摘要  本文分析了当前影响我国球团矿品位提高的因素。列举了用有机粘结剂取代膨润土来提高球团矿品位的试生产实例。通过计算论述了球团矿品位提高后带来的综合经济效益，以促进我国球团厂提高球团矿品位的工作进程。

关键词  球团矿品位 粘结剂 综合效益

1  前  言  

近年来，我国球团工艺发展很快。1990年我国球团矿生产厂家只有15个，年产球团矿545万t，到1997年底，已发展为22家，年产球团矿约1044万t。从球团焙烧工艺上看，过去是以竖炉球团为主，其次是从日本引进的包钢带式球团，但由于原料问题，一直处于调整阶段；首钢的链篦机．回转窑球团先是生产直接还原球团，后改为生产氧化球团矿；承钢在竖炉球团的基础上兴建了链篦机一回转窑球团；1989年鞍钢引进二手设备建成了带式焙烧机。从竖炉球团来看，不仅生产厂家增加，而且开始往矿山发展。太钢峨口铁矿以发生炉煤气为燃料，建设了两座8 m²竖炉，很快达到了生产能力；首钢密云铁矿以重油为燃料，用竖炉生产球团矿。在竖炉的炉型上建成了10 m²(济钢)和16 m²(本钢)的大型竖炉。南钢竖

炉球团厂采用润磨机提高生球质量和竖式冷却器直接冷却球团矿，均收到了良好的效果。鞍钢321．6 m²带式焙烧机年产200万t球团矿，表明了我国球团生产开始向大型化发展。

    就我国球团生产而言，虽然产量有所增加，但不能满足生产需求，而且，球团矿品位与国外先进水平仍有较大差距。

2  几种国内外球团矿质量的比较

  现以我国竖炉生产的三种球团矿(C_l、C₂、C₃)和北美两种球团矿(A₁、A₂)在同一试验设备上测定的结果进行比较，进一步说明我国竖炉球团的品质。球团矿的化学成分见表1。C₃(凌钢)球团矿是典型的酸性球团矿，其成分与北美的A₂球团矿相似。C₁(济钢)为自熔性球团矿，加有消石灰。C₂(杭钢)酸性球团矿中的MgO和CaO来自它的精矿。

    五种球团矿的抗压强度列于表2。球团矿的强度分布示于图l。就球团矿的平均强度而言，C₂和C₃均优于A_l和A₂。从球团矿在2000～4000 N／个分布上看，C₁和A₂近似。C₂和C₃的分布优于A_l和A₂，更适合于大型高炉。

     表3和图2是五种球团矿的气孔率和它们的分布情况。其平均气孔率除C₁较高外，其余四种差别不大。但从气孔率的分布图可以明显看出，国内三种球团矿分布比较均匀。

表4为三种球团矿的还原性和膨胀率.  C_l和C₂的还原性好。C₂和C₃还原膨胀率低。只有C₁这种熔剂性球团矿的还原膨胀率高于允许的范围。

      五种球团矿在加拿大麦克玛斯大学的试验室里用相同的条件模拟高炉过程，按规定的程序(图3)进行还原，结果列于表5。到达1 000 ℃时的还原度，标志着球团矿的间接还原性，它和球团矿的气孔率、粒度密切相关。总的看，五种球团矿差别不大，气孔率高的C₁和粒度小的A₂具有较好的还原度，最终还原度代表球团矿的高温还原性，它与球团矿的SiO₂含量，以及还原到高温时剩余的FeO有关。C₂和C₃含SiO₂高，导致高温还原性较低。在铁精矿品位逐渐提高之后，高温还原性能定会得到改善。

    我国球团矿的品位比国际先进水平要低3～4个百分点。球团矿品位低，SiO₂含量必然高。SiO₂过高，将降低球团矿的还原性和软熔温度，扩大熔滴区间，使透气性阻力增大，使高炉焦比升高，生铁产量下降，影响综合经济效益，这是当前亟待解决的问题。

3  提高我国球团矿品位的途径

    提高我国球团矿品位是大有潜力的，关键是一个认识问题，即如何从综合经济效益着想，对铁前工序给政策和肯投入。

    从外部原因来看，我国球团矿品位低主要是因为铁精矿品位低所致。而铁精矿品位低的客观原因则是由于我国铁矿石嵌布粒度较粗，不需磨得很细就可以把品位选到60％，若在此基础上要进一步提高品位，就要增加磨矿费用，使成本增加，如果精矿售价不相应增加的话，选矿厂就不会在提高品位上花更大的气力。而有的球团厂为降低自身的成本又可能会购进一些品位低的廉价铁精矿。因此，理顺铁精矿和球团矿的价格是提高球团矿品位的潜力之一。

    而从球团厂本身来看，提高球团矿品位也是大有潜力可挖的。经验表明，在球团生产中，每增加l％的膨润土，球团矿的品位就要降低0．66个百分点。目前，国内各球团厂的膨润土配加量均很高，因此，如何减少其用量便成为当前提高球团矿品位的中心工作。

    选用质量高并与精矿成球性相适应的膨润土，是降低膨润土用量的办法之一，但降低的幅度不大。

    选用以膨润土为主配加KLP等有机粘结剂制成的复合粘结剂，可以降低一部分膨润土用量，近两年来有多家球团厂生产试用成功，尽管未能全部取代膨润土，但由于球团矿品位提高，高炉增铁、节焦的综合效益也是较为可观的。例如：包钢球团厂使用0．6‰KLP有机粘剂仅仅取代1％的膨润土，其综合经济效益竟达到594．5万元／a；唐山市津西铁厂两年多的竖炉生产试验表明，配加KLP复合粘结剂取代膨润土，在年产球团矿仅15万t的情况下，综合经济效益达250万元／a；凌钢竖炉球团的工业试验中用KLP有机粘结剂0．8‰，降低1．5％的膨润土用量，综合经济效益为378．8万元／a。另外，在安阳、鞍钢等生产厂也都取得了用有机粘结剂取代部分膨润土的综合经济效益。

    目前，花都市南国化工厂又研制出一种价格更便宜的新型KLP有机粘结剂，可以取代原来的有机粘结剂加膨润土的复合粘结剂，在费用不增加的情况下，可以完全取代膨润土，可以说，近几年我国在提高球团矿品位的研究和生产实践中均取得了一定经验，技术上有了很大的突破。

    为此，我们通过计算可以看出，球团厂采用有机粘结剂全部取代膨润土，虽然生产费用稍有增加，但球团矿品位提高后，高炉冶炼获得的经济效益是非常可观的。众所周知，高炉人炉含铁原料品位每提高l％，炼铁焦比下降2％，生铁产量提高3％。若用新型KLP有机粘结剂(9000元／t)全部取代膨润土(平均用量4．3％，价格按200元／t计)，则球团矿品位增加2．8％。高炉焦比取650 kg/t，焦炭价格按500元／t，生铁利润300元／t，铁精矿价格取230元／t，矿铁比为1．6，一个年产30万t的竖炉球团厂经济效益计算如下：

  (1)用0．1％KLP全部取代膨润土，球团矿增加的费用

  9000×30×0．1％一200×30×4．3％=12万元

  (2)增配铁精矿(4．3％)所增加的费用

    230×30×4．3=296．7万元

    (3)高炉节焦

    500×650÷1000×30÷1．6×2％×2．8=341．25万元

    (4)高炉增产

    300×30÷1．6×3％÷2．8=472．5万元

    综合经济效益为

    472．5+341．25—296．7—12=605．05万元

    上述计算说明，就钢铁厂的综合经济效益而言，提高球团矿品位的做法是相当合算的。