韶鋼進(jìn)廠鐵礦粉堆密度應(yīng)用探討

葉鵬 麻國曉 何榮福 吳銳濱

摘 要：本文就韶鋼進(jìn)廠鐵礦粉品種的堆密度進(jìn)行了大量試驗，試驗了多方面因素對結(jié)果造成的影響，分析了硫酸渣的摻入對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影響，探討了鐵礦粉堆密度作為檢驗技術(shù)條件的可行性。

關(guān)鍵詞：堆密度；硫酸渣；轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.016

在鋼鐵產(chǎn)能過剩、競爭加劇、產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級的行業(yè)新常態(tài)背景下，各鋼廠都在降低鐵成本方面下足功夫，韶鋼也一直通過配煤配礦方案的不斷優(yōu)化來開展地方鐵礦資源“性價比”研究，去年以來一直在朝著“經(jīng)濟(jì)爐料”方向努力，但目前進(jìn)口礦價格單邊下滑、部分地方礦已逐漸喪失優(yōu)勢價格。就地方礦資源而言，基本僅憑噸度價作為性價比優(yōu)劣的評判依據(jù)，雖然也綜合了S、P、Al2O3、 SiO2以及Cu 、Zn、 As等有害元素含量，而且在生產(chǎn)組織方面也通過配礦方案嚴(yán)控此類有害元素含量以確保高爐穩(wěn)定順利，但在采購以及燒結(jié)礦等源頭質(zhì)量控制上的關(guān)注度和手段相對較弱。

根據(jù)市場調(diào)查，廣東及湖南等周邊地區(qū)各類化工企業(yè)年產(chǎn)生硫酸渣總量約在20萬噸左右， 因其原料粒度細(xì)，燒結(jié)過多配入會影響燒結(jié)料層透氣性；同時其雜質(zhì)含量高，一般SiO2為7%～10%，S為1.2%～2.5%，P為0.03%～0.06%，影響燒結(jié)及鐵水質(zhì)量，但從資源回收利用、進(jìn)口礦價格高企、以及降低配礦成本的角度來說，硫酸渣經(jīng)過選礦處理工藝提純，全鐵含量可高達(dá)63%以上，可進(jìn)行一定的利用。

鐵礦石堆密度是指鐵礦石表征在常溫、自然堆積狀態(tài)下，在空氣中單位體積鐵礦石的質(zhì)量，包括鐵礦石內(nèi)部的和礦石之間的空隙在內(nèi)。通過堆密度試驗，摸索行之有效的驗收技術(shù)條件，可為公司降本增效提供新的思路。

1 實驗部分

1.1 檢測裝置

300mm直尺、φ200×320mm樣桶、試樣鏟。樣桶所采用的金屬板為厚3mm不銹鋼板，保證在試驗中桶周圍和底部不變形。

1.2 樣桶容積測定方法

稱取試樣約3克，在壓樣機(jī)上以約8克硼酸鑲邊墊底壓制成餅樣；其壓制條件為：壓力30t，加壓時間20 s；壓制成直徑為38 mm的圓片。制備好的樣餅檢查其外觀無裂紋、試樣無脫落等現(xiàn)象后用吸耳球吹凈樣餅表面粉塵，于熒光光譜儀上測定。

1.3 樣桶容積測定方法

在樣桶中裝滿飲用水后稱重，減去樣桶皮重，利用水的密度為1g/ cm3的特性測定樣桶的容積（cm3）。測定3次，其最大值與最小值之差應(yīng)小于10g，否則進(jìn)行第4（第5、第6）次測定，直到最大值與最小值之差小于10g，取符合要求的3次測量平均值作為樣桶的容積。該樣桶標(biāo)定后作為固定量具，在使用一段時間后應(yīng)重新測量容積以防止樣桶變形對試驗精度造成影響。

1.4 測試程序

1）取送檢物料約30kg作為測試堆密度試樣，將試樣分若干份倒入大試樣盤內(nèi)，試樣厚度不大于3cm，用烘箱干燥2小時至不成團(tuán)，不沾盤。

2）干燥試樣放于室內(nèi)自然冷卻至室溫（冬天放置20分鐘，夏天放置30分鐘以上）。

3）用試樣鏟離樣桶口50mm左右將冷卻后的試樣均勻倒入樣桶，裝料時注意防止偏析，待樣桶試樣滿至溢流后，用直尺刮平料面。此過程不能抖動樣桶，不能用手等下壓料面。

4）把裝滿試樣的樣桶放到電子磅秤上稱取重量，但不要造成試樣的散落和損失，減去樣桶皮重，得出試樣凈重g。

5）計算公式。堆密度（g/cm3 ）= 物料凈重（g）/樣桶容積（cm3）

6）使用同一容器，用另外的試樣再做一次，取平均值作為測試結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及影響因素

依照以上程序?qū)ι劁撨M(jìn)廠鐵礦粉進(jìn)行堆密度試驗，得出以下試驗數(shù)據(jù)：

對表1試驗數(shù)據(jù)中有效結(jié)果進(jìn)行折線圖分析，如表2所示：

從表2可看出，除了兩個配入了硫酸渣的地方配礦的結(jié)果之外，堆密度與TFe品位基本為正比例關(guān)系，TFe品位越高，堆密度值越大，所測得單次最小堆密度為揚迪精粉1.69 g/cm3，其品位為56.37%；單次最大為巴西粗粉2.34g/cm3，其品位為62.84%；品位最高的卡粉TFe：64.24%，堆密度2.24 g/cm3。試驗受以下因素影響：

1）試樣粒度：當(dāng)大粒度物料存在時，對堆密度造成一定的波動，致密的大顆粒使堆密度偏大，蓬松的大顆粒使堆密度偏小。

2）礦種地質(zhì)類型：不同礦脈TFe、SiO2等含量不同，堆密度不同。

3）操作手法、樣品是否烤干：當(dāng)?shù)V種資源穩(wěn)定時，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，樣品充分烤干，不會對結(jié)果造成過大的偏差。

2.2 試驗結(jié)論

1）硫酸渣堆密度一般為1.30 g/cm3，比一般鐵礦粉堆密度1.7～2.3 g/cm3至少低0.4 g/cm3。在未配入硫酸渣的情況下，TFe品位越高，堆密度值越大（非絕對線性關(guān)系）。

2）同一礦種堆密度不同時段測得的堆密度基本一致，試驗重復(fù)性較好，可證明該礦種資源穩(wěn)定。

2.3 附加燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓試驗

為了解地方配礦對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影響，附加了混勻礦粉不同配比對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度影響試驗，試驗數(shù)據(jù)如表3所示?？梢?，在混勻礦粉中地方配礦配入量越大，燒結(jié)機(jī)燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度越低，配入混勻礦粉會對燒結(jié)料層透氣性、降低轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度產(chǎn)生一定的不良影響。

表3：地方配礦對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影響折線圖分析

3 總結(jié)

從以上試驗數(shù)據(jù)的分析，我們可以清晰的看到，堆密度可以反映鐵礦粉的TFe基本特征，可以有效驗證礦粉中是否摻入了非原礦類物質(zhì)如硫酸渣等。將堆密度測定結(jié)果作為地方礦采購技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或結(jié)算條款，合理劃定堆密度界線，可實現(xiàn)對硫酸渣摻入量的控制，為公司降本增效及把控地方礦質(zhì)量拓展新的思路、途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T 14202-93《鐵礦石（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦）容積密度測定方法》

作者簡介：葉鵬（1987-），男，湖北荊州人，本科，助理工程師，主要研究方向：冶金工程。