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邯寶煉鐵廠提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度的實踐
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摘 要：為了改善燒結(jié)礦質(zhì)量，邯寶公司煉鐵廠通過進行提高燒結(jié)礦強度的工藝研究，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度從投產(chǎn)初期的75．41％提高到79．11％，取得了顯著的效果。 關(guān)鍵詞：燒結(jié)礦強度 轉(zhuǎn)鼓強…
關(guān)鍵詞：燒結(jié)礦強度 轉(zhuǎn)鼓強度
1 前 言
邯寶煉鐵廠燒結(jié)車間l#360 m2燒結(jié)機于2008年3月26日熱負荷試車成功并投產(chǎn)，向1#3 200 m2高爐供料。投產(chǎn)一個月來，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)平均為74．41％，不能很好滿足3200m3級高爐對爐料質(zhì)量的需求。特別是該高爐4月18日投產(chǎn)以來，隨著高爐強化冶煉程度的提高，對燒結(jié)礦質(zhì)量也提出了越來越高的要求，不僅成分要求穩(wěn)定，而且對其強度和粒度組成的要求更為嚴格。為了滿足高爐精料入爐的冶煉生產(chǎn)需要，扎實提高燒結(jié)礦質(zhì)量，2008年5月邯寶公司組織了攻關(guān)隊，開展了“提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度”的攻關(guān)活動。通過一系列的技術(shù)和管理攻關(guān)，5～8月燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)平均達到78．24％，9月達到了79．11％，滿足了大高爐冶煉對燒結(jié)礦強度的要求。表1為1#360 m2投產(chǎn)以來燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)指標。
2 投產(chǎn)初期影響燒結(jié)礦強度原因
燒結(jié)工藝理論和實踐表明：燒結(jié)礦強度水平一般由燒結(jié)礦的礦物組成、粘結(jié)相性質(zhì)和數(shù)量、礦物結(jié)晶及礦物組織結(jié)構(gòu)等因素決定。而這些因素與燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、燒結(jié)礦堿度控制水平、燒結(jié)熱工制度及過程控制、生產(chǎn)組織管理等有關(guān)。
2．1燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
邯鋼沒有自己的礦山，原料均為外購且吃的是“百家飯”，邯寶煉鐵廠在360 m2燒結(jié)機投產(chǎn)前結(jié)合邯鋼自身特點，為燒結(jié)機投產(chǎn)儲備了大量原料(如表2所示)。按照備料情況和各種原料的物化性質(zhì))，并結(jié)合老區(qū)生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定了燒結(jié)機投產(chǎn)初期配比(見表3)。
由表3可以看出，我廠原料結(jié)構(gòu)中外礦的比例較大，一般在50％～70％之間，且低SiO2礦種占多數(shù)。同時為了提高燒結(jié)礦品位，降低Al2O3，配礦時相應(yīng)增加了高品位原料如邯邢礦、巴特粉等配比。由于品位高，含量較低，導(dǎo)致燒結(jié)礦SiO2含量偏低(為4．5％～4．7％)，這樣的配礦結(jié)構(gòu)導(dǎo)致燒結(jié)過程液相生成不足，粘結(jié)相強度差，燒結(jié)礦強度不好。
2．2 工藝控制
投產(chǎn)初期，由于受工程設(shè)計、工程建設(shè)過程中部分強化措施未到位及其邯鋼含鐵原料供應(yīng)受市場影響較大，而投產(chǎn)備料量又有限，尤其是外礦資源品種雜，質(zhì)量不穩(wěn)定，常因外礦短缺而被迫不斷變更原料結(jié)構(gòu)，難以保證生產(chǎn)的合理組織和穩(wěn)定控制，引起燒結(jié)生產(chǎn)工藝參數(shù)變化頻繁。另外，投產(chǎn)前1#燒結(jié)機料層松料器設(shè)置及結(jié)構(gòu)也不盡合理，燒結(jié)料層透氣性不佳，影響了料層厚度的提高，減少了有效燒結(jié)時間，不利于燒結(jié)物化反應(yīng)的充分進行。這些都給燒結(jié)礦強度帶來了不良影響。
3 提高燒結(jié)礦強度的措施
3．1優(yōu)化配礦，控制燒結(jié)礦SiO2含量
理論研究和實踐生產(chǎn)經(jīng)驗表明：不同的原料結(jié)構(gòu)會有不同的燒結(jié)性能，對應(yīng)有不同的燒結(jié)礦品質(zhì)。經(jīng)過初期生產(chǎn)摸索，我們總結(jié)出經(jīng)驗：在進行燒結(jié)配礦時，應(yīng)根據(jù)不同礦種的SiO2含量，進行合理搭配。在配料比攻關(guān)中，我們采取適當提高SiO2含量高的礦種和物料的配比，比如增加鋼渣配比，減少巴西球粉、配加戈粉、增加邯邢礦配比等，用來提高燒結(jié)礦的SiO2含量，改善原料的燒結(jié)性能。表4所示為燒結(jié)混勻料配比調(diào)整攻關(guān)時采用的方案系列，表5為對應(yīng)的燒結(jié)礦化學(xué)成分情況。
由表5可以看出，由于戈粉SiO2含量較高，它的配人使燒結(jié)礦中SiO2含量有較大提高，從而達到提高燒結(jié)礦SiO2含量的目的。以上配比方案攻關(guān)表明，通過適當提高SiO2含量高的礦種配比的方法來提高燒結(jié)礦的SiO2含量，能改善燒結(jié)礦的強度指標。表6所示為投產(chǎn)以來燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度與SiO2含量的關(guān)系。
3．2添加燒結(jié)增效劑，強化燒結(jié)過程
為了進一步強化燒結(jié)過程，我們通過在燒結(jié)混和料中添加0．4％o比例的燒結(jié)增效劑。該增效劑具有強化混合料的造球，改善料層透氣性，改善燒結(jié)過程，提高燒結(jié)粘結(jié)相中的鐵酸鈣含量的功用，從而提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度。添加增效劑后，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度明顯升高，轉(zhuǎn)鼓強度較未添加前提高1％左右。
3．3提高料層厚度
厚料層燒結(jié)由于高溫保持時間長，燒結(jié)反應(yīng)和熱交換充分，對提高燒結(jié)礦強度的作用勿庸置疑。投產(chǎn)初期，燒結(jié)機的料層厚度控制在650 mm左右。攻關(guān)過程中，將燒結(jié)機的料層厚度提高到680～700 mm，實行厚料層燒結(jié)。同時，我們根據(jù)現(xiàn)有原料條件，采取了一系列改善料層透氣性的措施：①通過外配一定比例的澳礦來改善料層原始透氣性；②加強與經(jīng)營部的聯(lián)系，改善進廠生石灰及白云石質(zhì)量；③改進完善料層松料器裝置，提高料層透氣性。
通過以上措施的實施，現(xiàn)已能確保將燒結(jié)機料層厚度控制在。700～710mm，有利于燒結(jié)過程的強化，促使燒結(jié)礦強度的改善。
3．4適當提高燒結(jié)礦的FeO的控制標準
適當提高FeO的含量控制標準，可保證燒結(jié)礦中生成足夠的液相，有助于提高燒結(jié)礦強度。FeO含量的高低與配碳量有關(guān)，較高的配碳量有利于FeO的生成。但不能認為要提高燒結(jié)礦強度就必須提高燒結(jié)礦FeO，從而一味地提高配碳量。因為，提高配碳量，雖然提高了焙燒過程中的燃燒溫度，還原氣氛增強，形成的鐵橄欖石粘結(jié)相增多，在一定范圍內(nèi)，能起到改善強度的作用，但配碳量過多時，也常會帶來一系列負面效應(yīng)：燃燒帶溫度升高，透氣性惡化，不利于針狀鐵酸鈣粘結(jié)相SFCA的生成，燒結(jié)礦的還原性能惡化等。但配碳量過低時，液相量不足，鐵礦石的結(jié)晶程度差，主要粘結(jié)相是玻璃質(zhì)，多孔洞，強度差，成品率下降。因此，合理配碳量的選擇，應(yīng)根據(jù)具體的原料條件而定。根據(jù)我廠現(xiàn)有的原料條件，我們將燒結(jié)礦FeO的含量由7．5％～8．5％提高到8．5％～9．5％，燒結(jié)礦的強度得到進一步的改善。今后我們打算在生產(chǎn)實踐中進一步摸索適宜的配碳量和FeO含量。
3．5適當放寬燃料破碎粒度要求
有研究表明，燃料最適宜的粒度為0．5～3 mm，我們通常對燃料粒度的要求為<3 mm的占85％以上。對于各種粒度的燒結(jié)料，燃料的影響也不同。當燒結(jié)細磨精礦時，燃料粒度的增大會使燒結(jié)礦的產(chǎn)率及強度顯著的降低；而當燒結(jié)8～0 mm的富礦時，過細的燃料粒度又將使燒結(jié)礦的產(chǎn)率及強度明顯下降。在目前我廠低SiO2燒結(jié)的條件下，若燃料粒度過細，將造成燃燒速度過快，燃燒帶變薄，產(chǎn)生的熱量難以使燒結(jié)料達到所需的高溫和液相量，從而使強度變差。為此我們對燃料粒度的要求進行了適當?shù)姆艑�，燃�?/span><3 mm粒級的由85％以上降為70％～75％，延長燒結(jié)的高溫時間，強化燒結(jié)過程，提高轉(zhuǎn)鼓強度。
3．6強化操作，優(yōu)化工藝
1)控制點火溫度為l 050±30℃，點火時間≥1．5 min，保證足夠點火時間和點火強度，給表層燒結(jié)料以更多的熱量，增加表層液相總量，提高燒結(jié)礦表層強度。
2)在混合機添加熱水，促進生石灰和白云石的消化，提高混合料料溫和成球性，提高混合料透氣性；二是生石灰消化器加熱水，充分消化，提高料溫2～3℃。
3)混合料倉內(nèi)通人蒸汽，預(yù)熱混合料，提高料溫5～8℃，提高燒結(jié)料層透氣性。
4 生產(chǎn)效果
自2008年5月開展技術(shù)攻關(guān)以來，通過采取一系列措施，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度等主要技術(shù)經(jīng)濟指標有了明顯改善(見表1)，同時燒結(jié)礦粒度組成也得到明顯改善(見表7)。
由上述分析可知，攻關(guān)前后相比，燒結(jié)礦SiO2含量上升0．58個百分點，強度上升了3．7個百分點，攻關(guān)后燒結(jié)礦FeO含量保持在8．5％～8．8％的合理水平，粒度組成趨于合理，>40mm粒級較攻關(guān)前減少了4．85個百分點，25～10mm粒級增加了3．04個百分點。燒結(jié)礦質(zhì)量改善對高爐技術(shù)指標的提高發(fā)揮了重要作用，為邯寶煉鐵廠1#高爐的逐步順行提供了優(yōu)質(zhì)的原料。
5 結(jié) 語
1)根據(jù)現(xiàn)有資源優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)，合理搭配礦種，適當提高燒結(jié)礦的SiO2含量，保證良好的料層透氣性，是改善燒結(jié)礦強度的有效手段。
2)厚料層燒結(jié)能延長高溫保持時間，使燒結(jié)過程的熱交換和物化反應(yīng)充分，從而獲得高強度的粘結(jié)相，是改善高堿度燒結(jié)礦質(zhì)量的重要手段。
3)有控制地提高燒結(jié)溫度，增強還原氣氛，適當提高燒結(jié)礦的FeO含量，形成部分鐵橄欖石粘結(jié)相，能在一定范圍內(nèi)起到改善強度的作用。
4)適當放寬燃料粒度對提高燒結(jié)礦的強度能夠起到積極的作用。
參考文獻
l 張玉柱．提高低硅燒結(jié)礦強度的研究及在生產(chǎn)上的應(yīng)用．鋼鐵．2004．39(8)：38～42
