釩鈦磁鐵礦用于球團生產(chǎn)的工業(yè)試用實踐

史 虎，郭 峰，房 強，徐 超

（山東金嶺鐵礦有限公司，山東 淄博255084）

1 前言

喀什金嶺球團公司現(xiàn)有一條鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯球團生產(chǎn)線，年設(shè)計生產(chǎn)能力60萬t酸性氧化球團礦，2013年初投產(chǎn)，產(chǎn)品供應(yīng)八鋼、萊鋼新疆公司等。近年來，新疆南疆地區(qū)普通磁鐵礦粉價格上漲，采購供應(yīng)緊張；另一方面，喀什周邊地區(qū)釩鈦磁鐵礦儲量豐富，價格低廉，八鋼等下游廠家也希望利用釩鈦球團礦的冶金性能優(yōu)勢，來滿足其個性化護爐的需要。因此，本研究探討利用當(dāng)?shù)亓畠r釩鈦磁鐵精礦用于球團生產(chǎn)的可行性及效果，以期對公司多元化發(fā)展提供指導(dǎo)。

2 原料條件及配礦結(jié)構(gòu)

供應(yīng)喀什金嶺鐵礦用于生產(chǎn)的釩鈦磁鐵精礦主要來自相鄰的克州和喀什地區(qū)的巴楚縣。釩鈦磁鐵精礦整體表現(xiàn)為含鐵品位較低（平均55%）、粒度粗細不一、TiO2含量10%左右，通過配料組合，嘗試全釩鈦磁鐵精礦用于球團生產(chǎn)。釩鈦磁鐵精礦成分見表1。

表1 當(dāng)?shù)剽C鈦磁鐵精礦主要成分 %

適宜造球的混合料要求粒度-0.074 mm比例≥70%，釩鈦磁鐵精礦粉具有粒度較粗、比表面積小、礦粉顆粒表面親水性差、造球時不易成球等特點［1］。由表1可知，環(huán)球精粉和眾維精粉粒度較細，搭配其他兩種精礦應(yīng)該滿足配料需要。4種精礦粉合計量28 012 t，環(huán)球精礦和眾維精礦占比分別為10.2%和30.3%，不能滿足實際配料要求?？紤]到是第1次試驗生產(chǎn)釩鈦球團，試驗初期混合料粒度可以滿足造球要求，隨著生產(chǎn)進行，摸索出合適的造球和焙燒參數(shù)后再進行調(diào)整。

釩鈦磁鐵礦的生產(chǎn)試用效果較好，各階段配料比例如表2所示。

表2 釩鈦磁鐵礦各試用階段配料比例 %

3 工業(yè)試用生產(chǎn)實踐

根據(jù)現(xiàn)場釩鈦磁精礦存料情況，計劃進行20 d工業(yè)試用生產(chǎn)實踐。針對釩鈦磁鐵精礦粉粒度粗、礦粉顆粒表面親水性差、不易成球的情況，通過提高潤磨預(yù)處理效果，提高成球性指數(shù)；同時，通過提高生球質(zhì)量、調(diào)整熱態(tài)工藝控制，保證了生產(chǎn)順行。

3.1 提高潤磨預(yù)處理效果

生產(chǎn)線配備的潤磨機型號為Φ3.5 m×6.2 m，正常運行時，磨后可提高混合料粒度5%左右，主要起混料作用。釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)試用階段，在保證混合料進入磨機不倒料的前提下，提高潤磨機鋼球的填充率，逐步增加鋼球填充量至45～50 t，磨后混合料粒度提高8%～10%，改善了釩鈦磁鐵礦混合料的親水性，提高了其成球性指數(shù)（見表3）［1］。

表3 釩鈦磁鐵礦各試用階段粒度及生球強度、水分

3.2 提高生球質(zhì)量

釩鈦球團礦在干燥預(yù)熱過程中，爆裂溫度低，破損剝落嚴(yán)重，且需要較高的焙燒溫度。通過適當(dāng)降低生球水分、縮小球徑、提高生球的落下強度，可以在干燥預(yù)熱過程中，提高釩鈦球的爆裂溫度［2］。

1）降低生球水分。生球水分決定了生球爆裂溫度的高低，生球水分越高，干燥過程中生球表面和中心產(chǎn)生的濕度差越大，不均勻收縮產(chǎn)生的熱應(yīng)力越大，則生球的爆裂溫度越低，反之依然。在生產(chǎn)實踐過程中，逐步將生球水分由8.5%以上降低到8%左右。

2）適當(dāng)縮小生球直徑。生球的落下強度與生球直徑的平方成反比，同等條件下，生球直徑越小，則其落下強度越高；同時隨著球徑的縮小，干燥過程中生球表面和中心產(chǎn)生的熱應(yīng)力減小，可減少爆裂，縮短干燥預(yù)熱時間，預(yù)熱焙燒時，干球能充分氧化，縮短焙燒時間。生產(chǎn)線原來的粒級組成8～16 mm占85%左右，釩鈦球團礦生產(chǎn)調(diào)整為8～12 mm占比85%以上。

3）調(diào)整造球盤轉(zhuǎn)速變頻。造球時間對生球質(zhì)量有明顯的影響，生球的落下強度隨著造球時間的延長而增加。生產(chǎn)線有4臺直徑6 m的圓盤造球機，正常生產(chǎn)時3用1備，試驗生產(chǎn)第2階段，4臺造球盤同時運行，在不改變其傾角的情況下，調(diào)速變頻由原來的29 Hz逐步調(diào)整為25 Hz，在膨潤土配比同比不變和略有減少的情況下，生球落下強度提高到8～10次/個。

3.3 調(diào)整熱態(tài)工藝控制

鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯是聯(lián)合機組，包括鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機及附屬設(shè)備，其特點是干燥預(yù)熱、焙燒、冷卻分別在3臺不同的設(shè)備上進行。生球在鏈篦機上利用從回轉(zhuǎn)窯窯尾和環(huán)冷機二段出來的熱廢氣進行干燥和預(yù)熱，熱能利用率較高。釩鈦球團礦的干燥預(yù)熱、焙燒過程具有預(yù)熱焙燒時間長、焙燒溫度較高、噸球能耗高等特點，成品球團礦抗壓強度同比普通氧化球團礦低［3］。

通過減少生球在篦床上的料層厚度、適當(dāng)降低機速、調(diào)整鏈篦機3段溫度控制，使生球在干燥預(yù)熱過程中階梯狀升溫更加平緩，減少了干球的破損和爆裂。同時提高回轉(zhuǎn)窯的窯內(nèi)溫度，調(diào)整環(huán)冷機各段的鼓風(fēng)量及溫度控制。

通過以上措施，減少了釩鈦球團預(yù)熱球表面出現(xiàn)裂紋的比例，提高了其抗壓強度。通過對預(yù)熱球進行化驗分析，表面出現(xiàn)裂紋的占5%左右，其抗壓強度平均為520 N/個，與生產(chǎn)的普通球團強度基本相同（見表4、表5）。釩鈦球團礦的成品球抗壓強度略有下降（見表6）。

表4 鏈篦機熱態(tài)工藝操作參數(shù)對比

表5 回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機等熱態(tài)工藝操作參數(shù)對比

表6 成品球團成分及指標(biāo)

4 結(jié)語

喀什金嶺球團公司全部采用釩鈦磁鐵精礦生產(chǎn)球團礦時，通過增加混合料中膨潤土的配比，造球時成球率和生球落下強度有所提高，同時能提高干燥預(yù)熱時的爆裂溫度。生產(chǎn)試用第1階段，膨潤土配比為2.5%（普球生產(chǎn)時為1.6%），生球成球率較高，但造球時霧化水用量較大，在倒運至鏈篦機篦床時容易變形粘連。成品球團中SiO2含量達到7.22%，TFe為52.35%，品位降低明顯。隨后在采取相應(yīng)措施保證生球質(zhì)量的前提下，逐步降低膨潤土配加量至1.8%。

自第2階段開始，經(jīng)過熱態(tài)工藝參數(shù)摸索調(diào)整，釩鈦球團礦產(chǎn)量逐步提高到85 t/h并穩(wěn)定下來，噸球煤耗38.82 kg/t（普球生產(chǎn)時為30 kg/t）。

下一步在保持釩鈦球團礦產(chǎn)品質(zhì)量的同時，進行提產(chǎn)降耗方面的嘗試。

由于釩鈦球團礦生產(chǎn)實踐周期較短（20 d），同時減少了膨潤土配比，控制SiO2含量在7%以內(nèi)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈現(xiàn)象不嚴(yán)重，高溫段結(jié)圈厚度約為130 mm。隨著產(chǎn)能增加，入窯粉末量增加，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度維持較高的情況下，如何減緩窯內(nèi)結(jié)圈也應(yīng)作為下一步的攻關(guān)課題。