摘要对球团生产配加复合粘结剂和膨润土进行了对比试验。结果表明，复合粘结剂的成球性能远优于膨润土，能大幅度降低膨润土配比(由2．56％降低至1．46％)，提高了球团矿品位(上升O．77％)，配加复合粘结剂的生球能满足包钢球团生产要求。

关键词  球团粘结剂  复合粘结剂膨润土试验

1前言

    球团矿作为高炉炼铁的酸性炉料，要求其品位高，抗压强度好，冶金性能优良。包钢目前有l台162 m。带式焙烧机和4座8 m²竖炉，球团生产所用原料为70％再磨再选铁精矿+30％，外购无氟铁精矿，采用膨润土作粘结剂，所生产的球团矿品位维持在62％左右。由于膨润土中SiO₂Al₂0₃含量高，当其配比较高时，会影响球团矿品位，增加高炉渣量，不利于高炉利用系数的提高和焦比的降低。所以，降低球团生产中膨润土用量，对提高球团矿品位、改善其冶金性能有着重要的作用。

    目前，包钢球团膨润土配比较高，带式球团在20 kg／t以上，竖炉球团在25 kg／t以上，与国内外先进水平相比，差距甚大(国外在10kg／t以内，国内在15 kg／t左右)。为此，选择性能更优的球团粘结剂，降低膨润土配比，是包钢球团生产亟待解决的问题。

    根据同行业的经验，采用复合粘结剂代替膨润土，可有效提高球团矿品位，改善其质量。为此，我们先在实验室进行了球团配加复合粘结剂的试验，然后根据实验室研究结果进行了工、业试验.

2实验室研究

2．1试验用原料及方案

    本试验所用原料的化学成分及粒度组成列于表l。所用复合粘结剂有两种(1^#2^#)，均由包钢小型厂研发并提供。复合粘结剂的颜色为灰黑色，据厂方介绍，其挥发物含量为50％左右。

  根据包钢球团生产用料，本次试验铁精矿配比为：再磨再选铁精矿’70％，，外购无氟铁精矿30％；膨润土配比为1．5％、2．5％；粘结剂配比为0．6％、0．8％、1．5％。

2．2试验结果及分析

2．2．1  复合粘结剂对球团焙烧性能的影响

按70％．再磨再选铁精矿+30％外购无氟铁精矿的配料结构，其混合后铁精矿一200目占81．07％。该混合铁精矿与复合粘结剂经实验室造球，其生球的动、静态爆裂温度均在700℃，其成品球抗压强度超过2 000 N，能满足高炉生产需求，其它性能指标见表2。

    由于包钢竖炉球团的膨润土配比为2．5％左右，带式球团为1．5％左右，故此次试验的基准点分别设为膨润土配比2．5％及1．5％。由表2可以看出，1^#粘结剂的球团指标略好于2。，采用这两种粘结剂全部或部分代替膨润土时，其生球落下强度、抗压强度与基准点相差不多。干球的抗压强度明显下降，1^#2^#粘结剂配比为0．6％、0．8％时与基准点相比，相差26～ 35N／个，已满足不了竖炉球团生产的要求；在其它配比情况下，如l^#2^#粘结剂配比为1．5％或0．6％膨润土+0．6％粘结剂、0．8％膨润土+0．6％粘结剂、1．0％膨润土+0．6％的情况下，干球抗压强度均超过基准点，可以用于球团生产。但考虑到经济实用性，可采用0．6％膨润土+O．6％1”粘结剂替代2．5％膨润土用于生产, 建议做工业试验，以验证其结果。

    上述生球性能指标能满足带式焙烧机球团生产，l。、2。复合粘结剂配比为0．6％，与配1．5％膨润土相比，只有干球抗压相差12N／个，理论上可以用于带式球团生产。而1^#2^#复合粘结剂配比为0．8％时，其干球抗压与配1．5％膨润土的基准相差很小，可以用于带式球团生产，建议配用0．8％1^#复合粘结剂做带式球团工业试验。

2．2．2加复合粘结剂球团矿的化学成分及冶 金性能

    对复合粘结剂球团矿进行化学成分及冶金性能分析，其结果列于表3。

    由表3可知，用l^#2^#复合粘结剂全部或部分代替膨润土时，球团矿品位均有不同程度的提高，这与粘结剂所含挥发物在高温下挥发有关。在焙烧试验推荐的配比(竖炉为O．6％膨润土+0．6％(1^#)粘结剂，带式球团为O．8％(1^#)粘结剂下，球团矿化学分析品位分别较基准提高了1．25％和0．70％，理论计算品位分别较基准提高0．89％和O．67％。二者的差距主要是分析误差所致，故此次试验的球团矿品位以理论计算为主。SiO₂明显降低，这对提高人炉矿品位，降低入炉渣量，提高产量，降低焦比有着积极的意义。另外，从冶金性能分析可知，球团配加复合粘结剂后，膨胀率均在15％以下，属优质球团矿，且还原性有不同程度的改善。但随2^#复合粘结剂配比增加，膨胀率有增大的趋势。

3工业试验

3．1试验用原料情况

工业试验所用铁精矿、膨润土及粘结剂的化学成分列于表4。

3．2试验安排

  工业试验分两个阶段进行：第一阶段从2006年11月3日至16日，在带式机上进行配加复合粘结剂的试验。其中，11月3～15日为基准期，15。16日为试验期；第二阶段试验从11月23日到12月12日，在3号、4号竖炉上进行。

3．3试验过程及试验结果分析

3．3．1试验过程

    第一阶段试验由于带式机球团工艺中未设强力混合机，无法解决复合粘结剂配比小，分散性较差对混匀和造球的影响，生球粒度很不均匀，试验效果受到很大影响，故在此不作分析。

    第二阶段竖炉试验从11月23日9：00开始，用O．2％粘结剂替代部分膨润土，膨润土配比降为1．7％，采用100％再磨再选精矿。由于精矿水分较高，平均为lO．4％，即使烘干后，混合料水分仍在9．0％左右，造球效果不好。考虑到外购精矿水分较低，在7．28％左右，因此从19：30开始，原料改为80％再磨再选精矿+20％外购精矿，来料平均水分降为9．78％，经烘干机烘干后，水分为8．5％左右，能够满足生产要求；至此，原料水分降低后成球效果大为改善，至24日9：00，粘结剂配比增加至0．51％，膨润土配比降为0．9％～1．0％(配料室实测值)，效果较好，生产比较稳定(转润磨机时膨润土配比为0．9％，不转润磨机时膨润土配比为1．14％)；此后，由于原料水分大的问题，为了避免产生波动，粘结剂配比维持在O．51％。试验期间，竖炉原料情况见表5。

3．3．2试验结果分析

    1)对生球指标的影响

11月24日，竖炉生产原料变为80％，再磨再选精矿+20％外购精矿后，与9月5日～10日竖炉生产原料条件相似，故以9月5～10日作为基准期进行比较。结果见表6。

    从表6可以看出，配加粘结剂后生球指标变化不大，均能满足竖炉生产要求，这与试验室试验结果相同。但从现场的生球表观情况看，配加粘结剂后生球表面比较光滑，不易生成粉末，干球抗压与基准期基本接近。

    从生产操作情况看，配加粘结剂后，11月24日～12月2日之间，生产比较稳定，竖炉炉况表现为：透气性增强，炉温控制在1 050℃，炉篦温度480℃～580℃，燃烧室压力1．1±0．1kPa，两侧偏差小于0．1 kPa，炉身温度稳定在1 030℃。从操作上看，废气量提高了2 000 m³／h，达到18 000 m³／h，冷风量提高至29 000m³／h。由于透气性增加，产量提高较明显。这一方面是由于生球表面光滑，不易因相互磨擦而产生粉末，另一方面干球抗压强度高，不易破碎产生粉末，因而炉内透气性较好，焙烧效果好，下料畅通。试验后期(12月3日～12日之间)，受煤气压力低、．原料水分高等因素影响，生产不稳定、波动大，对于风量及参数不易作出定量分析。因此，在对生产数据进行分析时，以11月24～12月2日为试验工期，12月3～12日为试验Ⅱ期。

    2)对球团矿质量的影响

    球团矿质量指标变化列于表7。

TFe平均为63．33％，比基准期(9月5～10日)提高了O．26％，Si02含量降低了0．11％。若以生产稳定的试验I期与基准期比较，球团矿TFe提高了0．4l％，Si()2降低0．24％。球团矿转鼓强度提高，试验期平均为91．08％，比基准期(9月5～10日)提高了2．30％1．抗磨指数比基准期降低了1．91％；抗压强度平均为3 228 N／个。根据统计结果分析，未配复合粘结剂时，球团抗压强度在3 000 N／个左右，配加复合粘结剂后提高了约228 N／个。另外，试验I期生产比较稳定，此阶段的转鼓强度和抗磨指数均较好，分受影响较多，转鼓强度和抗磨指数均变差，分别为90．12％和8．08％，但也要好于基准期。

4结论

    1)实验室研究及工业试验表明，用复合粘结剂(QNP)替代膨润土是可行的，可满足球团生产的要求。

    2)由于包钢球团生产所用精矿水分大，带式机无烘干和润磨设备，暂不具备使用复合粘结剂(QNP)的条件，待其改善后亦可采用。

    3)竖炉用0．51％的粘结剂替代部分膨润土后，生球指标变化不大，球团矿转鼓强度、抗压强度呈上升趋势，TFe提高了O．41％。

    4)竖炉用0．51％的粘结剂替代部分膨润土后，炉内透气性增强，焙烧效果改善，产量呈增加趋势。

    5)鉴于目前精矿水分较高，粘结剂只能替代部分膨润土，待条件改善后(选矿过滤设备改造后)，可以进一步提高替代比例，甚至全部替代膨润土。