1  前言

    通钢烧结厂现有两个球团车问，4座10m2竖炉，年产180万t酸性球团矿。为了满足高炉需求，于2005年7月在球团二车间的3#、4#两座竖炉开始生产了4个多月的碱度为0．2倍的低碱度球团矿。在丁业生产中发现，随着碱性氧化物的加入，球团矿中的CaO生成低熔点化合物，要求竖炉的焙烧温度降低。由于我厂煤气供应不稳定，控制较低的焙烧温度有一定困难，生产中经常会出现结块事故。为了不发生结块事故，燃烧室温度控制得比较低，致使球团矿的强度降低。为此，烧结厂实验室进行了钙镁球团试验，试验效果较好：钙镁同时加入，解决了焙烧温度对碱性球团生产的敏感性；钙镁球团矿所需竖炉的热工制度与正常生产酸性球团矿基本相同，不用做大的调整，焙烧后的球团矿抗压强度达到了3 000 N／个以上，比酸性球团矿的抗压强度提高了l 000 N／个；膨润土配比降低1个百分点；钙镁球团矿的软融区间也较窄，气孔率高，还原度高，能够降低高炉的焦比，改善炉渣的流动性及脱硫效果，有利于高炉的顺行。与此同时，公司提出膨润土攻关，把生产钙镁球团矿作为降低膨润土单耗的技术措施之一。

    为了进一步验证竖炉生产钙镁球团矿的可行性，烧结厂于2006年6月15日～7月14日在球团二车间3^#、4^#两座竖炉进行了该项目的工业试验。

2试验原料及方案

2．1试验原料

  本次工业试验所用铁精粉以浑江粉配加25％桓仁粉为主；膨润土为清河门膨润土；钙镁混合粉的物化性能要求为CaO含量≥20％，MgO≥30％，SiO₂≤2。3％，Al₂O₃≤0．2％，粒度一200目≥95％，水分≤2．5％。试验用原料物化性能见表l、表2、表3。

2．2试验方案

    本次工业试验方案是在烧结试验室试验的基础上确定的，方案如下：

    1)碱度试验值及原料配比：二元碱度约为0．15倍，成品矿中MgO=1．5％，钙镁混合粉配比确定为4．9％，膨润土配比根据生产实际需要调整。

    2)钙镁球团矿的焙烧热工制度：按照酸性球团矿的焙烧温度组织生产，根据具体情况适当调整。

    3)本次试验分三部分：烧结厂、炼铁厂、技术中心。

3试验结果及分析

3．1烧结厂钙镁球团指标

    1)钙镁粉对膨润土的影响见表4。从表4看，试验期钙镁粉平均配人3．73％，比方案确定配比4．9％低1．17个百分点；膨润土配比平均2．23％，基准期膨润土配比平均2．66％，试验期与基准期比较膨润土配比下降0．43个百分点。这说明由于钙镁粉的加入，膨润土配比降低0．43个百分点。生球落下强度试验期比基准期高2．58次／个，膨润土配比还有下降空间。

    2)钙镁球团矿的抗压强度、转鼓指数见表5。从表5看，试验期抗压强度平均2 175．2 N／个，波动范围在l 5 2 7．2～4215．9 N／个，波动较大。因为试验期竖炉操作是一个摸索调整的过程，所以试验期平均值没有达到实验室最优值3 105 N／个。基准期生产统计结果是平均2 044 N／个，试验期比基准期高131．2 N／个。钙镁球团矿的抗压强度比酸性球团矿提高l 3l.2 N／个，虽然提高幅度小，从试验后期看，该指标完全可以再提高。试验期转鼓指数87．75％，基准期87．84％，基本持平。

    3）钙镁球团矿的化学成分见表5。从表5看，试验期钙镁球团矿中平均带人1．24％的CaO和1．75％的MgO，二元碱度0．157倍，这对高炉冶炼是有利的。同时由于钙镁粉的加入，钙镁球团矿的品位下降0．95个百分点，品位下降给炼铁带来负面影响。

  4)钙镁球团矿的成本分析。钙镁粉的使用，按吨矿原料计算，成本降低约3．92元/t。

3．2炼铁厂使用钙镁球团矿后高炉指标变化情况

    炼铁厂于2006年6月15日开始，调整2^#、3^#、4^#高炉料比，以钙镁球团矿代替酸性球团矿(7月3日5^#高炉改为使用钙镁球团矿，3^#高炉改回使用酸性球团矿)。从6月15日到7月15日，使用钙镁球团矿的高炉生产正常。由于3^#、4^#高炉的试验期与基准期条件波动太大，不具参考价值，故以下分析均以2^#高炉为准。

    1)高炉炉渣化学成分变化情况见表6。从表6看，钙镁球团矿代替酸性球团矿后，2^#高炉炉渣MgO含量升高0．94个百分点，达到6．90％。二元碱度基本持平，三元碱度提高。随着渣中MgO含量的提高，从现场看，炉渣的稳定性和流动性改善。

2)铁水硅含量变化情况见表7。

    在保证高炉操作制度不变的条件下，从表7可知，2^#炉铁水硅含量总体下降0．O43个百分点，硫含量保持基本不变，实现了低硅操作。

    3)高炉炉料结构及入炉矿综合品位变化情况见表8。钙镁球团矿代替酸性球团矿后，高炉的炉料结构发生变化，从表8看，烧结矿比例降低4．1 8个百分点，钙镁球团矿上升3．77个百分点，入炉矿综合品位同口径降低0．09个百分点。

    4)成本变化情况见表9。从表9看，烧结矿比例下降，球团矿比例上升，炉料结构发生了较大变化，高炉的吨铁原料费用明显降低，2^#高炉降低4．43元／t。炉渣中MgO含量

上升，硅含量下降，焦比降低0．6ll kg／t，同时入炉品位下降0．18个百分点。降低焦比带来的效益减去品位下降带来的负效益后，高炉的吨铁燃料费用降低0．617元／t。合计生铁成本降低4．43+0．6 l7=5．047元／t。

4  生产实践

    经过一个月的工业试验，生产钙镁球团矿82 641t，利用系数6．23 t／(m²·h)，基本掌握了钙镁球团矿生产技术和操作技能。

5存在问题

    1)钙镁球团矿由于钙镁粉的加入，全铁品位下降0．95个百分点。

    2)钙镁球团矿抗压强度虽然有所提高，但是比试验室的抗压强度的最优值还存在差距，应进一步提高。

    3)钙镁球团矿提高了高炉炉渣中MgO的含量，提高了高炉炉渣流动性，脱硫效果仅提高0．001个百分点。

6结论

    1)从目前资料看，通钢是全国第一家用竖炉生产钙镁球团矿的单位。

    2)钙镁粉的加入，解决了焙烧温度对碱性球团生产的敏感性。

    3)生产钙镁球团，膨润土单耗下降。

    4)通过调整，钙镁球团矿能够提高抗压强度，而且能够满足现有高炉对球团矿质量的要求。

    5)钙镁球团矿提高了高炉炉渣中MgO的含量，提高了高炉炉渣流动性，高炉的炉料结构发生变化，能够实现低硅操作，焦比降低，高炉效益明显。

    6)经过一个月的钙镁球团矿工业试验证明竖炉生产钙镁球团矿是可行的。