豎爐球團(tuán)拓展使用原料范圍的探索

鄭志強(qiáng)，寧 振

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)煉鐵廠,山東 濟(jì)南 250101

0 引言

為應(yīng)對鋼鐵市場疲軟的局勢，濟(jì)鋼豎爐球團(tuán)剖析了自產(chǎn)球團(tuán)礦成本高的原因，其中，原料成本占總成本的95%，而制造費(fèi)用和工資福利的總和僅占5%左右，另外國際三大礦山巨頭壟斷鐵礦石貿(mào)易，礦價(jià)高企嚴(yán)重威脅到濟(jì)鋼豎爐球團(tuán)的生存。因此，降低原料成本是濟(jì)鋼球團(tuán)廠生存的必由之路。從2009年2月份開始，球團(tuán)廠停止了使用高價(jià)長協(xié)礦，轉(zhuǎn)而采用以國內(nèi)粉為主，配用部分自產(chǎn)鋼城堿礦的原料結(jié)構(gòu)。由于國內(nèi)精粉品位相對較低，脈石含量較高，脈石中的SiO2、CaO、MgO對豎爐氧化球團(tuán)質(zhì)量影響較大。在突破使用低品質(zhì)國內(nèi)精粉方面，濟(jì)鋼豎爐球團(tuán)通過工業(yè)試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室配料試驗(yàn)等方面進(jìn)行一系列的研究。

1 增配污泥工業(yè)試驗(yàn)

2009年1月～12月，進(jìn)行了增配煉鋼污泥的工業(yè)試驗(yàn)，污泥配加量由38kg/t，最多增加到90kg/t。通過積極創(chuàng)新大膽嘗試，不斷優(yōu)化過程控制參數(shù)和提高操作技能，目前已能夠適應(yīng)高污泥混合料的使用，并確保球團(tuán)礦成品質(zhì)量穩(wěn)定。按現(xiàn)在的情況估計(jì)，污泥配加量有望達(dá)到100kg/t 左右。

隨著集團(tuán)公司新鋼廠區(qū)的投產(chǎn)，煉鋼污泥的產(chǎn)出量還將繼續(xù)增加，球團(tuán)增配污泥生產(chǎn)技術(shù)的突破，能為集團(tuán)公司的資源循環(huán)再利用和降本增效起到重要的作用。

2 高硅高鎂經(jīng)濟(jì)料工業(yè)試驗(yàn)

2009年6月1日～6月8日，濟(jì)鋼球團(tuán)廠進(jìn)行了煉鋼用球經(jīng)濟(jì)料工業(yè)試驗(yàn)。經(jīng)過8天的深入探索和操作調(diào)整，試驗(yàn)取得圓滿成功，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，降成本效果顯著。

濟(jì)鋼球團(tuán)廠使用的經(jīng)濟(jì)料主要有：鋼城堿（自產(chǎn)礦）、棗莊精粉、劉嶺精粉等，其混合料特性對豎爐球團(tuán)生產(chǎn)的影響如下：

1）混合原料粒度粗，＜0.074mm占65%左右，影響生球質(zhì)量；

2）化學(xué)成分不穩(wěn)定，脈石含量高，特別是SiO2(＞8%)、CaO（＜2.0%）、MgO（＞2.2%），這樣的原料成分是濟(jì)鋼球團(tuán)從未使用過的，它們對球團(tuán)焙燒可能產(chǎn)生的影響也不能確定；

3）原料種類多，給倉儲和混料系統(tǒng)帶來困難，易造成成分波動(dòng)。

為配合高硅高鎂經(jīng)濟(jì)料球團(tuán)生產(chǎn)，采取了以下調(diào)整手段：

1）提高焙燒溫度。沖破傳統(tǒng)觀念（SiO2＞8%時(shí)焙燒溫度最高控制1120℃），在MgO含量為2.2%～2.4%，SiO2含量為8%～10%范圍內(nèi)，將焙燒溫度控制在1160℃～1180℃。實(shí)踐證明，此舉能夠穩(wěn)定成品球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度在2500N/個(gè)左右；

2）實(shí)施混合料全磨，提高原料活性，改善經(jīng)濟(jì)料粒度粗對造球工序的影響，并達(dá)到降低膨潤土消耗的目的；

3）優(yōu)化豎爐參數(shù)，提高噸礦煤氣消耗，降低冷風(fēng)量，加長均熱帶，延長鎂質(zhì)球團(tuán)礦固結(jié)時(shí)間，有效提高鎂質(zhì)球團(tuán)礦的強(qiáng)度。

試驗(yàn)結(jié)果證明：在配加部分經(jīng)濟(jì)料（棗莊高鎂精粉和劉嶺高硅精粉）工業(yè)性試驗(yàn)中，通過優(yōu)化參數(shù)配置，球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度達(dá)到了2500N/個(gè)左右；配加高鎂經(jīng)濟(jì)料后，球團(tuán)礦的MgO達(dá)到2.3%，已經(jīng)達(dá)到高爐使用鎂質(zhì)球團(tuán)礦的標(biāo)準(zhǔn)。這表明我們掌握了大量配加經(jīng)濟(jì)料的技術(shù)和鎂質(zhì)球團(tuán)礦的生產(chǎn)技術(shù)，也為下一步大量采用低品質(zhì)、多品種國內(nèi)礦的原料結(jié)構(gòu)做好了技術(shù)儲備。

3 全部采用國內(nèi)粉的生產(chǎn)實(shí)踐

基于前期對經(jīng)濟(jì)料工業(yè)試驗(yàn)積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，濟(jì)鋼球團(tuán)廠根據(jù)集團(tuán)公司的結(jié)構(gòu)調(diào)整需求及當(dāng)前的原料資源情況，于2009年12月份開始實(shí)施全國內(nèi)粉生產(chǎn)球團(tuán)。

所用原料以鋼城堿精粉為主，另外還有梅山精粉、劉嶺精粉、魯中精粉等，及相對較高的污泥配比（90kg/t）。在此次生產(chǎn)實(shí)踐過程初期出現(xiàn)了低硅、高堿度、高鎂的類型原料結(jié)構(gòu)，成品抗壓強(qiáng)度無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)（＞2500N/個(gè)）。

所謂低硅、高堿度、高鎂的類型原料結(jié)構(gòu)，其成分為SiO2＜4%,R2＞0.4，MgO＞1.8%時(shí)，最初焙燒溫度設(shè)定為1140℃，其抗壓強(qiáng)度只有1800N左右，隨著焙燒溫度提高至1200℃，球團(tuán)礦強(qiáng)度不斷增加，但是強(qiáng)度也不會出現(xiàn)大幅度提高（抗壓強(qiáng)度僅為2200N/個(gè)左右），主要原因是形成的渣量減少，高CaO促使球團(tuán)在焙燒過程中須晶增多和長大，影響球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度；另外，高CaO易形成CaO2Fe2O3，而CaO2Fe2O3在冷卻過程中再次分解[1]，導(dǎo)致成品球抗壓強(qiáng)度降低。調(diào)整措施是：增加含硅量高的酸性粉（如劉嶺精粉）配比來提高混合料中SiO2的含量(SiO2＞4%)，平衡硅鈣比例（R＜0.35）。經(jīng)過分析和實(shí)踐調(diào)整，在全部國內(nèi)粉原料結(jié)構(gòu)下，控制焙燒溫度為1130℃～1160℃，球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度能夠達(dá)到2600N/個(gè)，滿足高爐生產(chǎn)要求。

另外，濟(jì)鋼球團(tuán)廠還根據(jù)當(dāng)前的原料結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室熔融試驗(yàn)，測試低硅高堿度高鎂球團(tuán)礦的熔點(diǎn)。結(jié)果表明：在1400℃下球團(tuán)礦沒有出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。使用高鎂球團(tuán)礦有利于改善高爐軟融帶的透氣性。

4 結(jié)論

1）濟(jì)鋼豎爐球團(tuán)配加低品質(zhì)國內(nèi)精粉的探索實(shí)踐有助于濟(jì)鋼集團(tuán)公司擺脫對長協(xié)精礦長期形成的依賴，在當(dāng)前長協(xié)礦談判舉步維艱時(shí)期具有重要意義。2010年濟(jì)鋼4×3200m3大高爐投產(chǎn)，球團(tuán)礦需求量增加，低品質(zhì)國內(nèi)精粉的配用確保集團(tuán)公司降成本工作的主動(dòng)性；2）本項(xiàng)目研發(fā)的經(jīng)濟(jì)料焙燒技術(shù)和控制方法填補(bǔ)了大型化豎爐使用經(jīng)濟(jì)料的技術(shù)空白，提高了豎爐對不同原料結(jié)構(gòu)的適應(yīng)能力，拓展了豎爐球團(tuán)降成本的空間，明顯提高了豎爐球團(tuán)在行業(yè)中的競爭力，對于推動(dòng)豎爐球團(tuán)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義；3）在使用經(jīng)濟(jì)料的同時(shí)，豎爐排放SO2量增加，暴露出重要的環(huán)保問題，這也是我們需要進(jìn)一步研究的課題。

[1]安順徽.球團(tuán)礦生產(chǎn)因工藝、新技術(shù)與新設(shè)備選用及球團(tuán)質(zhì)量控制檢驗(yàn)使用手冊[M].北京：冶金出版社，2005：1200-1202.