白云石粉在燒結(jié)過程中的應(yīng)用調(diào)整策略

彭元飛 李恒 王鵬

摘 要：通過對燒結(jié)過程白云石粉理論配料計算的研究，作為一種降低燒結(jié)溶劑成本的方式，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程變化，指出白云石石粉替換高鎂粉的意義和效益。

關(guān)鍵詞：白云石粉;理論計算;效益;指導(dǎo)

1 前言

隨著鋼鐵企業(yè)利潤空間進(jìn)一步壓縮，甚至采用一些倒退的工藝控制方式，來換取較寬裕成本的空間，成為目前部分鋼鐵企業(yè)的主流降本增效措施。經(jīng)過前期的研究和分析，在燒結(jié)配料過程配加入白云石粉主要理論盲區(qū)在于燃料消耗的控制和燒結(jié)礦粒度、轉(zhuǎn)鼓的控制。龍鋼公司煉鐵廠400m2燒結(jié)機(jī)于2015年10月開始使用白云石粉代替部分高鎂粉灰進(jìn)行試驗性生產(chǎn)，運(yùn)行至今降本效果較明顯，燒結(jié)礦質(zhì)量無大幅波動，具體情況如下分析：

2 配加方案及實(shí)驗結(jié)果

2.1 理論計算

2.1.1 熔劑方面的計算

EXCEL布局策劃：按順序A、B、C、D、E、F列，第1行為項目（CaO、MgO、SiO2、R、有效CaO）、第2行為高鎂粉灰成分（51.00、30.58、3.29、1.75、45.24）、第3行為高鈣粉灰成分（86.55、2.28、1.80、1.75、83.40）、第4行為白云石粉成分（30.41、19.79、4.06、1.75、23.30），計算辦法如下：

有效CaO含量為去除熔劑中SiO2含量與燒結(jié)礦R控制倍數(shù)關(guān)系后的數(shù)值，公式核定為：有效CaO=熔劑CaO含量-R控制×熔劑SiO2含量。龍鋼公司周邊石粉廠均生產(chǎn)高鎂粉灰和高鈣粉灰，汽車?yán)\(yùn)白云石粉過程中存在交叉現(xiàn)象，導(dǎo)致白云石粉分析樣波動較大，指導(dǎo)生產(chǎn)存在波動，此處僅作理論計算。

為確保燒結(jié)礦R和MgO含量穩(wěn)定，首先要穩(wěn)定配料中高鎂粉灰與白云石粉轉(zhuǎn)換期間熔劑中CaO和MgO含量，核定公式如下：

Ⅰ 利用白云石粉和高鈣粉灰替換1t高鎂粉灰公式為：

高鈣粉灰=（F2×C4-C2×F4）/（F3×C4-C3×F4） ? ? ? ? ? ①

白云石粉=（F2×C3-C2×F3）/（F4×C3-C4×F3） ? ? ? ? ? ②

高鎂粉灰=①+② ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?③

Ⅱ 利用高鎂粉灰和高鈣粉灰替換1t白云石粉公式為：

高鈣石粉=（F4×C2-C4×F2）/（F3×C2-C3×F2） ? ? ? ? ?①

高鎂石粉=（F4×C3-C4×F3）/（F2×C3-C2×F3） ? ? ? ? ?②

白云石粉=①+② ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?③

根據(jù)熔劑實(shí)際質(zhì)量數(shù)據(jù)，帶入公式后計算得：

1t高鎂粉灰=1.53t白云石粉+0.11t高鈣粉灰;

1t白云石粉=0.65t高鎂粉灰-0.07t高鈣粉灰。

2.1.2 燃料計算

CaCO3分解熱為1.78J/g、MgCO3分解熱為1.33J/g，設(shè)定白云石粉在燒結(jié)分解過程中熱利用系數(shù)為100%，在不考慮生灰或高鎂調(diào)整后對燒結(jié)過程透氣性的影響;燃料主要為焦末，其發(fā)熱值基本穩(wěn)定在5500cal/g;代入數(shù)據(jù)計算得：白云石粉消耗額外消耗燃料為65.8kg/t;周邊生產(chǎn)高鎂粉灰灰窯燃料指標(biāo)為130kg/t，燃料利用效率為50%;估算燒結(jié)機(jī)在白云石粉礦化燃料利用效率為80%。

2.1.3 成本計算

高鎂粉灰價格為314元/t、高鈣粉灰價格為297元/t、白云石粉價格為89元/t、燃料價格為477元/t，根據(jù)熔劑計算和燃料計算得出白云石粉替換高鎂粉灰成本公式如下：

①白云石粉燃料利用效率為100%時：

替換1t高鎂粉灰成本=1.53*89+0.11*297+0.0658*477=200.23元

效益=314-200.23=113.77元。

②白云石粉燃料利用效率為50%時：

替換1t高鎂粉灰成本=1.53*89+0.11*297+0.13*477=230.85元

效益=314-230.85=83.15元。

2.2 試驗性生產(chǎn)

在燒結(jié)礦R2=1.55±0.1倍、燒結(jié)礦MgO含量1.55%基礎(chǔ)上，以白云石粉代替50%原高鎂灰配比，試驗期為10天。

2.2.1 原料結(jié)構(gòu)

試驗前：粗粉（巴西卡粉37%+克里夫斯38%）+精礦（主流精礦1#垛10%+主流精礦3#垛5%+青林精礦10%）

試驗期：粗粉（紐曼25%+巴西卡粉20%+Pb塊末5%）+精礦（主流精礦1#垛35%+主流精礦4#垛15%）

白云石粉配加實(shí)驗初期，受含鐵原料供應(yīng)影響，混勻礦結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大調(diào)整，粗粉比例由之前的80%降低至50%，精礦粉比例大幅提升。

2.2.2 其他物料數(shù)據(jù)

試驗過程中，高鈣生灰、燃料質(zhì)量均無較大變化;同時受連續(xù)雨天影響，塊礦含水率升高2.59%，對塊礦篩分環(huán)節(jié)造成較大影響，塊礦鋪底料含末率平均升高8.98%。

2.3 物料單耗及成本變化情況

高鈣灰單價：297.67元/噸、外購焦末單價：477.33元/噸。

高鎂熔劑方面：在保持燒結(jié)礦MgO含量相同的情況下，用白云石粉置換50%高鎂灰后，高鎂石粉與高鎂灰綜合單耗較試驗前高鎂灰單耗升高了6.52kg/t，但成本較之前降低了5.05元/噸。

高鈣熔劑方面：由于高鎂石粉CaO含量僅30.4%，雖然高鎂熔劑單耗上升，但根據(jù)理論計算，高鈣灰單耗仍需上升4.13kg/t，折算成本為1.23元/噸。實(shí)際生產(chǎn)中高鈣灰單耗上升了6.99kg/t，超出理論計算2.86kg/t，經(jīng)分析主要原因為：由于含鐵原料供應(yīng)緊張影響，10月28日后混勻礦結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大幅調(diào)整，混勻礦SiO2含量較之前平均升高0.17%，為保證燒結(jié)礦R穩(wěn)定，高鈣灰配比上調(diào)。

焦末方面：由于白云石粉為生料，配加后需消耗部分熱量，經(jīng)理論計算，按置換50%高鎂灰比例，焦末單耗需上升1.8kg/t，折算成本為0.86元/噸。且由于試驗過程中受煤氣質(zhì)量差、混合料料溫低（由于氣溫下降及蒸汽供應(yīng)不穩(wěn)定影響，平均料溫較前降低4.15℃）、鋪底料塊礦含水率和含末率上升等因素影響，燃料單耗升高值應(yīng)大于理論計算，但實(shí)際生產(chǎn)中焦末單耗反而較試驗前降低了1.1kg/t，經(jīng)分析主要原因為：10月28日混勻礦結(jié)構(gòu)調(diào)整后，粗粉比例由之前75～80%降低至50%，精礦粉比例大幅上升，由于粗粉為赤、褐鐵礦，經(jīng)前期化驗結(jié)晶水含量為5%，精礦粉為磁鐵礦，其中所含F(xiàn)eO含量高于赤、褐鐵礦，在燒結(jié)過程中氧化作用放熱，且磁鐵礦中不含結(jié)晶水，所以在精礦粉大幅度替換粗粉后焦末單耗反而較試驗前降低了1.1kg/t。

其他方面：根據(jù)理論數(shù)據(jù)計算，高鎂石粉置換50%高鎂灰后，由于SiO2攝入量的增加，燒結(jié)礦品位較之前降低了0.16%，但實(shí)際使用后由于混勻礦中精礦粉比例大幅提高，燒結(jié)礦品位較之前上升0.49%。

綜合成本分析：高鎂熔劑置換成本：10.13-15.18=-5.05元/噸;實(shí)際成本變化：53.71-57.21=-3.5元/噸;熔劑及燃料成本變化：1.23+0.86-5.05=-2.96元/噸。

3 存在問題

1.在白云石粉氣力輸送入配料倉過程中，多次出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，經(jīng)分析，主要由于白云石粉堆比重較大（1.68t/m3），氣力輸送的穩(wěn)定性主要受石粉粒度和氣源壓力影響，當(dāng)白云石粉粒度<3mm占比>93%時，此類情況得到緩解。

2.白云石粉在試驗過程中，出現(xiàn)了人員調(diào)控滯后現(xiàn)象，造成燒結(jié)礦R穩(wěn)定率下降，需對重點(diǎn)崗位人員最好培訓(xùn)工作，特別是白云石粉和高鎂粉之間替換比例的設(shè)定問題。

4 結(jié)論

通過白云石粉在燒結(jié)過程的配加試驗使用，對降低溶劑成本起較大作用，利于目前鋼鐵企業(yè)低成本運(yùn)行的生產(chǎn)模式;總體而言，在燒結(jié)過程中使用白云石粉是一種工藝倒退，但促進(jìn)燒結(jié)礦區(qū)間成本的降低，若以穩(wěn)定高爐冶煉鎂鋁比為前提，可逐步提升白云石粉在燒結(jié)過程中的配加比例，甚至停止高鎂粉在燒結(jié)過程中的配加。

參考文獻(xiàn)

[1]李廣斌等;不同鎂質(zhì)溶劑對燒結(jié)礦質(zhì)量影響的實(shí)驗研究[J].燒結(jié)球團(tuán)，2012年6月.