石鋼馬來西亞粉燒結性能

李 杰，王杏娟，劉 然，呂 慶，張金福

（1. 河北理工大學 冶金與能源學院 現(xiàn)代冶金技術重點實驗室，河北 唐山063009；2. 河北鋼鐵集團石鋼公司，河北 石家莊050031）

0 引 言

石鋼近期使用馬來西亞粉作為燒結原料，由于這批馬來西亞粉屬于小礦種，公司從未使用過，但是價格上有優(yōu)勢。為了生產上更有效的利用它，石鋼有關技術人員對其進行了配礦實驗，通過對燒結實驗的工藝參數(shù)、燒結成分及冶金性能等指標綜合分析，初步摸清了配加馬來西亞礦后對燒結生產各項指標的影響，為生產采用合理的配比和操作方式提供了依據(jù)。

1 實驗方案的制定

1.1 原料條件

實驗所用原、燃料及熔劑均取自石鋼生產車間，其化學成分見表1。

表1 原料化學成分／%

從成分上看，馬來西亞礦具有較高的品位，且SiO2及Al2O3的含量適中，在較大比例配加時不會對燒結礦成分產生影響，所以在設計實驗時，適當提高了馬礦的最高配比，同時檢驗馬粉在不同比例下對燒結生產的影響。

1.2 配料及工藝條件

燒結杯試驗是模擬石家莊鋼鐵公司燒結廠的實際生產情況。燒結杯內徑為300 mm，各次試驗用料按試驗設計方案配料，每次試驗的總原料量為100 kg，人工加水拌勻后加入φ600 mm×1200 mm的小型園筒混料機內進行混勻造球，混勻造球的時間控制為10 m in。燒結杯底層放置4 kg大于10 mm的成品燒結礦作為鋪底料，燒結料層厚度控制為600 mm，燒結負壓控制為12000 Pa。燒結點火溫度控制為1150℃，燒結點火時間為1 min，燒結點火負壓控制為8000 Pa，將燒結廢氣溫度開始下降時定為燒結終點。實驗裝置如圖1所示。

由于沒有馬來西亞礦的燒結特性及礦相分析資料，單從外觀以及燒損1.79%來看，其粒度偏細而且結晶水含量不高，因此可以認為和澳礦及巴西礦的燒結特性能相去甚遠[1-3]，所以不采用替代式方案，而采用逐漸提高馬來西亞礦占所有新礦的比例的方案，且實驗梯度為 5%。通過單燒試驗，可以發(fā)現(xiàn)一些影響其單燒性能的因素，能夠反映一定的趨勢，如粒度、燒損、SiO2含量、礦石熔點、礦物組成對燒結速度、成品率等的影響[4]。根據(jù)石鋼的原料條件，燒結配礦試驗條件為：堿度為2，固定碳含量為3.8%，水分控制在7.5%左右，MgO含量為2.8%左右。研究各種鐵礦粉配比對燒結過程及燒結礦質量的影響規(guī)律。各種礦粉配比做到均勻分散，齊整可比，得到最佳的配礦組合。具體的試驗方案見表2。

圖1 燒結試驗裝置示意圖

表2 燒結配料試驗方案(%)

2 實驗結果及分析

2.1 燒結礦利用系數(shù)

燒結礦技術指標如表3所示。

表3 燒結礦的技術指標

燒結礦利用系數(shù)如圖2所示。由各方案利用系數(shù)的對比圖可以看到，與基礎方案比較，配加馬來西亞礦導致燒結利用系數(shù)升高，但是升高幅度與配加比例成反向對應關系，當馬來西亞礦比例為20%時，利用系數(shù)降至低于基礎方案。影響因素有：馬來西亞礦是粒度為1mm以下的細粉料，一定比例配加后，有利于改善造球，提高料層透氣性；但是馬來西亞礦燒損較低、隨著馬來西亞礦比例逐步增加，綜合礦物的燒損下降（高結晶水的礦物總比例下降），會造成燒結料層的收縮量下降、透氣性變差，導致利用系數(shù)的下降。

圖2 燒結礦利用系數(shù)

2.2 燒結礦轉鼓強度及返礦率指標

燒結礦轉鼓強度及返礦率指標分別見圖3和圖4。由圖3可見，與基礎實驗比較，馬來西亞礦的配加造成燒結礦轉鼓強度有提高的趨勢，當馬來西亞礦配加到 15%（方案三），強度升高的趨勢出現(xiàn)拐點，方案四（馬礦20%）較方案三轉鼓強度下降2個百分點；由圖4可見，馬來西亞礦的配加對返礦率變化影響不十分明顯，出現(xiàn)圖3中方案一返礦率向上波動的原因可能是水分波動的影響。

圖3 燒結礦轉鼓強度

圖4 燒結礦返礦率

由以上分析得出以下幾點實驗結論：

（1）通過試驗可以看出，在當前燒結原料基礎上，配加適當比例的馬來西亞礦有利混勻礦造球，有利于提高燒結產量，也有利于轉鼓強度的改善。

（2）根據(jù)試驗結果，馬來西亞礦適宜的配加比例為10%～15%。

（3）從配水造球過程來看，配加馬來西亞礦粉后，混勻料造球能力提高，配水量應由一定幅度的下降，考慮試驗中生石灰配水消化與生產控制過程不同，建議混勻礦水分控制在8.4%～9.2%。

3 生產的跟蹤情況及分析

表4和表5為使用馬來西亞礦后的鋪垛配比情況，表6和表7為馬來西亞礦使用前后燒結礦成分和轉鼓指數(shù)的對比情況，從表3和表4可以看出燒結在使用了一定比例的馬來西亞礦以后對提高燒結礦的品位和控制Al2O3的含量有一定的幫助。

值得注意的是一燒在使用7%的馬來西亞礦以后，轉鼓指數(shù)提高了近0.4個百分點，這和燒結杯實驗得出的結論是一致的，之后一燒保持馬來西亞礦7%的比例不變的情況下，配入了8%的秘魯精粉，結果燒結礦的轉鼓指數(shù)繼續(xù)上升，可以看出在目前燒結生產配入富含結晶水礦的比例較大的情況下，適當提高諸如馬來西亞礦和秘魯?shù)V的比例，對提高燒結礦的強度有一定的益處。

二燒使用馬來西亞礦后，轉鼓指數(shù)略有下降，但下降的幅度不大，在使用比例由7%增加到10%以后，轉鼓指數(shù)基本不變，這種結果可能和生產的過程控制有關。而后10月10日～10月30日馬來西亞礦配比降到7%，同時配加了8%的秘魯粉，轉鼓指數(shù)同時也得到了提高，在10月30日～11月2日馬來西亞礦比例繼續(xù)提高到10.2%時，轉鼓指數(shù)也跟著提高了近0.9個百分點，這個結果和一燒的情況是基本一致的。

表4 一燒鋪垛情況

表5 二燒鋪垛情況

表6 一燒燒結礦使用馬粉前后指標對比情況

表7 二燒燒結礦使用馬粉前后指標對比情況

4 課題結論及效益計算

用馬來西亞礦代替目前單品位價格最低，燒結性能也較好的FMG礦，產生的效益如下表8所示。

表8 使用馬粉效益計算

由上表可見使用馬來西亞礦后2009年10月份的效益為18.57萬元。

5 結 論

通過試驗可以看出，在當前燒結原料基礎上，配加適當比例的馬來西亞礦有利混勻礦造球，有利于提高燒結產量，也有利于轉鼓強度的改善。

從生產實踐上看，配加馬來西亞礦后比例和過程控制得當，對生產基本沒有不良的影響，如果價格上有優(yōu)勢，今后可以繼續(xù)提高馬來西亞礦的使用比例。

[1] 李曉云, 時越, 胡慶利, 等. 唐鋼燒結配加揚迪礦的實踐[J]. 燒結球團, 2007, 32(1): 51-55

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