濟鋼球團使用鈉基膨潤土工業(yè)試驗

賀建峰

（濟南鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心，山東濟南250101）

濟鋼球團使用鈉基膨潤土工業(yè)試驗

賀建峰

（濟南鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心，山東濟南250101）

為降低黏結(jié)劑用量、提高球團礦品位，濟鋼在球團豎爐進行了鈉基膨潤土替代2/3普通膨潤土生產(chǎn)球團礦的工業(yè)試驗。在生產(chǎn)穩(wěn)定狀態(tài)下，鈉基土替代普通膨潤土的替代比大約1.37倍，結(jié)果表明，球團礦品位提高0.37百分點，二氧化硅降低0.36百分點，球團礦強度、還原度指標(biāo)基本不受影響，但豎爐產(chǎn)量約降低2%，返粉、除塵粉約升高15%，膨脹指數(shù)升高5.32百分點。按替代比1.37倍計算，使用鈉基土年效益可達675.7萬元。

球團；鈉基膨潤土；鈣基膨潤土；豎爐；工業(yè)試驗

1 前言

為降低生產(chǎn)球團礦所用黏結(jié)劑的使用比例，提高球團礦品位，2003年濟鋼就開始在球團豎爐生產(chǎn)中進行多種黏結(jié)劑造球技術(shù)研究和試驗，試驗的黏結(jié)劑有荷蘭恩卡佩利多、澳大利亞納爾科及國內(nèi)KLP等，這些黏結(jié)劑有機成分占50%以上，球團添加使用后混合料成球性能明顯改善，但生球團熱性能變差，生產(chǎn)中一直未能推廣應(yīng)用。2005年濟鋼開始進行人工鈉化膨潤土（簡稱鈉基土）造球技術(shù)研究，在實驗室進行大量對比試驗，在取得較好效果的情況下，2008年4～7月進行了鈉基土造球工業(yè)試驗。

2 工業(yè)試驗工藝及設(shè)備情況

濟鋼球團廠有4座球團豎爐（8+10+14×2），上料系統(tǒng)共用1條配料線，其中黏結(jié)劑配料倉2個。鈉基土試驗期間，鈉基土倉采用袋裝上料，普通膨潤土倉采用罐車上料。原料處理有4臺潤磨機，開三備一，潤磨率40%～50%；原料烘干機3臺，脫水率0.7百分點；1#、2#爐采用4.2 m×12 m造球盤，3#、4#爐分別采用7.5 m×2 m、10 m×4 m造球盤。4座豎爐均采用體積比為4∶1的高爐轉(zhuǎn)爐混合煤氣焙燒球團礦。

3 工業(yè)試驗用球團原料

3.1 原料成分及粒度組成

濟鋼球團生產(chǎn)所用鐵礦粉主要為智利精粉、巴西赤鐵礦精粉（MBR）、俄羅斯精粉及國內(nèi)鋼城、魯中鐵礦精粉，黏結(jié)劑使用濰坊地區(qū)普通膨潤土（簡稱普通土）及鈉基土，其膨脹容分別為8.5、12.0 mL/g；吸藍(lán)量分別為34、38 g/100 g。鐵礦粉及黏結(jié)劑的主要物化性能指標(biāo)見表1、表2。

表1 試驗用原料的化學(xué)成分%

表2 試驗用原料的粒度組成%

3.2 原料配比

為對比不同原料狀態(tài)下的黏結(jié)劑性能，保證試驗結(jié)果的可比性，工業(yè)試驗分2個基準(zhǔn)期和3個試驗期：基準(zhǔn)期1，2008年4月5～14日；基準(zhǔn)期2，6月5～23日；試驗期1，4月15～5月2日；試驗期2，5月28日～6月4日；試驗期3，6月24日～7月7日。

原料預(yù)配比見表3。

表3 鈉基土工業(yè)試驗各階段原料結(jié)構(gòu)kg/t

4 試驗結(jié)果及分析

4.1 鈉基土實際配比及替代比

球團礦產(chǎn)量及黏結(jié)劑實際消耗情況見表4。表4中數(shù)據(jù)是扣除了停機時間等外因素后計算的日平均產(chǎn)量，黏結(jié)劑使用量是按照實際消耗折算成的噸礦消耗，替代比為同基準(zhǔn)期相比普通膨潤土減少量與鈉基土使用量的比值。

表4 球團產(chǎn)量及黏結(jié)劑實際消耗情況

由表4可知：1）同2個基準(zhǔn)期相比，3次試驗平均替代比為1.37倍。2）替代比變化的大致趨勢為：鈉基土使用比例越大替代比越低。

4.2 鈉基土對造球的影響

同基準(zhǔn)期相比，鈉基土試驗對造球的影響情況見表5。由表5可知：同基準(zhǔn)期相比，生球抗壓合格率平均降低0.3%、落下合格率降低2.28%、粒度合格率降低1.15%，生球水分升高0.02%。

4.3 鈉基土對生產(chǎn)指標(biāo)的影響

鈉基土試驗對產(chǎn)量及相關(guān)指標(biāo)的影響見表6。

表5 與基準(zhǔn)期2比較鈉基土對造球的影響

表6 鈉基土試驗對產(chǎn)量及相關(guān)指標(biāo)的影響

由表6知：2次試驗平均配加鈉基土21.42 kg/t，降低普通膨潤土用量27.05 kg/t，黏結(jié)劑總量減少5.63 kg/t；試驗期間平均降低產(chǎn)量180.13 t/d（相當(dāng)于減產(chǎn)2%），返粉降低3.36 kg/t，除塵粉降低0.2 kg/t，球團礦燒成率降低0.3%。

4.3.1 鈉基土對豎爐爐況的影響

鈉基土試驗對豎爐及相關(guān)指標(biāo)的影響見表7。根據(jù)表7計算：鈉基土試驗期間，4座豎爐燃燒室壓力平均升高0.39 kPa，冷卻風(fēng)量降低1 065 m3/h，焙燒溫度平均降低0.1℃。表明爐況比基準(zhǔn)期略有變差。

4.3.2 鈉基土對球團礦冶金性能的影響

鈉基土對球團礦物化性能的影響見表8、表9。

由表8可知：1）第2次和第3次鈉基土試驗原料結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，品位平均提高0.23百分點、二氧化硅平均降低0.33百分點。2）3次試驗累計品位平均升高0.37百分點，二氧化硅平均降低0.36百分點。

由表9可知：鈉基土工業(yè)試驗對球團礦強度指標(biāo)基本沒有影響，轉(zhuǎn)鼓強度、抗壓強度分別降低0.04%、0.6 N/個，低溫粉化提高1.99%，篩分指數(shù)（＜5 mm粒度）降低0.03%。冶金性能方面：還原度平均降3.68百分點（降5%），膨脹指數(shù)平均升高5.32百分點（升60%）。

工業(yè)試驗過程中，遵循的原則是保持豎爐生產(chǎn)的穩(wěn)定，即通過調(diào)整黏結(jié)劑配加比例、生球入爐量、豎爐操作（爐溫、風(fēng)量）參數(shù)來減少對豎爐生產(chǎn)的影響。因此，整個工業(yè)試驗過程中爐況（燃燒室壓力、風(fēng)溫、風(fēng)量）基本穩(wěn)定，雖然黏結(jié)劑切換過程中出現(xiàn)過幾次波動，曾造成豎爐壓力升高、風(fēng)量降低，但通過調(diào)整也都逐步穩(wěn)定下來，沒有對豎爐造成太大影響。分析認(rèn)為，爐況的某些變化與試驗過程中原料波動及結(jié)構(gòu)變化有一定關(guān)系，豎爐所表現(xiàn)的具有過程波動的因素影響，通過幾期工業(yè)試驗，球團豎爐使用鈉基土生產(chǎn)球團礦，同使用普通膨潤土基本一樣，對豎爐爐況順行影響較小。

表7 鈉基土試驗對豎爐爐況及相關(guān)指標(biāo)的影響

表8 鈉基土試驗對球團礦成分的影響

表9 鈉基土試驗對球團礦冶金性能的影響

5 經(jīng)濟效益分析

按照3次試驗鈉基土實際平均替代比1.37倍（即基準(zhǔn)期配加普通膨潤土34.9 kg/t，3次試驗平均配加鈉基土18.6 kg/t，配加普通膨潤土9.86 kg/t）、試驗期間平均降低產(chǎn)量171.87 t/d（降低2.0%）、返粉增加4.95 kg/t、除塵粉增加1.32 kg/t、球團礦燒成率降低0.52%，分析計算經(jīng)濟效益如下。

濟鋼年產(chǎn)球團礦290萬t，生鐵800萬t，綜合焦比0.55 kg/t，節(jié)約焦炭按市場價格1 500元/t，增鐵效益300元/t，石灰200元/t，燒結(jié)、球團加工費80元/t。

1）按配料計算原料成本和品位提高的綜合效益。3次試驗累計品位平均升高0.37百分點，二氧化硅平均降低0.36百分點。球團品位提高增鐵效益607.36萬元，球團品位提高節(jié)焦效益1 113.49萬元，球團SiO2降低爐料少用石灰效益409.96萬元，折球團礦效益7.35元/t。

配料計算試驗期比基準(zhǔn)期球團礦品位升高0.36%、二氧化硅降低0.39%，與試驗結(jié)果基本吻合。試驗期的原料計算費用升高3.02元/t，因此，替代比1.37倍綜合效益為1 255.7萬元。

2）減產(chǎn)的負(fù)效益。僅按2%考慮減產(chǎn)的負(fù)效益，球團礦利潤按100元/t計算，減產(chǎn)損失580萬元。

按照試驗結(jié)果替代比1.37倍計算，使用鈉基土合計效益為每年675.7萬元。

6 結(jié)論

6.1 鈉基土的黏結(jié)性能好于普通膨潤土，球團豎爐使用鈉基土生產(chǎn)球團礦，爐況比基準(zhǔn)期略有變差，但并不影響豎爐順行，球團豎爐使用鈉基土工藝上是可行的。

6.2 本次試驗豎爐所表現(xiàn)的狀態(tài)具有過程波動的因素影響。球團豎爐使用占全部黏結(jié)劑比例2/3的鈉基土生產(chǎn)球團礦，在生產(chǎn)穩(wěn)定狀態(tài)下，校驗后實際替代比大約1.37倍。

6.3 不同的原料配比結(jié)構(gòu)、以及不同的鈉基土使用比例，替代普通膨潤土的替代比是不同的，黏結(jié)劑單耗所對應(yīng)的替代比大致趨勢為：鈉基土使用比例越大替代比越低。煉鋼污泥使用的多少，對黏結(jié)劑用量影響較大。

6.4 球團豎爐使用占全部黏結(jié)劑比例2/3的鈉基土生產(chǎn)球團礦，生球質(zhì)量略有降低，產(chǎn)量約降低2%，返粉、除塵粉約升高15%，球團礦強度、還原度指標(biāo)基本不受影響，膨脹指數(shù)變差。

6.5 球團豎爐使用鈉基土生產(chǎn)球團礦，能夠提高球團礦品位，具有明顯經(jīng)濟效益。

Industrial Test of Using Western Bentonite in Pellets in Jinan Steel

HE Jian-feng
（The Technology Center of Jinan Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

In order to reduce the amount of bonding agent and to improve the pellet grade,Jinan Steel made industrial tests of producing the pellet by western bentonite instead of 2/3 common bentonite.In the production of a stable state,the substituted ratio of the bentonite was about 1.37 times.The test results showed that the pellet grade was increased by 0.37 percentage points,the content of silicon dioxide was reduced by 0.36 percentage points,the intensity and reducibility index were not affected basically,but the output of the shaft furnace was decreased by 2%,the return fines and dedusting powder were increased about 15%and the expansion index was increased by 5.32 percentage points.Calculating by substituted ratio 1.37 times shows that the benefits of using the western bentonite per year will reach 6.757 million Yuan.

pellet;western bentonite;calcium bentonite;shaft furnace;industrial test

TF046.6

A

1004-4620（2010）01-0044-03

2009-05-21

賀建峰，男，1962年生，1984年畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院鋼鐵冶金專業(yè)?，F(xiàn)為濟鋼技術(shù)中心高級工程師，從事煉鐵技術(shù)工作。