宣鋼煉鐵廠提高燒結(jié)礦質(zhì)量的生產(chǎn)實(shí)踐

【摘要】本文試圖通過(guò)總結(jié)分析燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)及冶金性能的影響因素，結(jié)合宣鋼原料結(jié)構(gòu)和工藝條件來(lái)得出合理的燒結(jié)礦控制范圍。

【關(guān)鍵詞】燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)；冶金性能；影響因素

1、前言

近年來(lái)，高爐冶煉技術(shù)高速發(fā)展，“精料方針”越來(lái)越受到冶金工作者的高度重視。燒結(jié)礦物理化學(xué)性能對(duì)高爐爐況順行和高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)至關(guān)重要。提高燒結(jié)礦質(zhì)量是高爐精料方針的主要內(nèi)容之一，是改善高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此如何提高燒結(jié)礦質(zhì)量成為冶金工作者的重點(diǎn)工作內(nèi)容之一。因此研究燒結(jié)礦成分對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響致關(guān)重要。本文通過(guò)宣鋼的現(xiàn)有的原料結(jié)構(gòu)及設(shè)備條件，爭(zhēng)取找出最合理的燒結(jié)礦成分范圍。

2、燒結(jié)礦成分與質(zhì)量的關(guān)系

多年的兄弟單位研究成果表明，燒結(jié)礦成分是影響燒結(jié)礦質(zhì)量主要的影響因素，堿度是影響燒結(jié)礦質(zhì)量的一個(gè)基本因素，F(xiàn)eO是影響燒結(jié)礦質(zhì)量的一個(gè)重要因素，幾種成分相互影響制約，共同影響燒結(jié)礦質(zhì)量。宣鋼現(xiàn)有原料和工藝條件下，通過(guò)合理配礦、配碳以及工藝參數(shù)控制，控制燒結(jié)礦最適宜成分，獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的燒結(jié)礦。

2.1堿度與燒結(jié)礦質(zhì)量關(guān)系

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，R在2.6～1.6倍，混合料水分7.8±0.1%時(shí)，利用系數(shù)和成品率隨著堿度的降低是降低的趨勢(shì)，堿度在1.8倍以下時(shí)，成品率降低幅度最大；轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度并沒(méi)有隨著堿度的降低而呈下降趨勢(shì)；小粒級(jí)在R為2.1～1.9倍范圍內(nèi)指標(biāo)最好；堿度大于2.1倍或小于1.9倍時(shí)小粒級(jí)指標(biāo)變差。

R在2.6、2.4、2.3和1.6倍時(shí)，提高混合料水分為8.1±0.1%時(shí)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較可知，利用系數(shù)均有所提高，強(qiáng)度和成品率是降低趨勢(shì)，成品率和強(qiáng)度在堿度1.6倍時(shí)下降幅度最大，小粒級(jí)指標(biāo)變差。R1.8倍時(shí)，兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，降低利用系數(shù)，燒結(jié)礦強(qiáng)度還可顯著提高，由63.33%提高到66%，但成品率提高幅度不大，由75.27%提高到76.36%，成品率仍屬于偏低，小粒級(jí)指標(biāo)沒(méi)有明顯改善，利用系數(shù)、燒結(jié)礦強(qiáng)度和小粒級(jí)可以滿足生產(chǎn)要求，成品率開始出現(xiàn)下降趨勢(shì)；R1.7倍時(shí)，成品率降低，燒結(jié)礦強(qiáng)度顯著降低。R1.6倍時(shí)，利用系數(shù)較低1.185t/m2·h，燒結(jié)礦強(qiáng)度可以提高到64%，成品率仍只有72.99%，各項(xiàng)燒結(jié)指標(biāo)均下降。

堿度對(duì)成品率影響較大，利用系數(shù)對(duì)成品率影響較?。欢鴱?qiáng)度受利用系數(shù)影響較明顯，受堿度影響較小。

綜合燒結(jié)指標(biāo)看，外粉總數(shù)47%，混合料適宜水分7.8%，適宜堿度1.9～2.3倍。

2.2燒結(jié)礦FeO與燒結(jié)礦質(zhì)量關(guān)系

進(jìn)行燒結(jié)礦FeO對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量影響的燒結(jié)杯試驗(yàn)表明，隨著燃料比由4.0%提高到5.11%，燒結(jié)礦強(qiáng)度出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，成品率升高趨勢(shì)明顯，小粒級(jí)含量增加；燃料比由4.0%再降到3.5%時(shí)，在增加混合料水分情況下，利用系數(shù)仍降低，強(qiáng)度指標(biāo)保持較高水平，但與燃料配比4%時(shí)有所降低，成品率降低，燃料比3.5%與4.0%比，除小粒級(jí)含量指標(biāo)以外，其它各項(xiàng)指標(biāo)均有所降低，但好于燃料比高于4.0%的各項(xiàng)指標(biāo)。

在使用不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)果表明，在堿度1.95～2.2范圍內(nèi)，燒結(jié)礦FeO含量小于8%和大于10%時(shí)，燒結(jié)礦強(qiáng)度指標(biāo)變差。試驗(yàn)表明，在試驗(yàn)原料條件下，在堿度1.95～2.2范圍內(nèi)宣鋼燒結(jié)礦FeO含量的適宜控制范圍是8.5%-9.8%。

2.3燒結(jié)礦SiO2與燒結(jié)礦質(zhì)量關(guān)系

燒結(jié)杯試驗(yàn)表明隨著燒結(jié)礦SiO2含量增加，混合料水分不變的情況下，混合料制粒效果增強(qiáng)，透氣性好，燒結(jié)時(shí)間短，利用系數(shù)提高。燒結(jié)成品率在SiO2含量從4.4%增加到4.6%時(shí)，增幅較為明顯，從4.6%以后，增加幅度不大；燒結(jié)礦強(qiáng)度在SiO2含量為5.0%時(shí)，利用系數(shù)和強(qiáng)度均能滿足要求。

燒結(jié)SiO2含量5.2%時(shí)，燒結(jié)指標(biāo)受化學(xué)成分影響以外，受所配的外粉的配比和燒結(jié)性能影響較明顯。

堿度一定的條件下，要保持一定的系數(shù)，隨著燒結(jié)礦SiO2含量降低， 混合料適宜水分要增加，因?yàn)殡S著燒結(jié)礦SiO2含量降低，鈣灰配入量減少，要增強(qiáng)制粒效果，需提高混合料水分。堿度一定的條件下，隨著燒結(jié)礦SiO2含量降低，品位升高，但強(qiáng)度是降低趨勢(shì)。燒結(jié)礦SiO2含量4.4%，燒結(jié)礦各項(xiàng)指標(biāo)急劇下滑；SiO2含量4.6%，成品率有所提高，但系數(shù)和強(qiáng)度指標(biāo)不好；SiO2含量4.8%，成品率指標(biāo)變化不明顯，系數(shù)和強(qiáng)度指標(biāo)有所提高；SiO2含量5.0%以上時(shí)，燒結(jié)指標(biāo)較好，滿足生產(chǎn)要求。

堿度控制2.1倍，MgO2.7%的條件下，燒結(jié)礦SiO2含量宜控制在4.8～5.0%以上。

從原料結(jié)構(gòu)看，燒結(jié)礦SiO2含量5.2%的兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)中，SiO2-5.2-2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)要好于SiO2-5.2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知，63.5印粉配比不宜超過(guò)30%，配到25%為宜，多配加揚(yáng)迪礦，可以提高成品率，減少小粒級(jí)含量；SiO2-5.4結(jié)構(gòu)，沒(méi)配卡粉，63.5印粉配比為31%，各項(xiàng)指標(biāo)不如SiO2-5.2-2的各項(xiàng)指標(biāo)。并不是說(shuō)，燒結(jié)礦SiO2含量越高，指標(biāo)越好；通過(guò)合理配礦，燒結(jié)礦SiO2含量5.2%時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)要好于其5.4%時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)。

2.4燒結(jié)礦MgO與燒結(jié)礦質(zhì)量關(guān)系

燒結(jié)加入MgO主要目的是改善冶金性能法]，有利于高爐生產(chǎn)，MgO在高爐爐渣的好處：增加脫硫、排堿，改善高溫性能，提高軟化溫度，抑制低溫還原粉化，抑制自然粉化?，F(xiàn)在生產(chǎn)以高堿度燒結(jié)礦為主，MgO作用減弱，燒結(jié)MgO控制過(guò)高，引起負(fù)作用，MgO熔點(diǎn)高達(dá)2799℃，MgO礦化、反應(yīng)需要更高溫，燒結(jié)溫度高，鐵酸鈣變成柱狀，對(duì)燒結(jié)產(chǎn)、質(zhì)量不利。通過(guò)試驗(yàn)方式確定在宣鋼原料條件下，燒結(jié)礦適宜MgO成分。

1）對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度和粒度的影響

燒結(jié)礦MgO分別為3.0%、2.5%、2.0%時(shí)，混合料水分保持7.7%，燒結(jié)杯各項(xiàng)指標(biāo)均較優(yōu)，隨著配入鎂灰量的減少，堿度一定的條件下，鈣灰配入量增加，制粒效果加強(qiáng)，垂直燒結(jié)速度加快，利用系數(shù)提高，強(qiáng)度下降，成品率降低。燒結(jié)礦MgO為3.5%時(shí)，利用系數(shù)為1.427（t/m2·h），MgO在2.5%和2.0%時(shí)的燒結(jié)指標(biāo)相比，強(qiáng)度、成品率和小粒級(jí)是下降趨勢(shì)。這是因?yàn)殡S著燒結(jié)礦MgO含量增加，燒結(jié)有效液相形成溫度明顯上升，液相減少，而且液相流動(dòng)性降低，是影響燒結(jié)礦強(qiáng)度和粒度組成的本質(zhì)問(wèn)題所在。

2）冶金性能的影響

還原度在燒結(jié)礦MgO2.0%時(shí)最低，然后隨著MgO在燒結(jié)礦MgO 2.5%時(shí)最高，隨后隨著MgO的升高是降低趨勢(shì)，這是因?yàn)闊Y(jié)礦MgO 2.0%時(shí)，沒(méi)有配入鎂灰，燒結(jié)礦MgO的含量主要是鈣灰、精粉、外粉和其它雜料帶入。燒結(jié)礦MgO2.5%時(shí)，配鎂灰，MgO反應(yīng)性增強(qiáng)，MgO能固溶于磁鐵礦，穩(wěn)定磁鐵礦晶格的作用，隨著燒結(jié)礦MgO含量的增加，燒結(jié)礦磁鐵礦相增加，赤鐵礦相減少，燒結(jié)礦還原度降低；低溫還原粉化率隨著MgO的升高是增加趨勢(shì)，這是因?yàn)椋弘S著燒結(jié)礦MgO含量增加，導(dǎo)致燒結(jié)礦中赤鐵礦減少，從而使還原期間的礦物結(jié)構(gòu)的應(yīng)力減?。卉浕_始溫度在MgO2.0～3%時(shí)升高趨勢(shì)，在3.5%時(shí)略有降低，軟化終了溫度相差不大，軟化區(qū)間在MgO2.5～3%最窄，在2.0%和3.5%時(shí)較寬。綜合三項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，MgO在2.5～3%冶金性能較好。

從目前試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，在FeO控制在7～9%，堿度2.0倍，在這個(gè)原料條件下，隨著燒結(jié)礦MgO降低，利用系數(shù)提高；MgO在3.0～2.0%各項(xiàng)燒結(jié)指標(biāo)均較優(yōu)，MgO在3.5%時(shí)，各項(xiàng)燒結(jié)指標(biāo)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。MgO在2.5～3%時(shí)冶金性能綜合指標(biāo)較好。

綜合分析：燒結(jié)礦MgO2.5～3%時(shí)，燒結(jié)礦各項(xiàng)指標(biāo)較優(yōu)，燒結(jié)礦MgO適宜范圍2.5～3%。2.5燒結(jié)礦Al2O3與燒結(jié)礦質(zhì)量關(guān)系。

燒結(jié)礦中Al2O3是鐵酸鈣的一種組分，并且Al2O3在燒結(jié)礦中是一種網(wǎng)狀形成物，粘度大，燒結(jié)礦中存在少量的有利于鐵酸鈣的形成，。研究及實(shí)踐表明燒結(jié)礦Al2O3的含量在2%以內(nèi)，鐵酸鈣含量與Al2O3含量成線性關(guān)系。燒結(jié)礦Al2O3含量不能過(guò)低，會(huì)影響燒結(jié)礦的質(zhì)量，但又不能過(guò)高，過(guò)高由于溫度也升高，鐵酸鈣結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞，會(huì)明顯影響燒結(jié)礦的質(zhì)量。由于Al2O3不能象堿度、MgO和FeO通過(guò)外配熔劑、燃料和工藝參數(shù)調(diào)整，只能通過(guò)合理配礦時(shí)就考慮Al2O3含量的控制。

3、結(jié)論

在宣鋼原料條件和生產(chǎn)工藝條件，堿度可以控制在1.9～2.4倍之間；在堿度1.95～2.2范圍內(nèi)宣鋼燒結(jié)礦FeO含量的適宜控制范圍是 8.5～9.8%；堿度控制2.1倍，MgO2.7%的條件下，燒結(jié)礦SiO2含量宜控制在5.2%；燒結(jié)礦MgO適宜范圍2.5～3%；燒結(jié)礦控制Al2O3在2.0%以內(nèi)為宜。