本钢冷烧工艺操作参数优化研究

发表时间：[2007-10-31]　　作者：　　编辑录入：admin　　点击数：2293

摘　要:针对本钢新建265m²烧结机，通过试验室试验找出无生灰条件和有生灰条件时合理工艺操作参数，最终为冷烧投产、早日达产创造条件。

关键字:烧结机　工艺操作参数

1　前言
　　本钢于2000年和2001年先后投产两台265m²烧结机，为了解其生产的烧结矿烧结性能、冶金性能及工艺操作参数，我们进行了系统的试验室试验，最终为冷烧达产提供了重要参考数据。

2　试验原料
　　试验所用原料、燃料和熔剂均取自烧结车间(老烧)生产用料，其化学成分见表1。

表1　各种原燃料、熔剂成分(%)

名称	TFe	FeO	SiO₂	CaO	MgO	Al₂O₃	S	P	烧损
南芬精矿粉	65.31	28.32	7.64	0.33	0.42	<0.3	0.028	0.0188	增值
澳矿粉	62.09	1.47	2.96	<0.3	<0.3	2.62	0.014	0.048	3.87
高炉灰	51.94	12.39	7.74	4.339	1.60	1.219	0.132	0.0176	11.20
石灰石			3.44	48.12	2.03	0.60
白云石			0.86	4.68	41.60	<0.3			49.08
生灰			5.88	81.41	4.70				1.79
钢渣	15.64	9.59	12.00	43.29	10.61	3.08	0.095	0.230
煤焦粉	Cf(固定碳)：81.41　Ag(灰份)：14.21(其中 SiO2:41.80　CaO：15.65)　Vg(挥发分)：4.39　S：0.157

3　试验方法和条件
3.1　试验方法
　　根据冷烧生产情况，烧结试验分无生灰条件和有生灰条件两阶段，在无生灰阶段，对冷烧车间提供的可能采用的六组工艺操作参数进行烧结杯试验，并对部分试验进行冶金性能测定。在有生灰阶段，采用改变单一因素进行对比试验方法先进行生灰配比试验，接着考察烧结混合料水份、料层高度及粘结剂和钢渣配比对烧结指标影响情况，并对部分试样进行冶金性能测定，最后根据生产情况再进行补充试验。
3.2　试验条件
　　烧结试验采用φ200mm烧结杯，烧结矿碱度控制在1．70，烧结点火负压为3000Pa，烧结抽风负压为8000Pa，点火温度1100℃，点火时间1．5min，一混时间2分钟，二混时间3分钟，压料量20mm，返矿外配35％。
　　烧结矿强度按ISO标准进行测定，取大于6.3mm粒级所占百分数作为测定结果。
　　烧结矿冶金性能测定均采用国际GB／T13241一91，GB／T13242—91及有关部颁标准进行。

4　试验结果与分析
4.1　无生灰条件
　　对现场提供的六组工艺操作参数进行烧结试验，其指标测定如表2。

表2　不同料层厚度及不同配比澳矿烧结指标测定结果

序号	料层厚度 mm	澳矿配比 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/(m2·h)	转鼓强度 %
1	350	5	83.32	65.18	1.042	65.11
2	350	10	83.28	69.14	1.211	69.50
3	350	15	83.23	67.15	1.216	70.33
4	400	5	82.40	66.64	1.142	66.33
5	400	10	82.38	66.84	1.119	67.83
6	400	15	83.17	62.50	1.030	70.30

　　由表2可知，对于350mm料层，随着澳矿粉量增加，烧结各项指标均变好，尤其澳矿粉配加10%时指标最好。
而对于400mm料层，除转鼓指标变好外，其它指标均有变差趋势。分析原因可能与澳矿粉本身性能有关，对生产而言，哪一组工艺操作参数都不能满足生产要求。
4.2　有生灰条件
4.2.1　生灰配比选择
　　分别对生灰配比2%、3%、4%、5%进行烧结试验，其指标测定如表3。

表3　不同生灰配比烧结指标测定结果

序号	料层厚度 mm	澳矿配比 %	生灰配比 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/(m²·h)	转鼓强度 %
7	400	5	2	83.42	65.82	1.206	69.00
8	400	5	3	83.59	69.32	1.263	68.78
9	400	5	4	83.55	69.20	1.325	67.37
10	400	5	5	84.55	70.09	1.493	67.00

　　由表2可知，随生灰配量增加，烧结成品率提高，生产率提高，每增加1%配量，生产率提高5%左右；生灰从2%增加到3%时，成品率提高幅度最大，达5.3%。可见，生灰对烧结生产的重要性。而转鼓强度则随生灰配量增加略有下降，就综合指标而言，冷烧要达产，生灰至少需配加3%，否则很难达产。
4.2.2　混合料水份选择
　　分别对水份为7.1%、7.4%、7.8%的混合料进行烧结试验，其指标测定如表4。

表4　混合料水份对烧结指标的影响

序号	料层厚度 mm	澳矿配比 %	生灰配比 %	水份 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/(m²·h)	转鼓强度 %
11	400	5	3	7.75	83.19	70.36	1.325	68.33
12	400	5	3	7.40	83.39	69.65	1.256	68.00
13	400	5	3	7.10	84.57	69.58	1.205	69.00

　　由表4可知，对400mm料层，澳矿配比5%，生灰3%时，适宜混合料水份为7.8%，此时烧结综合指标最好，表现在生产率最高，达1.325t/(m²·h)，成品率最高达70.36%，转鼓强度居中达68.33%。
4.2.3　料层及添加粘结剂对比试验
　　分别对400mm、450mm、500mm料层进行添加粘结剂烧结试验，其结果如表5。

表5　料层高度及添加剂对烧结指标的影响

序号	料层 mm	生灰 %	添加剂 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/(m²·h)	转鼓 %
11	400	3	0	83.19	70.36	1.325	68.33
14	450	3	0	84.02	68.84	1.283	69.70
15	500	3	0	83.46	68.56	1.241	70.00
16	400	3	加	83.66	67.72	1.325	69.00
17	450	3	加	83.34	70.22	1.302	67.00

　　由表5可知，随料层厚度增加，烧结成品率，生产率略有降低，而转鼓强度有升高趋势，对于同一料层，添加剂作用不大。
4.2.4　钢渣配比对烧结指标的影响
　　分别对400mm、500mm料层配加3%钢渣烧结杯试验结果如表6。

表6　钢渣配比对烧结指标的影响

序号	料层 mm	钢渣配比 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/(m²·h)	转鼓 %
11	400	0	83.19	70.36	1.325	68.33
18	400	3	83.34	68.27	1.218	63.17
15	500	0	83.46	68.56	1.241	70.00
19	500	3	83.50	70.82	1.217	67.33

　　由表6可知，配加3%钢渣后，对400mm料层而言，烧结各项技术指标略有下降，对500mm料层，烧结综合指标变化不大。
4.3　补充试验
　　为了验证试验室试验，我们取冷烧实际生产用料，并按冷烧生产情况进行3%和5%生灰配比烧结试验，其结果如表7。

表7　冷烧生产试验结果

序号	料层 mm	生灰配比 %	水份 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/(m²h)	转鼓
序号	料层 mm	生灰配比 %	水份 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/(m²h)	＋6.3mm	+5.0mm
20	470	3	7.65	83.11	70.00	1.312	77.66	67.67
21	470	5	7.66	83.74	70.55	1.419	77.66	65.00

　　由表7可知，对470mm料层配加5%生灰与配加3%生灰相比，其生产率由1.312t/(m²·h)提高到1.419t/(m²·h)，提高了8.15%，成品率基本不变，转鼓强度则+6.3mm没变，而+5mm有所下降。同试验室450mm和500mm料层相比，其数据如表8。

表8　试验室试验结果比较

序号	料层 mm	生灰 %	澳矿 %	烧结率 %	成品率 %	生产率 t/m²·h	转鼓 %	备注
14	450	3	5	84.02	68.84	1.283	69.70	试验室料
15	500	3	5	83.46	68.56	1.241	70.00	试验室料
20	470	3	3.6	83.11	70.00	1.312	67.67	冷烧生产用料

　　由表8可知，用两种料进行烧结，虽然冷烧生产料成品率和生产率有所提高，但转鼓强度有所下降。分析原因与烧结用料、澳矿配比及返矿粒度有关。但综合经济技术指标相同。

5　结论
　　(1)在本钢现有生产条件下，如果冷烧生产不配加生灰，即使配加富矿粉也很难达到设计要求。
　　(2)对于烧结混合料，生灰配比越高越好(2％、3％、4％、5％)，要想达产，生灰至少配3％，同时配加质量好的富矿粉。
　　(3)就目前本钢原燃料条件而言，烧结混合料适宜水份为7．8％。
　　(4)当料层400mm时配加钢渣3%，对烧结指标有影响(不利)；而500mm料层时，配加钢渣，对烧结指标影响不大(除烧结矿全铁略有下降外)。
　　(5)现有生产混合料粒度已达到最佳值，若想提高混合效果，建议多配加富矿粉(粗粒度料)
　　(6)试验室试验结果表明，就工艺条件而言，冷烧达产是可行的，但必须采取合理工艺操作参数，即生灰配3%，富矿粉配5%以上，料层500mm，混合料水份7.8%。