摘要  澳PB粉是力拓铁矿公司2007年将要推出的产品，为了掌握其烧结性能，在太钢进行了烧结杯试验。试验结果表明，在增加混合料水分、配炭量，优化操作参数后，可取得较好技术经济指标；9月份在450m²烧结机上配用，产量和质量也都保持了较好水平。

关键词  PB粉 烧结性能 技术经济指标

l    前言

  太钢是我国目前最大的不锈钢生产基地，为了适应市场的需求，新建了450m²烧结机和4350m³高炉。太钢2007年预计需外购矿粉量达400多万吨，澳矿粉是主要矿种。

  多年来，太钢烧结厂一直配用澳大利亚哈默斯利矿粉来进行生产，积累了丰富的经验。但近年来，由于国内钢铁联合企业的迅速扩大，传统铁矿石品种的产量已不能满足市场的需求；因此，各大矿业公司在尽力扩大产能的同时，也开发新品种来满足市场需求。

  澳PB粉是力拓铁矿公司2007年下半年推出的产品，为了更好地了解和掌握其使用性能适应大烧结机和大高炉的生产需求，进行了烧结杯试验，在取得详实数据情况下，又在450m²烧结机上进行了生产试验。

  试验结果表明，使用PB粉与太钢A矿粉、B矿粉进行配矿，烧结性能与HIX粉基本相当，优化操作参数后，可获得较好的烧结技术经济指标。

2    实验室试验研究

2．1 PB粉的理化性能分析

PB粉与HIX粉的化学成份见表1，粒度组成见表2。

从表1测定数据可看出，与HIX粉相比，两种矿粉铁品位基本相近，桶装样PB粉的SiO₂含量较HIX低0．65个百分点，Al₂O₃含量约高0．1个百分点，烧损高0．24个百分点；S含量和MgO含量略有降低。

    由表2可见，PB粉小于0．5mm的百分含量比HIX粉低6．19个百分点，PB粉的平均粒径较HIX粉大0．44mm，从图1所示粒度组成对比曲线来看，澳PB粉粒度组成相对合理。

2．2矿物组成及岩矿相鉴定

    为了掌握该矿粉的矿物组成及显微结构，进行了矿相鉴定。从镜下观察，主要矿物成份为赤铁矿、褐铁矿及磁铁矿，微量黄铁矿。矿物结构主要以蠕虫状结构、蜂窝状结构为主，其次为胶状结构、交织残留结构和粒状结构。其矿物组成见表3。

2．3烧结杯试验研究

2．3．1烧结试验的配料比设计

    烧结杯试验配比方案见表4。

烧结矿的目标碱度为2．0，SiO₂含量目标值为5．0。

2．3．2烧结试验操作参数和试验程序

  试验是在太钢技术中心进行的，烧结杯直径ф300mm，料层厚度700mm，铺底料厚30mm，点火温度1050—1100℃，点火时间2分，点火负压5000 Pa，烧结负压10000 Pa。

  一次混料为人工混匀，二次混料在ф700×1470mm的圆筒混料机上进行，混料时间为4分钟。

  混料前，提前消化白灰。采用人工布料，自动点火，烧结完成后，烧结矿经破碎、2m高度三次落下、粒级筛分后，缩分取样进行转鼓强度检测和化学成分测定。

2．3．4试验结果及分析

  烧结杯的试验结果见表5。

  序号2与序号1的试验结果相比，两者的燃料配比相同，混合料水分基本相当，烧结矿转鼓强度降低了0．83个百分点，利用系数也呈降低趋势，但变化幅度不大；序号3与序号2相比，烧结矿的转鼓强度降低了1．17个百分点，较序号1降低2个百分点。从序号1到序号3，固体燃料消耗呈上升趋势，利用系数、转鼓强度呈下降趋势。A1₂O₃含量由1．23％—1．41％—1．59 %，呈上升趋势。

2．3．5烧结工艺参数的化化

  根据上述烧结试验结果，针对序号2和序号3的配比方案，进行了混合料水分和燃料配比的优化调整试验，即将燃料配比从4．5％调整到4．6％～4．7％，混合料水分由7．2％提高到7．3％～7．4％。优化配比及试验结果如表6。

为了更好地对比参数优化后的效果，将试验结果示于图2、图3

  上述试验结果表明：

  优—2与配比2原料配比基本相同，燃料配比提高0．1个百分点，混合料水分增加0．1个百分点，产量有所上升，烧结矿质量明显改善，转鼓强度上升了1．5个百分点(由66．5％到68％)，成品率上升了近一个百分点(由81．45％到82．2％)。

    优一3与配比3原料配比基本相同，燃料配比提高0．15个百分点，混合料水分增加0．15个百分点，产量和质量都有明显改善。烧结矿转鼓强度上升近2个百分点(由65．33％到67％)，成品率增加了0．84个百分点，利用系数由1．66t／m²h增加到1．74t／m²h。

    通过烧结参数的优化，烧结的产量和质量指标都有所改善，因此在使用PB粉时，通过烧结参数的适当优化，可获得与HIX粉相近的经济技术指标。

3    PB粉在太钢450m²烧结机的生产实践

    太钢450m²烧结机于2006年6月30日正式投产，投产前期由于电气及设备故障，造成了频繁的开停机，给生产造成了较大影响，同时也影响到试验结果的对比。

3．1  基准期和试验期的配料结构

    根据烧结杯试验结果，太钢现有及未来可能获得的资源状况，设定基准期与试验期的配料结构(配料表见表7)。基准期数据选取8月份全月的生产数据，对应配矿结构为：A矿＋HIX粉+B矿+C矿；试验期结果为9月份全月的实际生产数据，对应配矿结构为“A矿+PB粉+B矿(含有D矿粉)+C矿”的配料结构。试验期内，由于B矿混有D矿粉，由于D矿粉品位比B矿约低0．5个百分点，因此在一定程度上会影响烧结矿的铁品位。

  3.2烧结过程参数控制

   试验期与基准期参数控制对比见表8.

   由表8可见，在试验期，根据实验室试验结果，对参数进行了相应调整。由于混匀矿中的SiO₂含量由基准期的3．68％降低到3．53％，为了保证烧结矿的SiO₂含量在5．0％左右，将蛇纹石配比由基准期的3％提高到试验期的3．5％；白灰配比减少3．1个百分点，增配5～6％了石灰石；燃料配比由基准期的4．5％提到4．64％，混合料水分平均值由基准期的7．17％提到试验期的7．33％；烧结料层厚度由700mm提到716mm；为了试验烧结机的生产能力，将烧结机速由1．7m／min提到1．8m／min，相应地加大了风机闸门开度(由20%到26％)，增加烧结风量，烧结负压比基准期提高1400～1500Pa。

    在试验期，为保证烧结矿质量，采取以下措施：

    (1)准确控制混合料水分，在混料机内增设了10个雾化喷头，在泥辊跟踪取料测定混合料水分，每小时测一次混合料水分。

    (2)为杜绝白灰配比较高时，引起的混合料严重粘仓问题，减少了白灰配比，增加5％～6％石灰石配比；对设备进行改造，改变落料点；此外，增设了空气炮，消除了混合料粘仓的现象。

    (3)保证石灰石和蛇纹石粒度－3mm的含量达到80％以上。

    (4)采取边缘压料，保证台车料层横向之间风量均匀，有利于改善烧结矿强度。

3．3试验结果及分析

3．3．1主要技术经济指标

 基准期与试验期的主要技术经济指标见表9。

  试验结果表明，与基准期相比，试验期的烧结矿转鼓强度略降低，但基本处于同一个水平，烧结矿平均粒径减小0．12mm。铁品位稍低，这与混匀矿中混有一部分D矿粉有关，因为D矿粉品位比B矿粉约低0．5个百分点。P含量变化不大，Al₂O₃含量略有升高(高0．26个百分点)，作业率减少0．86个百分点，利用系数降低了2．4％，固体燃耗升高0．22kg／t，其他技术经济指标变化不大。

  由于混匀料的粘仓和熔剂破碎能力的限制，及大高炉没有投入使用，致使烧结矿物流运输困难，限产停机，导致作业率下降。固体燃耗的升高与减少白灰配比增配石灰石也有较大的关系。

3．3．2冶金性能检测

烧结矿900℃还原度和550℃低温还原粉化指数测定结果见表10。

    由表10可见，与基准期相比，试验期的烧结矿的还原度都在89～90％之间，没有明显变化，低温还原粉化指数(－3．15mm)高2．29个百分点，但在1650m³高炉上配用到达78％左右时，并没有发现异常炉况。

  从总的生产实践看，配用PB粉除了烧结矿的Al₂O₃含量、固体燃耗略有升高，利用系数略有降低，低温还原粉化指数(－3．15mm)升高外，其它烧结技术经济指标与配用HIX粉变化不大，因此，在太钢450m²烧结机上配用PB粉，不会对烧结矿的产量和质量产生明显影响。

4    高炉使用效果

     9月份生产的烧结矿供1650m³高炉配用，全月配用比例平均为77．5％。在使用过程中，高炉稳定顺行，没有发生异常现象。高炉配用后的技术经济指标见表11。

     由表1l看出，9月份高炉利用系数较8月份低，主要原因有以下3方面，即炉缸温度较高，处于特护期；高炉检修占用时间较长；由于其它原因导致高炉休风次数多等。

5    结论

1)从矿粉的物、化性能来分析，PB粉的铁品位与HIX相近，SiO₂含量和S含量较低，烧损较高。其粒度组成优于HIX粉。

    2)从烧结杯试验结果看，用相同配比的PB粉代替HIX粉，在适当优化工艺参数的情况下，烧结性能相近或有不同程度的改善。

    3)PB粉比例由23%增到28％以上，取代部分B

    矿粉后，烧结性能变差。但适当调整了混合料水分和配炭量后，烧结技术经济指标得到明显的改善，可满足生产要求。

    3)工业生产实践情况表明，450m²烧结机配用PB粉，Al₂O₃含量、低温还原粉化指数略有升高，其它烧结技术经济指标变化不明显。高炉使用后，炉况顺行，技术经济指标未见明显变化。

    4)尽管9月份4350m³高炉未投产，450m²烧结机仍处于试生产阶段，生产工艺方面存在不少问题，一定程度上影响了试验结果的稳定，但通过PB粉的烧结杯试验和初步工业试验，为今后生产和实践提供了很好的借鉴经验。