日鋼球團使用新西蘭海砂生產(chǎn)含鈦球團礦的生產(chǎn)實踐

厲建好+姚永江

摘 要：日照鋼鐵球團生產(chǎn)線因高爐生產(chǎn)護爐需要含鈦球團礦，使用含鈦量高的新西蘭海砂替代精粉進行生產(chǎn)。通過一個多月的生產(chǎn)實踐，對相關(guān)控制參數(shù)進行針對性調(diào)整優(yōu)化，達到了日產(chǎn)量穩(wěn)定、膨潤土配比未大幅升高、成球性能改善、窯況和球團礦質(zhì)量穩(wěn)定的使用效果，球團配加新西蘭海砂生產(chǎn)的含鈦球團礦能夠滿足日鋼高爐目前的生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：新西蘭海砂；含鈦球團礦；生產(chǎn)實踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.006

1 前言

隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，富礦資源日益枯竭，而鐵礦資源需求卻并沒下降，且近期鋼鐵原燃料價格上升，鋼鐵產(chǎn)品利潤下滑，使用低價礦石成為鋼鐵行業(yè)重點。新西蘭海砂作為低價礦石的一種代表，由于粒度較粗、硬度、熔點較高，親水性能較差，且含鈦較高，目前主要應(yīng)用于燒結(jié)，且配比量在5%以內(nèi)，配比高會導致燒結(jié)礦冷態(tài)強度和低溫還原粉化率性能下降。為了能夠降低鐵料成本，且利用含鈦物料對高爐進行護爐延長高爐壽命，探索實踐在球團中使用海砂生產(chǎn)含鈦球團礦。

日鋼海砂目前主要用在燒結(jié)礦中，配比從原來的3%提高到現(xiàn)在4.5%左右，而燒結(jié)礦的低溫還原粉化率RDI+3.15則從原來的60.5%左右下降到目前的46.4%左右，嚴重影響了高爐爐況順行。為了緩解這種狀況，并實現(xiàn)降低原料成本，如何合理利用含鈦海砂生產(chǎn)高鈦球團礦成為日鋼球團的新挑戰(zhàn)。

2 原料概況

將日鋼球團生產(chǎn)使用的主要原料物理化學成份進行統(tǒng)計匯總，詳見表1：

與現(xiàn)用原料相比，因新西蘭海砂親水性非常差，配料直供海砂水分含量非常低，結(jié)合新西蘭海砂的物理化學性質(zhì)特性（品位低、粒度粗、濕容性低、熔點高），配加海砂生產(chǎn)球團礦的實驗初期主要困難應(yīng)該集中在造球?？紤]物料成球原理及成球性，綜合考慮后續(xù)資源情況，配料原料結(jié)構(gòu)以-200目粒級和比表面積非常好的澳洲精粉（-200目98.4%、比表面積達到2100 cm2/g）為主，同時配加部分品位高的巴西精粉。

3 生產(chǎn)實踐

3.1 實踐生產(chǎn)前圍繞造球工藝進行的調(diào)整

從公司提出使用海砂生產(chǎn)含鈦球團，到實踐生產(chǎn)高鈦球團礦，前期準備時間只有一周的時間，主要開展的準備工作有改善配料倉和配料設(shè)備的精準性、烘干機進料前和出料后增加補水裝置、備用潤磨系統(tǒng)等。

（1）改善配料倉和配料設(shè)備的精準性。生產(chǎn)實踐準備前期首先考慮到海砂粒級非常差、成球性影響大，必須保證實際下料量準確，圍繞著如何保證準確配料開展工作。同原料儲存課提前協(xié)調(diào)專門儲存場地，要求上料機具嚴禁混料；修復(fù)料倉下料口料門的調(diào)節(jié)功能，能夠根據(jù)跑盤校秤結(jié)果和實際下料情況調(diào)節(jié)料流穩(wěn)定性；海砂和內(nèi)部除塵灰水分低，為給造球提供合適水分的原料，在烘干機進料前皮帶和出料后皮帶上分別增設(shè)加水管和噴頭，可以根據(jù)造球要求提前調(diào)節(jié)混合料水分；修復(fù)和調(diào)試潤磨機系統(tǒng)，在實踐生產(chǎn)初期確實成球困難時開啟潤磨機改善混合料的比表面積，提高成球性能保障造球的正常生產(chǎn)。

（2）圓盤造球機參數(shù)摸底測量和調(diào)整。在實際配料前將各圓盤造球機傾角進行了一次摸底測量，測量結(jié)果與生產(chǎn)實際情況相吻合，六臺圓盤造球機各自的傾角不盡相同（47°-51°）；固定刮刀和旋轉(zhuǎn)刮刀按照統(tǒng)一的標準進行調(diào)整，距離盤底高度，從硬件設(shè)備上提供操作保障。

3.2 生產(chǎn)實踐過程

（1）新西蘭海砂精粉配比及膨潤土配比調(diào)整情況，詳見表2。

按照生產(chǎn)使用新西蘭海砂預(yù)案執(zhí)行，在海砂配比及其他精粉配比調(diào)整上，以穩(wěn)定-200目粒級、保障成球性及生球強度為首要目標，即增加海砂配比時降低巴西精粉配比。序號1至3依次為配加海砂的整個過程，序號4的配比調(diào)整原因是20%海砂穩(wěn)定生產(chǎn)后澳洲精粉更換批次后-200目粒級下降6%，結(jié)合后續(xù)資源情況取消巴西精粉。

（2）新西蘭海砂生產(chǎn)實踐過程從原料配比結(jié)構(gòu)序號1至4依次推進，每個階段穩(wěn)定后即開始進行下一階段。

階段一，初始膨潤土配比設(shè)定為2.6%，配比是未配海砂前的2倍，通過圓盤造球機每半個小時的生球強度檢測，膨潤土配比逐步降低至1.5%，落下強度仍達到11次/個球以上。圓盤造球機根據(jù)使用海砂后的造球效果對角度重新進行調(diào)整，原傾角較大的4#盤調(diào)整至49°、5#盤調(diào)整至48°，調(diào)整后造球崗位繼續(xù)對每個球盤成球情況進行總結(jié)；鏈篦機及回轉(zhuǎn)窯內(nèi)未見異常變化，生產(chǎn)出于可控狀態(tài)，穩(wěn)定生產(chǎn)16小時后開始階段二。

階段二，根據(jù)階段1造球崗位出現(xiàn)的原料水分波動大、原料水分小時球盤加水量不足的情況，停用烘干機的煤氣熱風烘干作用（即烘干機滅火），只利用烘干機筒體轉(zhuǎn)動的混勻作用。停用烘干機的烘干功能2小時后，海砂配比調(diào)整至15%。烘干機滅火后混勻料的水分波動小，造球原料水分相對階段1要穩(wěn)定，生球落下強度在達到10次/個球的基礎(chǔ)上，膨潤土配比降低至1.2%；回轉(zhuǎn)窯窯頭及窯尾輕微揚塵，生產(chǎn)條件處于可控良好狀態(tài)，穩(wěn)定生產(chǎn)16小時后開始階段三。

階段三，海砂配比提高至20%后，膨潤土配比提高0.2%至1.4%后生球落下強度方能達到8次/個球。通過前兩個階段的生產(chǎn)實踐，生球落下強度控制原則統(tǒng)一為8次/個球，原因：生球落下強度過高，生球水分大，鏈篦機布料崗位操作困難、進入預(yù)熱段爆球率大幅增加；生球落下強度低于7次，鏈篦機返礦量及干燥過程中碎球率升高明顯，故生球落下強度控制在8-9次/個球為宜。調(diào)整4#5#球盤后，通過階段二的生產(chǎn)崗位操作反饋，成球效果不及1#2#6#圓盤造球機好，隨即將各球盤角度重新進行了優(yōu)化調(diào)整，最終調(diào)整結(jié)果如表3所示。

階段四，海砂配比達到20%后結(jié)合后續(xù)資源情況取消巴西精粉，原料粒級總體改善提高1%，生球落下強度仍控制在8次/個球的標準，膨潤土配比下降0.2%。回轉(zhuǎn)窯及鏈篦機工藝運行情況整體向好，回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)結(jié)圈可控。

（3）生產(chǎn)實踐不同階段參數(shù)對比（表4），工藝參數(shù)控制相對穩(wěn)定。

（4）在不犧牲產(chǎn)量、不大幅提高膨潤土消耗、不降低球團礦質(zhì)量、不升高球團礦成本的生產(chǎn)實踐組織原則下，通過四個階段的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，球團礦日產(chǎn)量穩(wěn)定在3600-3650t/d，球團礦TiO2含量穩(wěn)定在1.45%左右、抗壓強度達到2800N/個球、FeO含量≤2.0%、球團礦還原膨脹指數(shù)10.49%，各項技術(shù)指標未出現(xiàn)下降，達到了預(yù)期效果。

3.3 經(jīng)濟效益測算

（1）直接經(jīng)濟效益。新西蘭海砂與澳大利亞精粉使用經(jīng)濟性進行對比，效益非?？捎^。日鋼球團日產(chǎn)量未受使用海砂影響，故僅考慮直接材料經(jīng)濟效益一項，按照精粉原料價格差進行計算，新西蘭海砂比澳大利亞精粉價格低134.6元/t，日產(chǎn)量3650t，每日直接材料經(jīng)濟效益49萬元，月降低實際成本1470萬元。

（2）間接經(jīng)濟效益。球團穩(wěn)定配加海砂后，燒結(jié)礦中海砂配比下降，有利于對提高燒結(jié)礦冶金性能和降低槽下返礦率，利于燒結(jié)礦產(chǎn)能提高和燒結(jié)礦成本降低，更對高爐護爐起到積極作用。

4 總結(jié)

（1）新西蘭海砂的物理化學性質(zhì)特性（品位低、粒度粗、濕容性低、熔點高），配加海砂生產(chǎn)球團礦的實驗初期主要困難應(yīng)該集中在造球。（2）在海砂配比及其他精粉配比調(diào)整上，以穩(wěn)定-200目粒級、保障成球性及生球強度為首要目標。（3）在不犧牲產(chǎn)量、不大幅提高膨潤土消耗、不降低球團礦質(zhì)量、不升高球團礦成本的生產(chǎn)實踐組織原則下，通過四個階段的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，球團礦日產(chǎn)量保持3600-3650t，球團礦TiO2含量穩(wěn)定在1.45%左右、抗壓強度達到2800N/個球、FeO含量≤2.0%、球團礦還原膨脹指數(shù)10.49%，各項技術(shù)指標未出現(xiàn)下降，達到了預(yù)期效果。（4）使用低價礦石經(jīng)濟效益非?？捎^。僅考慮直接材料經(jīng)濟效益一項，按照精粉原料價格差進行計算，新西蘭海砂比澳大利亞精粉價格低134.6元/t，日產(chǎn)量3650t，每日直接材料經(jīng)濟效益49萬元，月降低實際成本1470萬元。（5）球團穩(wěn)定配加海砂后，燒結(jié)礦中海砂配比下降，有利于對提高燒結(jié)礦冶金性能和降低槽下返礦率，利于燒結(jié)礦產(chǎn)能提高和燒結(jié)礦成本降低，更對高爐護爐起到積極作用。endprint