摘要      介绍柳钢在球团实验室，进行以巴西精粉为主配加磁铁矿生产氧化球团矿的工艺参数试验，提出了适宜的巴西粉配比和焙烧制度，以达到提高球团矿产、质量的目的。

关键词 球团试验抗压强度配比

l     前  言  

   随着钢铁生产的发展，高炉炼铁的技术进步和指标的改善在一定程度上得益于原料品质的改善，因此必须采用合理的炉料结构，进一步实现精料。氧化球团矿是一种品位高、还原性好、强度高的优质高炉原料，在国外先进高炉炼铁中，球团矿用量已达20％～50％。因此近年来，氧化球团矿的生产在国内受到了广泛重视。

  柳钢120万t氧化球团工程于2003年6月投产，该氧化球团工程采用链篦机．回转窑工艺，其使用的原料以巴西矿为主。链篦机．回转窑工艺使用大比例巴西矿生产，国内从试验研究到组织生产都没有经验。为进一步优化球团生产参数，结合目前球团厂所用原料及生产情况，进行了造球、焙烧试验，以探讨适宜的干燥焙烧工艺制度。

2     原料条件及物化性能

    试验所用原料分别为巴西矿和国内磁铁矿，膨润土系柳钢自产，经过纳化处理。所有原料均取自球团配料生产现场，其化学成分、粒度组成分别见表l～表4。其中，巴西矿为黑色赤铁矿，属高品位精粉，粒度较粗，一200目粒级在73％左右，粘结性差，不易成球，且生球强度低；国内磁铁矿由各地磁铁矿混合成堆，其粒度比巴西矿粗，一200目在55％左右。

3      试验方法

  本试验在柳钢新建的球团试验室进行，试验室设备由中南大学提供，包括配料、混匀、润磨、造球、干燥和预热、焙烧等工艺环节。润磨在Ø600×500 mm润磨机上进行；造球在Ø1 000×250 mm圆盘造球机上进行，圆盘造球机转速25 r／min、倾角定在40⁰，造球时间均定为12 min，取8～16 mm球为合格生球；生球经干燥后，在Ø50 mm管式炉进行预热、焙烧，预热温度定在900℃，预热时间4 min，焙烧温度定在1 250℃，焙烧时间8 min。

4     试验方案

  (1)巴西矿、磁铁矿比例试验：膨润土配比2．0％，润磨时间为5 min，磁铁矿配比分别为0、20％、30％、40％、50％，测定磁铁矿配比变化对生球落下强度和抗压强度的影响。

  (2)润磨时间的影响试验：按巴西矿、磁铁矿比例为8：2，膨润土配比2．0％，润磨时间按0、3 min、5 min、7 min变化，测定润磨时间对精矿粒度及造球的影响。

  (3)膨润土配比试验：巴西矿、磁铁矿比例为8：2，润磨时间为5min，膨润土配比分别为：1．5％、1．7％、2．0％、2．5％，分别测定膨润土配比变化对生球落下强度、抗压强度和成品球抗压强度的影响。

    (4)焙烧温度和焙烧时闺试验：取巴西矿、磁铁矿比例为8：2，润磨时间为5 min，膨润土配比2．0％，改变焙烧温度和焙烧时间，测定成品球的抗压强度变化。

    (5)造球返料的影响试验：取生产的造球返料与生产料样按比例搭配造球，测定返料对生球落下强度、抗压强度和成品球抗压强度的影响。

5     试验结果及分析

5．1磁铁矿配比对生球落下强度的影响

    磁铁矿在混合料中所占比例与生球落下强度的关系见表5。从表5可见，随着磁铁矿配比由0增加到50％，生球落下强度和抗压强度逐步增加，当磁铁矿配比达到50％时，比单一使用巴西精矿，生球落下强度提高4．3次／个，生球抗压强度提高4．7N／个。究其原因，尽管巴西精矿粒度比磁铁矿细，配人巴西精矿可使原料粒度变细，但由于巴西精粉粘结性差，不易成球，因此，巴西精粉配比超过50％后，不利于造球性能提高。

5．2磁铁矿配比对成品球抗压强度的影响

       根据造球试验结果，对磁铁精粉配比为0、20％、30％、40％、50％的生球进行球团焙烧。预热干燥温度为900℃，预热时间4 min，焙烧温度1 250℃，焙烧时间8 min时，磁铁矿在混合料中所占比例与成品球抗压强度的关系列于表5。从表5可见，在相同预热、焙烧条件下，单一使用巴西精粉所制备的球团矿强度最低。随磁铁矿配比从0增加到50％，成品球抗压强度逐渐增加，由1962N／个提高到3729N／个。主要原因是：在1 250℃焙烧温度下，配加部分磁铁矿后，磁铁矿氧化能为球团矿的固结提供一部分热量，球团内赤铁矿晶粒再结晶完全；而单一巴西精粉制备的球团在该温度下晶粒之间形成的再结晶粘结相少，再结晶不完全，需要更高的温度，所以抗压强度较低；当磁铁矿配比为20％时，成品球抗压强度达2632N／个，可以满足生产要求。当然，多配磁铁矿，可以降低焙烧温度，延长设备寿命，提高设备作业率，但受磁铁矿采购量影响，其配加比例受到限制。因此，结合生产情况，以下试验均采用巴西矿与磁铁矿比例为8：2进行。

5．3润磨时间对生球和成品球的影响

    润磨时间对生球和成品球的影响见表6。从表6可见，润磨与不润磨对比，润磨后的造球效果明显提高。随润磨时间延长，润磨后混合料中细粒度逐渐增加，润磨3min后，混合料中一200目粒级增加6．4％；润磨时间从3 min提高到5 min，润磨粒度变化不明显；润磨时间从5 min提高到7min；混合料中一200目粒级增加4％。随润磨时间延长，粒度变细，物料颗粒形状改变，其表面活性增强，造球性能提高，生球落下强度、抗压强度和成品球抗压均呈上升趋势。润磨7 min后，生球落下强度比不进行润磨提高3．9次，生球抗压强度提高3．67N／个；润磨3 min，成品球抗压强度比不润磨提高541 N／个。根据以上试验数据，润磨时间选择5 min较好。

5．4膨润土配比对生球及成品球的影响

    膨润土配比对生球及成品球的影响见表7。

  从表7可见，随膨润土配比从1．5％增加到2．5％，生球落下强度、抗压强度、成品球抗压强度均呈上升趋势，生球落下强度提高3．9次／个，成品球抗压强度提高990N／个。综合考虑球团品位与强度，膨润土配比选择1.7％～2．0％较适宜。

5．5不同焙烧温度、时间对成品球抗压强度的影响

    不同焙烧温度对成品球抗压强度的影响见表8。

    由表8可知，随着焙烧温度从1100℃提高到l 250 ℃，焙烧时间保持8 min，成品球抗压强度逐步提高，从1098N／个提高到2632N／个；当焙烧温度达1 250℃时，焙烧时间从8 min延长到16min，成品球抗压强度改善幅度不大。

5。6造球返料量的影响试验

  由于巴西精矿粒度较粗，成球性能差，成球松散，使得造球返料多。柳钢造球返料通过皮带返回造球圆盘配料仓，当返料量大，精矿量少时，返料易形成小母球，难以长大，造成恶性循环，严重影响成球率。为此，取造球返料与润磨后的上料精粉进行搭配试验，造球返料配比对生球及成品球的影响列于表9。从表9可见，造球返料配比从80％减少到20％，生球落下强度逐渐增加，由2．5次／个提高到5．9次／个，生球合格率增加明显，由36％提高到73％，生球爆裂(185℃)个数显著减少，由26个／50个减少到7个／50个，生球抗压强度由8．3N／个提高到11．5N／个，成品球抗压强度由2143N／个提高到2578N／个。所以，以粒度较粗的巴西矿为主要原料进行造球时，一定要控制好造球返料比例，造球返料是否能返回参与配料，值得研究探讨。

6    试验结论

  1)巴西矿配加部分磁铁矿可以明显改善球团矿抗压强度。随磁铁粉配比从0增加到50％，成品球抗压强度比单一使用巴西矿时提高1767N／个。在条件允许的情况下，可适当增加磁铁矿配比，从而降低预热干燥和焙烧温度，使链篦机寿命延长，提高设备作业率，提高产量。

  2)在目前球团原料条件下，采用润磨工艺可改变原料粒度特性，提高造球效果，润磨时间选择5 min比较适宜。膨润土配比以1．7％～2．0％为好，若考虑到生产上润磨机的混匀效果较差，膨润土配比可提高到2．5％。

    3)如何提高润磨机的处理量，其介质填充率大小对混合料粒度的影响，以及如何提高生球的爆裂温度需进一步探讨。

    4)在巴西精粉配比为80％，磁铁矿配比为20％，预热干燥温度900℃，时间4min，焙烧温度达1 250℃，焙烧时间8 min时，成品球抗压强度可以达到1 800N／个。

    5)以大比例赤铁矿生产球团矿，应控制好造球返料量与上料量的比例，才能有效提高造球的成球率。

                                                                                                                         (柳州钢铁公司烧结厂工艺技术科)