燒結(jié)配用加拿大赤鐵精礦試驗研究與實踐

熊德懷，錢章秀，張曉萍，陳東峰

（1.馬鞍山鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心；2.安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院 安徽馬鞍山 243002）

隨著鋼材、鐵礦石“兩頭”市場的大幅波動，鋼企競爭日趨激烈，降本增效是生存之本，而降本的關(guān)鍵在燒結(jié)原料成本，一般原料成本占燒結(jié)礦總成本的80%左右［1］。 為了降低燒結(jié)原料成本，充分拓展鐵礦石資源，近幾年來某公司一直在開發(fā)新礦種配礦及應(yīng)用技術(shù)，擴大非主流礦配用比例。 實踐證明，降低原料成本所創(chuàng)效益與高爐降低燃料比相比更容易做到，尤其是在爐況相對不穩(wěn)定情況下［2］。

非主流礦一般具有粒度不均勻且偏細(xì)，有害元素多，吸水性差等特點［3］。 尤其加拿大赤鐵精是鐵礦石市場上一種高鐵低鋁的優(yōu)質(zhì)鐵精礦，但其親水性弱、制粒性能差。 因此，應(yīng)對其進行深入的配礦和試驗研究，確定合理配比，以降低燒結(jié)配用加拿大赤鐵精帶來的不利影響。 為此，某公司開展了加拿大赤鐵精燒結(jié)性能試驗研究及工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用研究。

1 原料理化性能分析

部分試驗用鐵礦石化學(xué)成份列于表1。 由表可見，加拿大赤鐵精礦全鐵品位較高，達(dá)到65.79%；SiO2含量為4.16%；Al2O3含量在所有進口礦中處于最低水平，僅為0.27%。

表1 部分試驗用鐵礦石化學(xué)成份（%）

鐵礦石的粒度組成采用干法篩分測定，結(jié)果見表2。 可以看出：加拿大赤鐵精平均粒徑比其它進口燒結(jié)粉礦細(xì)，僅比自產(chǎn)姑精略粗，平均粒徑僅為0.31 mm，是0.5 mm－0.074 mm 的粒級含量高達(dá)78.11%，該粒度區(qū)間從造球理論上分析，為典型不易制粒粒級，再加上其親水性弱，分析認(rèn)為該礦制粒性能更差［4］。

表2 試驗用鐵礦石粒度組成測定情況（%）

2 燒結(jié)杯試驗研究

2.1 試驗方案

為研究加拿大赤鐵精的燒結(jié)性能，開展了三組燒結(jié)杯配礦試驗。 加拿大赤鐵精同化溫度高，礦化能力差，流動性較好，粘度相強度較高［5］－［6］，較NM、南非粉具有互補性。 故設(shè)計試驗方案為：第1組為基準(zhǔn)組，與近期燒結(jié)混勻礦配礦方案相近。 與基準(zhǔn)組比較，第2 組混勻礦中加拿大赤鐵精替代5%的NM；第3 組混勻礦中加拿大赤鐵精替代5%的南非粉。 各組試驗混勻礦配礦方案見表3。

表3 試驗混勻礦配礦方案（%）

所有試驗的生石灰配比為3.0%，焦粉配比為4.4%，返礦配比為28%。 試驗使用石灰石調(diào)整燒結(jié)礦CaO 含量，用白云石調(diào)整燒結(jié)礦MgO 含量。燒結(jié)試驗計算堿度為1.95，SiO2含量為5.0%，MgO含量為2.0%。

2.2 試驗結(jié)果及分析

試驗結(jié)果列于表4、表5、圖1。

圖1 燒結(jié)試驗結(jié)果對比

表4 各組燒結(jié)杯試驗指標(biāo)

表5 試驗燒結(jié)礦低溫還原粉化性能測定結(jié)果

由圖1（a）可知，與基準(zhǔn)組比較，用5%的加拿大赤鐵精分別替代NM 和南非粉后，垂直燒結(jié)速度變慢，燒結(jié)生產(chǎn)率下降，這主要是因為加拿大赤鐵精粒度較細(xì)，制粒性能較差，影響了燒結(jié)料層透氣性。 另，南非粉相較粒度更粗，與加拿大赤鐵精反差較大，因此以加拿大赤鐵精替代南非粉后燒結(jié)生產(chǎn)率降低更明顯。

由圖1（b）可知，與基準(zhǔn)組比較，用5%的加拿大赤鐵精分別替代NM 和南非粉后，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)均上升，成品率提高，固體燃耗下降。 這主要是因為燒結(jié)速度變慢后，燒結(jié)過程反應(yīng)更充分，從而提高了燒結(jié)礦質(zhì)量。

由表5 可以看出，與基準(zhǔn)組比較，用5%的加拿大赤鐵精替代NM 和南非粉后，燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)RDI＋3.15下降，磨損指數(shù)RDI－0.5無明顯變化。 綜合來看，以替代NM 效果更好。

3 工業(yè)生產(chǎn)實踐

基于燒結(jié)杯試驗結(jié)果，在燒結(jié)機上開展了加拿大赤鐵精的工業(yè)生產(chǎn)實踐，在156＃、157＃混勻礦堆配用約5%的加拿大赤鐵精。 燒結(jié)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)對比見表6。

表6 燒結(jié)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)對比

從表6 看出，與配用155＃堆比較，配用156＃、157＃堆混勻礦時大煙道負(fù)壓小幅升高，燒結(jié)機機速略有降低。 這主要是加拿大赤鐵精粒度較細(xì)，混勻制粒性差，影響燒結(jié)料層透氣性。

156＃、157＃堆燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強度、成品率上升，但幅度不大，平均粒度也略有上升，說明燒結(jié)配用小比例的加拿大赤鐵精對生產(chǎn)影響小，且在低機速生產(chǎn)的情況下，指標(biāo)還略有上升。

配用加拿大赤鐵精后，燒結(jié)礦TFe 含量上升，Al2O3含量下降，高鐵低鋁的燒結(jié)礦有利于高爐順行及節(jié)能降耗。

4 結(jié)論

加拿大赤鐵精全鐵品位較高，達(dá)到65.79%；Al2O3含量較低，僅為0.27%，平均粒徑為0.31 mm，不易制粒粒級占比高，制粒性能差。

燒結(jié)杯試驗結(jié)果表明，用5%的加拿大赤鐵精分別替代NM 和南非粉后，垂直燒結(jié)速度變慢，燒結(jié)生產(chǎn)率下降，南非粉降低更明顯；同時，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)均上升，成品率提高，固體燃耗下降；燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)RDI＋3.15下降，磨損指數(shù)RDI－0.5 無明顯變化。 綜合來看，以加拿大赤鐵精替代NM 效果更好。

工業(yè)生產(chǎn)實踐表明，燒結(jié)配用5%的加拿大赤鐵精，燒結(jié)機大煙道負(fù)壓小幅升高，機速略有降低，說明燒結(jié)配用小比例的加拿大赤鐵精對生產(chǎn)影響小，能提高燒結(jié)礦全鐵品位，降低Al2O3含量，有利于高爐順行及節(jié)能降耗。