强度降低，固体燃耗有小幅度的降低；随着秘鲁烧结精配加比例从5%依次增加到10%和15%，垂直烧结速度和烧结生产率逐渐降低，烧结成品率和转鼓强度均逐渐升高，固体燃耗由开始的不太明显变化转为有较明显的降低。

5)使用5%的秘鲁烧结精替代5%的巴西南部精，烧结矿的TFe有所下降；随着秘鲁烧结精配加比例从5%依次增加到10%和15%，烧结矿的TFe逐渐升高、Al2O3逐渐降低。

6)生产实践中，配入5.55%和3.82%的秘鲁精矿粉烧结，利用系数和成品率上升，固体燃耗分别下降了3.26和1.76kg/t，各项质量指标稳定。

参 考 文 献

[1]   傅菊英，姜涛，朱德庆等.烧结球团学.湖南：中南工业大学出版社，1996：2.