酸性燒結(jié)礦的開發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐

周文勝

(新疆八鋼南疆鋼鐵拜城有限公司，新疆 阿克蘇842300)

新疆八鋼南疆鋼鐵公司地處新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣境內(nèi)，建設(shè)有綜合料場、1×430m2燒結(jié)機(jī)、2×1 800m3高爐、2×60孔焦?fàn)t、2×120t轉(zhuǎn)爐及2×8機(jī)8流連鑄機(jī)、1條高線機(jī)組和2條棒材機(jī)組生產(chǎn)線。2013～2014年，受工程建設(shè)進(jìn)度及國內(nèi)鋼鐵行業(yè)面臨市場需求疲軟的影響，2×1 800m3高爐未開爐投產(chǎn)，1臺(tái)430m2燒結(jié)機(jī)建成投產(chǎn)后，在1座高爐生產(chǎn)運(yùn)行階段，燒結(jié)礦產(chǎn)能出現(xiàn)過剩，作業(yè)率不足70%，而高爐爐料采用高堿度燒結(jié)礦搭配酸性球團(tuán)礦的爐料結(jié)構(gòu)，其中球團(tuán)礦全部外購，僅由喀什金嶺球團(tuán)有限公司一家供應(yīng)，存在運(yùn)距遠(yuǎn)、供應(yīng)不穩(wěn)定、價(jià)格偏高的問題，使生鐵成本一直偏高。為此，公司根據(jù)鋼鐵市場形勢和內(nèi)部生產(chǎn)條件，決策利用富裕的燒結(jié)產(chǎn)能生產(chǎn)酸性燒結(jié)礦對高爐爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，用部分酸性燒結(jié)礦代替球團(tuán)礦，無論從礦石供應(yīng)，還是經(jīng)濟(jì)效益都具有明顯優(yōu)勢，是公司降本增效的一項(xiàng)新舉措。

1 酸性燒結(jié)礦的生產(chǎn)

1.1 燒結(jié)杯試驗(yàn)

(1)原料準(zhǔn)備。2013年初，由八鋼公司制造管理部牽頭，組織從南疆鋼鐵基地?zé)Y(jié)綜合料場拉運(yùn)疆內(nèi)鐵精粉、入燒礦等鐵原料合計(jì)2.4t回八鋼本部，分別進(jìn)行取樣重新檢測化學(xué)成分和粒度組成，做為燒結(jié)杯試驗(yàn)用原料條件。

(2)燒結(jié)杯試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室條件下共進(jìn)行了堿度為0.25、0.3、0.4、0.6、1.3、1.55、1.7倍的燒結(jié)杯試驗(yàn)。料層厚度為700mm、650mm、580mm，鋪底料為1.5kg，高約30mm，燒結(jié)礦TiO21.1%(高爐TiO2負(fù)荷20kg/t)，點(diǎn)火負(fù)壓7850Pa，點(diǎn)火時(shí)間2min，燒結(jié)負(fù)壓13730Pa。不同堿度燒結(jié)礦系列試驗(yàn)結(jié)果表明，在工業(yè)生產(chǎn)過程中將酸性燒結(jié)礦堿度控制在0.6倍左右是可行的，酸性燒結(jié)礦的各項(xiàng)指標(biāo)比較符合高爐需求，而且燒結(jié)生產(chǎn)過程也比較容易控制。

1.2 工業(yè)試驗(yàn)及批量生產(chǎn)

1.2.1 工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)

(1)指導(dǎo)原則。以實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的酸性燒結(jié)礦多組燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)果為指導(dǎo)，結(jié)合南疆原料條件，組織以釩鈦鐵精粉為主要原料的堿度為0.6倍的酸性燒結(jié)礦工業(yè)性生產(chǎn)試驗(yàn)。

(2)燒結(jié)工業(yè)試驗(yàn)。2013年8月20日，燒結(jié)廠利用430m2大型燒結(jié)機(jī)進(jìn)行了第一次酸性燒結(jié)礦工業(yè)試驗(yàn)，考慮單獨(dú)為酸性燒結(jié)礦造混勻料受場地因素限制，試驗(yàn)時(shí)所需鐵原料不在綜合料場單獨(dú)進(jìn)行混勻作業(yè)，而直接采取釩鈦鐵精粉與入燒礦直供燒結(jié)工序的方式進(jìn)行，生產(chǎn)初始配比確定為入燒礦40%、釩鈦鐵精粉33%、返礦20%，另配加少量焦粉和生石灰，經(jīng)過邊生產(chǎn)、邊調(diào)整，做到了一次生產(chǎn)試驗(yàn)成功。此批酸性燒結(jié)礦計(jì)劃生產(chǎn)0.6萬t，實(shí)際生產(chǎn)0.63萬t，主控指標(biāo)實(shí)績?yōu)镽2=0.63倍、TFe=53.98%、TiO2=3.32%、FeO=12.89%、轉(zhuǎn)鼓=78.14%，質(zhì)量符合酸性燒結(jié)礦的技術(shù)要求。在對首次工業(yè)試驗(yàn)進(jìn)行全過程參數(shù)跟蹤、記錄、分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，2013年10月15～18日又進(jìn)行了第二次工業(yè)試驗(yàn)，此批酸性燒結(jié)礦計(jì)劃生產(chǎn)1.5萬t，實(shí)際生產(chǎn)1.61萬t，主控指標(biāo)實(shí)績 為R2=0.62倍、TFe=53.64%、TiO2=3.61%、FeO=8.87%、轉(zhuǎn)鼓=80.13%，產(chǎn)量和質(zhì)量較第一次有了較大提升，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)與高堿度燒結(jié)礦(R2=1.75倍、TFe=52.89%、TiO2=0.29%、FeO=7.81%、轉(zhuǎn)鼓=80.34%)接近。酸性燒結(jié)礦工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)取得成功，尋找到提高酸性燒結(jié)礦產(chǎn)量、質(zhì)量的方法及生產(chǎn)過程控制的最佳工藝參數(shù)，為后期大批量生產(chǎn)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1.2.2 批量生產(chǎn)

(1)原料準(zhǔn)備。結(jié)合南疆資源情況，在燒結(jié)綜合料場儲(chǔ)備一定量生產(chǎn)酸性燒結(jié)礦所用合格鐵原料，包括釩鈦鐵精粉和入燒礦。根據(jù)酸性燒結(jié)礦生產(chǎn)計(jì)劃、鐵料消耗及庫存情況，及時(shí)協(xié)調(diào)采購部門組織好以上品種鐵料的進(jìn)廠工作，確保原料供應(yīng)穩(wěn)定。

(2)生產(chǎn)方式。改變鐵原料上料方式，大批量生產(chǎn)酸性燒結(jié)礦采取釩鈦鐵精粉與入燒礦先在綜合料場單獨(dú)進(jìn)行混勻作業(yè)生產(chǎn)酸性混勻料再輸送到燒結(jié)工序進(jìn)行生產(chǎn)的方式。利用現(xiàn)有設(shè)備、機(jī)具、人員在同一臺(tái)430m2燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)高、低堿度兩種燒結(jié)礦。高堿度燒結(jié)礦切換為酸性燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中停機(jī)2～4h，將兩種燒結(jié)礦區(qū)分開來并在料場上單獨(dú)堆存。

(3)酸性混勻料生產(chǎn)。酸性混勻料按消耗計(jì)劃組織生產(chǎn)，配比結(jié)構(gòu)為55%～60%釩鈦鐵精粉+40%～45%入燒礦。

(4)擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)。南疆鋼鐵公司依據(jù)高爐生產(chǎn)需求，結(jié)合鐵原料進(jìn)廠及庫存情況，擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)酸性燒結(jié)礦。2014年1～9月，按計(jì)劃共組織了6次酸性燒結(jié)礦的生產(chǎn)，累計(jì)生產(chǎn)合格酸性燒結(jié)礦12.67萬t，相比計(jì)劃值10萬t超產(chǎn)2.67萬t，主控指標(biāo)實(shí)績?yōu)镽2=0.56倍、TFe=53.14%、TiO2=4.04%，轉(zhuǎn)鼓=80.22%，質(zhì)量達(dá)到預(yù)期效果。

2 酸性燒結(jié)礦的應(yīng)用

(1)高爐冶煉試驗(yàn)。2013年10月12～23日，南疆1×1 800m3高爐進(jìn)行了配加酸性燒結(jié)礦的冶煉試驗(yàn)，根據(jù)預(yù)先制定的酸性燒結(jié)礦配加方案并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，按3%、5%、8%、10%比例逐步配加，高爐操作方面合理控制酸性燒結(jié)礦入爐順序，布料時(shí)把酸性燒結(jié)礦布在中間環(huán)位來穩(wěn)定煤氣流。由于酸性燒結(jié)礦為落地礦，為穩(wěn)定爐況，要求加大燒結(jié)礦篩的檢查、清理力度，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整燒結(jié)礦篩分尺寸由上8下5更換為上9下6礦篩，從而達(dá)到減少粉沫入爐的目的。冶煉試驗(yàn)歷時(shí)12天，累計(jì)消耗酸性燒結(jié)礦約0.4萬t，通過分析研究入爐酸性燒結(jié)礦不同比例下對高爐爐況的影響，摸索得出高爐在當(dāng)前生產(chǎn)條件下，合適的酸性燒結(jié)礦配加比例經(jīng)驗(yàn)值不宜超過8%。冶煉試驗(yàn)結(jié)果表明，自產(chǎn)酸性燒結(jié)礦質(zhì)量能夠滿足高爐生產(chǎn)的要求。

(2)高爐配加酸性燒結(jié)礦生產(chǎn)應(yīng)用。2014年1月高爐開始變料配加酸性燒結(jié)礦長周期應(yīng)用于生產(chǎn)，酸性燒結(jié)礦使用期間，加強(qiáng)爐座間的技術(shù)交流，進(jìn)一步優(yōu)化操作。通過爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化和生產(chǎn)調(diào)整，截止到10月末，在確保高爐爐況穩(wěn)定順行的前提下，使高堿度和酸性燒結(jié)礦總比例由1月78%提高至10月92%，與之相對應(yīng)的是球團(tuán)礦比例的進(jìn)一步降低由22%降至8%水平，高爐入爐料結(jié)構(gòu)的選擇采用了89%高堿度燒結(jié)礦+3%酸性燒結(jié)礦+8%酸性球團(tuán)礦的經(jīng)濟(jì)爐料結(jié)構(gòu)，使煉鐵主原料成本降低24元/t。生產(chǎn)結(jié)果表明，高爐使用酸性燒結(jié)礦代替球團(tuán)礦，雖然入爐品位降低，由54.96%降到54.28%水平，利用系數(shù)除公司限產(chǎn)政策性約束有所下降外，但高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)未受到大的影響，燃料比降低4kg/t，高爐能保持穩(wěn)順，沒有因爐料結(jié)構(gòu)變化而影響煉鐵生產(chǎn)正常進(jìn)行。

3 經(jīng)濟(jì)效益

高爐配加酸性燒結(jié)礦替代部分球團(tuán)礦，自產(chǎn)酸性燒結(jié)礦具有比外購球團(tuán)礦低200元/t的價(jià)格優(yōu)勢，由于價(jià)格差異，高價(jià)料減少必然節(jié)約巨大的成本費(fèi)用。按公式“原料成本變化=(外購球團(tuán)礦價(jià)格－自產(chǎn)酸性燒結(jié)礦價(jià)格)×高爐消耗自產(chǎn)酸性燒結(jié)礦量”計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益，2013～2014年，南疆鋼鐵公司累計(jì)生產(chǎn)合格酸性燒結(jié)礦約14.91萬t，高爐消耗酸性燒結(jié)礦13.41萬t，降低原料費(fèi)用節(jié)約成本=200×13.41=2 682萬元。

4 結(jié)語

(1)新疆八鋼南疆鋼鐵公司利用430m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行酸性燒結(jié)礦工業(yè)生產(chǎn)總體趨勢與實(shí)驗(yàn)室燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)果基本相符。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在南疆原料條件下生產(chǎn)R2=0.6倍左右的酸性燒結(jié)礦是可行的，酸性燒結(jié)礦開發(fā)是成功的，填補(bǔ)了八鋼在大型燒結(jié)機(jī)上生產(chǎn)酸性燒結(jié)礦的空白。

(2)生產(chǎn)實(shí)踐表明，酸性燒結(jié)礦質(zhì)量能夠滿足高爐煉鐵的要求，高爐合理使用酸性燒結(jié)礦能夠?qū)崿F(xiàn)爐況穩(wěn)定順行的目的，解決了南疆鋼鐵公司一座1 800m3高爐生產(chǎn)階段燒結(jié)產(chǎn)能過剩，以及替代部分高價(jià)酸性球團(tuán)礦爐料的問題，豐富了高爐爐料調(diào)劑手段，為高爐進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)降低鐵水成本探索出了一條行之有效的新途徑。

(3)酸、堿爐料的最佳配比，還有待于在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中摸索。