改善烧结矿质量，提高武钢炼铁技术经济指标

发表时间：[2007-10-31]　　作者：　　编辑录入：admin　　点击数：4761

摘　要:通过提高烧结矿的强度及冶金性能，加之炼铁厂加大对烧结矿筛的改造力度，减少入炉烧结矿的粉末，高炉技术经济指标逐年提升。

关键字:烧结矿质量高炉指标

1概述
　　近年来，随着武钢高炉的大型化和设备的更新换代，精料工作更加显得突出和重要。高炉指标能否上一个台阶，首先看精料搞得好不好。烧结矿是高炉炼铁的主要原料，其质量直接关系到高炉的技术经济指标。高炉要求烧结矿的含铁品位高，化学成分稳定，有害杂质少，常温强度好，粒度均匀，粉末少，并具有还原度高，还原粉化率低，软化温度区间窄等良好的冶金性能。
2 提高烧结矿品位，有利于高炉增铁降焦
　　入炉矿石品位每提高1%，产量提高3%，焦比降低2%。因此提高入炉烧结矿品位对高炉增铁降焦的效果是十分明显的。入炉烧结矿品位提高后，高炉渣量大幅下降，为进一步增大喷煤量创造了条件。当高炉渣量降到300kg/t左右时，高炉喷煤量可达180kg/t，甚至更高。高炉喷煤量增大后，风口前理论燃烧温度会下降，促使高炉进一步提高风温水平和富氧率，高炉指标的优化从此走上良性循环的轨道。武钢烧结矿的品位呈逐年上升的趋势。由1995年的54.28%上升到2005年的59%，烧结矿化学成分见表1。
　　提高烧结矿品位，主要靠大量采用高铁低硅矿粉。烧结矿品位提高后，由于总粘结相减少，烧结矿的转鼓强度有所下降。烧结厂采用整粒铺底料、厚料层烧结等技术来改善烧结矿的转鼓强度。

表1 2002～2005年武钢烧结矿化学成分

	TFe	Fe	CaO	SiO₂	MgO	Al₂O₃	S	P	Ti	K2O	Na₂O	Cu
一烧
2002	55.68	5.18	10.24	5.70	2.98	1.97	0.021	0.082	0.015	0.084	0.066	0.029
2003	56.14	4.00	7.10	3.98	4.69	1.65	0.048	0.086	0.015	0.140	0.240	0.038
2004	56.97	7.27	9.76	5.50	2.65	2.17	0.03
2005	57.45	3.89	9.92	5.45	3.44	2.73	0.011
二烧
2002	56.60	4.54	9.32	5.04	3.33	1.79	0.022	0.082	0.013	0.230	0.140	0.033
2003	57.12	3.13	5.33	3.02	2.96	1.57	0.030	0.086	0.010	0.160	0.170	0.035
2004	58.28	7.45	9.19	5.05	2.24	2.36	0.034
2005	58.87	7.59	9.53	4.32	3.31	2.21	0.021
三烧
2002	57.06	3.85	9.45	5.46	3.45	1.71	0.012	0.076	0.010	0.019	0.038	0.026
2003	58.53	4.32	7.88	4.32	3.01	1.64	0.012	0.080	0.010	0.100	0.065	0.017
2004	58.95	6.20	8.42	5.04	2.44	1.87	0.019
2005	59.34	6.64	8.08	4.61	3.18	2.37	0.010
四烧
2002	56.30	3.46	11.03	6.50	3.21	1.94	0.028	0.078	0.013	0.091	0.052	0.029
2003	57.69	4.32	8.17	4.96	4.69	1.74	0.024	0.080	0.015	0.160	0.230	0.047
2004	58.32	7.00	8.92	4.96	2.79	2.02	0.020
2005	59.14	4.21	8.41	4.51	3.28	2.21	0.008

3 提高烧结矿碱度，提高炉渣脱硫能力
　　由于矿石品位提高后，高炉渣量减少，从而影响了炉渣脱硫能力。提高烧结矿的碱度来提高炉渣碱度，未增强炉渣的脱硫能力。2004年以前，武钢烧结矿碱度基本维持在1.70～1.80之间。2004年以后，烧结矿碱度提高到1.80～1.90之间，甚至经常性地出现1.90～2.00的超高碱度。碱度提高后，烧结矿中以铁酸钙为主的粘结相增加。另外，由于高碱度烧结矿的使用，高炉使用球团矿的比例增加，导致入炉品位提高，而且熟料率也相应提高到90%以上。武钢正在鄂州新建年产500万吨的球团厂，将来大量使用球团矿也迫使烧结矿的碱度进一步提高。

4 控制烧结矿中合理的MgO，改善炉渣流动性
　　 2004年以来，烧结矿中Al₂O₃含量明显增加，炉渣中Al₂O₃含量高达18%～19%。炉渣粘度的提高，不仅影响料层的透气性，使高炉风量有所下降，而且粘稠的炉渣在渣沟中不易清理，增加工人的劳动强度。为了改善炉渣的流动性，在烧结矿中保持一定含量的MgO是非常有必要的。2004年下半年至 2005年，武钢尝试在三烧配加镁砂，使三烧MgO达到2.69%以上, 发现转鼓强度下降1%～2%，而且随着烧结矿中MgO含量的增加，烧结矿转鼓强度呈现继续下降的趋势。因此烧结矿中MgO的含量存在拐点。随着烧结矿的品位和碱度的提高，MgO拐点下移。当烧结矿碱度在1.75时， MgO应小于2.70% ，这对烧结矿的强度影响还不十分明显。当烧结矿品位58.5%碱度1.90时，烧结矿中MgO应控制在2.5%以内较合适。当MgO低于2.22%时低温还原粉化率较高。因此在目前烧结矿碱度较高且品位也高的情况下MgO的控制范围应在2.22%～2.50%之间较合适。一般来说，烧结矿中MgO适当高于Al₂O₃，这对于改善炉渣的流动性有利。武钢高炉炉渣MgO含量一般控制在8%～12%，这对于炉渣脱硫、降低炉渣粘度、改善炉渣流动性是非常有必要的。

5 降低烧结矿FeO，利于高炉节焦降耗
　　一般来说，烧结矿FeO越低，还原性越好。武钢烧结矿FeO由20世纪70～80年代的20%左右下降到目前的6%～10%。烧结矿FeO每提高1%，焦比升高3kg/t。烧结矿FeO下降，降低直接还原度，铁矿石在高炉冶炼生产中，将增加间接还原，减少炉缸直接还原消耗的焦炭量，这将有利于高炉冶炼节焦降耗，增加经济效益。

6 降低低温还原粉化率，改善料柱透气性
　　烧结矿在500℃左右区域进行还原时容易产生粉化，被称为低温还原粉化，以RDI表示。低温还原粉化使高炉透气性变差，影响顺行，甚至导致上部悬料。随着烧结矿FeO降低，一方面是烧结矿的还原性变好，另一方面却可能使低温还原粉化率增加。为了提高烧结矿的还原性，降低RDI，武钢采用了在烧结矿表面喷洒CaCl₂溶液的技术，使RDI比不喷洒时降低了30%以上。1998年由喷洒 CaCl₂改为喷洒MgCl₂，降低RDI的效果比喷洒CaCl₂更好。喷了MgCl₂的烧结矿RDI-3.15指数一般在30%以下，满足高炉生产要求，表3列举了部分时间段取样结果。该项技术的采用为进一步降低烧结矿FeO，提高还原性创造了条件，也为高炉精料向前迈出了一大步。

表2 2004年~2005年部分时间段的烧结矿RDI、RI

矿种一烧二烧三烧四烧

RDI RI RDI RI RDI RI RDI RI

指标＜3mm ＜5mm ＜3mm ＜5mm ＜3mm ＜5mm ＜3mm ＜5mm

2004.6 19.9 26.9 70.8 15.6 20.6 74.6 22.9 30.9 75.7 22.4 30.5 72.6

2004.8 16.5 24.0 71.3 19.6 36.9 70.5 21.2 27.8 74.0 22.7 31.0 70.9

2004.10 26.6 38.5 71.2 20.0 27.9 70.7 28.1 36.5 73.1 28.4 40.1 70.9

2004.11 18.6 24.8 73.4 23.3 30.3 71.1 25.6 32.4 72.9 28.9 35.6 72.1

2004.12 21.3 30.5 72.7 18.4 24.6 73.9 30.2 40.1 71.2 29.9 39.1 70.1

2005.1 21.8 30.7 70.8 38.6 52.3 72.1 30.8 40.6 73.5 40.9 55.3 70.9

7 改善槽下筛分效果
　　1号高炉1、3、4、6号矿石筛为单层棒条筛，筛孔大小为6mm，2、5号矿石筛为梳齿筛。2号高炉4个大矿槽配用单层棒条筛，筛孔大小为6mm，筛速为2.8t/min，其它烧结筛为单层梳齿筛，筛孔大小为6mm，筛速为1.2～1.8t/min。3号高炉4、38号矿石槽配用棒条筛，其中4号为单层，筛孔大小为6.3mm，38号为双层，筛孔大小为7mm/5mm。其它为梳齿筛，筛孔大小：单层6.3mm，双层12mm/5mm。4号高炉仅8号槽配用单层棒条筛，筛孔大小为6.3mm。其它为单层梳齿筛，筛孔大小为6.3mm。5号高炉共有7个烧结筛，1～6号为单层棒条筛，筛孔大小为5mm，筛速为3.2t/min，7号为双层梳齿筛，筛速为2.8～3.5t/min。6号高炉7个烧结筛均为双层棒条筛，1～4号筛孔大小为13mm/5mm，筛速为4.5 t/min，5～7号筛孔大小为7mm/5mm，筛速为3.5 t/min。
　　从筛分效果来看，棒条筛的筛分效果明显优于梳齿筛，而且棒条筛的自清理能力较强，而梳齿筛容易堵塞筛孔，需要人工清理。本厂棒条筛均为自制，材质为弹性钢，棒径为8mm。棒条筛使用时间较长时容易使棒条产生弯曲和折断，发现此类现象，及时更换棒条，否则过筛效果大打折扣。

8 高炉使用烧结矿的冶炼效果
　　由于武钢炼铁厂使用的烧结矿占入炉矿石的四分之三，其质量对高炉的冶炼过程产生巨大的影响。通过改善烧结矿的质量，高炉的透气性和透液性明显改善。近年来，武钢炼铁厂主要技术经济指标进步十分明显，见表4。高炉利用系数由1996年的1.604t/ （m³·d）提高到2005年前3个月平均的2.219t/ （m³·d），焦比由1996年的480kg/t降低到2005年前3个月的398kg/t。因此，改善烧结矿质量，对提高武钢炼铁技术经济指标意义非常重大。

表3 1996年~2005年前3个月高炉主要技术经济指标

指标 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005(1~3月平均)

利用系数/（t.d^-1.m^-3）1.604 1.879 1.958 1.951 2.070 2.064 2.099 2.091 2.058 2.219

焦比/(Kg.t^-1) 480 447 435 44 411 413 409 394 398 398

9 结语

近两年来，武钢烧结矿经过两次提高碱度，烧结矿的强度、冶金性能等发生了一些变化，高炉的炉料结构也相应发生了变化，熟料率增加较多。不断改善烧结矿质量，是提升炼铁技术经济指标的关键之一。