五礦營(yíng)鋼煉鐵廠紅土鎳礦生產(chǎn)實(shí)踐研究

趙世禹， 溫續(xù)宏 ，吳 闖， 高明輝， 王騰龍

(五礦營(yíng)口中板有限責(zé)任公司煉鐵廠，遼寧 營(yíng)口 115000)

0 前言

五礦營(yíng)鋼現(xiàn)有四座450m3串罐無料鐘式高爐、兩座2300m3串罐無料鐘式高爐、180m2燒結(jié)機(jī)兩座、132m2燒結(jié)機(jī)一座、600m2燒結(jié)機(jī)一座，煉鐵廠自投產(chǎn)以來，在實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，使生鐵產(chǎn)量、質(zhì)量逐年提高，成本逐年降低。在總經(jīng)理提出“狠抓鐵之本”的大環(huán)境下，通過重構(gòu)鐵成本優(yōu)勢(shì)的設(shè)想，煉鐵廠通過解放思想、更新觀念、統(tǒng)一思路，落實(shí)原、燃、輔料結(jié)構(gòu)調(diào)整措施，通過大量使用紅土鎳礦等更有效的辦法，鐵成本持續(xù)降低。

1 紅土鎳礦基礎(chǔ)性能

紅土鎳礦〔1-3〕是一種典型的低品位礦, 其含鐵品位一般在10%-45%之間,部分能夠達(dá)到50%。大多數(shù)紅土鎳礦中含有較高的Al2O3和MgO,也有某些紅土鎳礦中SiO2的含量比較高。紅土鎳礦游離水和結(jié)晶水含量比較高，燒損大〔4-6〕。

世界上的紅土鎳礦主要分布在赤道線南北30上以內(nèi)的熱帶國家,主要有：古巴、印度尼西亞、菲律賓、澳大利亞、新喀里多尼亞等國家〔7-10〕。紅土鎳礦資源非常豐富,勘探成本以及采礦成本都很低,紅土鎳礦礦床大多靠近海岸,便于運(yùn)輸。

礦粉粒度介于精礦粉和富礦之間，礦粉為黃色(含水部分黃褐色)，含鐵在50%左右，含一定的鎳，鎳在鐵水中分配比接近100%(即基本不進(jìn)入爐渣)并且鎳對(duì)高爐冶煉沒有明顯的壞處，甚至在冶煉部分鋼種時(shí)還有一定好處，因此在燒結(jié)配料中可以將此礦粉作為一般原料處理。因紅土鎳礦粘性較大、水分高、含有大量石塊等雜物，燒結(jié)在配料過程中可能造成棚料、下料困難等現(xiàn)象，紅土鎳礦配入量維持在10%以下。

2 燒結(jié)工序使用紅土鎳礦

2.1 紅土鎳礦使用情況

考慮紅土鎳礦粘性較大，為滿足燒結(jié)生產(chǎn)，在使用前先同其他鐵料進(jìn)行攪拌。根據(jù)我廠現(xiàn)有的條件，使用高爐返礦同含鎳礦粉進(jìn)行攪拌。

優(yōu)點(diǎn)：(1)高返干燥不含水，可以有效的均衡含鎳礦水分。(2)高返中顆粒多基本不含粉末，在槽內(nèi)下料較為順暢。(3)高返數(shù)量較穩(wěn)定，現(xiàn)燒結(jié)的配比量約為10%-15%，可以同含鎳礦3：1攪拌，拌料配比能夠穩(wěn)定維持在15，拌料之間，并且攪拌后可以使用現(xiàn)配高返的礦槽，不必另占礦槽，較少燒結(jié)鐵料槽緊張的問題。

缺點(diǎn)：(1)高返同含鎳礦粉的成分差別較大，要求拌料過程控制比例要穩(wěn)定。(2)增加拌料工序，成本升高。

根據(jù)煉鐵廠技術(shù)通〔2019〕燒配通變料通知，三燒5月23日23:35、二燒23：45相繼配用15%紅土鎳礦拌高返，5月26日11:52分相繼提高紅土鎳礦拌高返配比15%-17%。

表1 紅土鎳礦拌高返成分

2.2 生產(chǎn)參數(shù)情況

根據(jù)混合料篩分粒級(jí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，<1mm粒級(jí)升高6.07%是影響到燒結(jié)透氣性主要因素。

表2 配吃紅土鎳礦后混合粒級(jí)

二三燒變料紅土鎳礦拌高返配比15%，保持其它條件不變，料層明顯降低30-50mm，燒結(jié)透氣性變差。

表3 二燒使用紅土鎳礦生產(chǎn)參數(shù)

23日二三燒為穩(wěn)定生產(chǎn)料批91-90kg/t、內(nèi)返升高1kg/t。

表4 三燒使用紅土鎳礦生產(chǎn)參數(shù)

二三燒配吃紅土鎳礦拌高返后轉(zhuǎn)鼓降低1%。

表5 燒結(jié)轉(zhuǎn)股指數(shù)

二三燒配吃紅土鎳礦拌高返后燒結(jié)礦大于40mm粒級(jí)無明顯變化。

表6 燒結(jié)礦粒級(jí)

2.3 存在的問題

(1)紅土鎳礦里面有石塊，現(xiàn)場(chǎng)無法完全清理干凈，石塊進(jìn)入混合料中會(huì)出現(xiàn)圓輥卡塊現(xiàn)象，造成料面不平，影響燒結(jié)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。配用紅土鎳礦前需對(duì)槽前篦板、小礦槽篦板等重要部位加密，降低石塊對(duì)生產(chǎn)的負(fù)面影響。

(2)配吃紅土鎳礦拌高返后，燒結(jié)負(fù)壓升高，燒結(jié)機(jī)料層降低，影響燒結(jié)燃耗升高0.5-1.0kg/t。配用期間注意配碳量的調(diào)整，避免配碳量不足影響燒結(jié)礦強(qiáng)度和產(chǎn)量。

3 高爐工序應(yīng)對(duì)措施

3.1 調(diào)整造渣制度

使用配紅土鎳礦燒結(jié)礦后，小高爐爐況表現(xiàn)明顯，為保證爐渣流動(dòng)性良好，減小排渣困難，適當(dāng)下放堿度，6月份終渣堿度降低0.03，提升爐缸工作狀態(tài)，確保氣流分布穩(wěn)定均勻。

3.2 調(diào)整熱制度

使用配紅土鎳礦燒結(jié)礦后鐵水物理熱呈下降趨勢(shì)，尤其小高爐下降明顯，適當(dāng)上提生鐵含硅，6月份小高爐上提〔Si〕0.09%，以鐵水物理熱小高爐>1465物、大高爐>1485>為控制導(dǎo)向，提高鐵水物理熱，小高爐6月份鐵水物理熱提高10鐵，大高爐6月份鐵水物理熱提高3份，保證爐缸熱量充足，確保爐況穩(wěn)定順行。

3.3 操作參數(shù)控制

上提理論燃燒溫度，小高爐全風(fēng)溫操作，保證風(fēng)溫1170燃以上，保證富氧量8500-9000min/h；大高爐保證風(fēng)溫1200保以上，保證富氧量14000min/h以上。嚴(yán)格控制壓量關(guān)系，有條件積極加風(fēng)，提高鼓風(fēng)動(dòng)能，活躍爐缸，大高爐6月份風(fēng)量提升137m3/min，為使用配紅土鎳礦燒結(jié)礦后爐況穩(wěn)定順行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 抓爐前出鐵

加強(qiáng)渣鐵排放工作，及時(shí)聯(lián)系配罐出鐵，保證鐵間隔20分鐘以內(nèi)。控制好鐵水流速，保證冶煉渣鐵量與排出量均衡，爐內(nèi)不憋渣鐵。每班噴鐵口2次以上，活躍爐缸防止堆積。

3.5 調(diào)整料制

料制調(diào)整以邊緣和中心兩股氣流穩(wěn)定為宗旨，防止邊緣氣流過分發(fā)展，消滅管道行程、減少渣皮脫落。小高爐逐步外移礦焦平臺(tái)，適當(dāng)引導(dǎo)中心氣流，大高爐逐步內(nèi)移礦焦平臺(tái)，適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流，最終形成兩股穩(wěn)定氣流。

4 結(jié) 語

五礦營(yíng)鋼煉鐵廠采取了一系列的低成本冶煉措施，不斷調(diào)整操作參數(shù)，進(jìn)行工藝設(shè)備的改良，克服了使用紅土鎳礦生產(chǎn)中的諸多困難，實(shí)踐證明是比較成功的，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)步提升，實(shí)現(xiàn)2019年消耗紅土鎳礦21.4萬噸，鐵成本降低3.31元/噸，降本總額2650.83萬元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。