球團(tuán)礦冷卻劑應(yīng)用實(shí)踐

摘 要：柳鋼轉(zhuǎn)爐廠正常采用燒結(jié)礦作為冷卻劑、造渣劑和氧化劑，2022年、2023年礦石價(jià)格波動(dòng)，以及燒結(jié)機(jī)需停機(jī)進(jìn)行超低排放改造，為應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化和燒結(jié)礦產(chǎn)能調(diào)整，轉(zhuǎn)爐廠大 量使用球團(tuán)礦替代燒結(jié)礦。通過優(yōu)化操作和冶煉工藝，造渣工藝，使得球團(tuán)礦替代燒結(jié)礦平穩(wěn)運(yùn)行，降低鋼鐵料耗約6 kg/t，供氧時(shí)長(zhǎng)縮短10 s，氧氣消耗降低約 0.3 m3/t，取得了一定的效益。

關(guān)鍵詞：球團(tuán)礦；冷卻劑；鋼鐵料耗；造渣劑

APPLICATION PRACTICE OF PELLET COOLANT

Wang Zhiguo He Han Qian Xuehai

（Guangxi Liuzhou Iron and Steel Group Co.， Ltd. Liuzhou 545002，China）

Abstract：The converter plant of Liugang normally uses sintered ore as a coolant， slag making agent， and oxidant. In 2022 and 2023， due to fluctuations in ore prices and the need to shut down sintering machines for ultra-low emission transformation， in response to market changes and adjustments in sintered ore production capacity， the converter plant extensively uses pellet ore instead of sintered ore. By optimizing the operation and smelting process， as well as the slag making process， the use of ball ore instead of sintered ore has been achieved， resulting in a smooth operation and a reduction of steel material consumption by about 6 kg/t. The oxygen supply time has been shortened by 10 seconds， and the oxygen consumption has been reduced by about 0.3 m3/t.

Key words： pellet; coolant; steel material consumption; slagging agent

0 前 言

煉鋼冷卻劑一般是廢鋼和礦石，柳鋼轉(zhuǎn)爐廠正常使用燒結(jié)礦作為冷卻劑、造渣劑及氧化劑。隨著市場(chǎng)變化和燒結(jié)機(jī)停機(jī)改造，燒結(jié)礦供應(yīng)減少，外購(gòu)燒結(jié)礦 價(jià)格較高，不具備經(jīng)濟(jì)性。為應(yīng)對(duì)這一變化，轉(zhuǎn)爐廠在燒結(jié)礦產(chǎn)能減少時(shí)候，使用球團(tuán)礦進(jìn)行替代生產(chǎn)。替用初期出現(xiàn)了料倉(cāng)系統(tǒng)漏料等設(shè)備問題以及噴濺率上升，TSC 碳低，終渣堿度低等工藝問題，進(jìn)而造成終點(diǎn)命中率低，消耗增加，成 本上升。轉(zhuǎn)爐廠通過設(shè)備改造，工藝調(diào)整，裝入制度、造渣制度、終點(diǎn)制度、供 氧制度優(yōu)化調(diào)整，及時(shí)適應(yīng)替換球團(tuán)礦的影響，平穩(wěn)度過燒結(jié)機(jī)大修期。

1 球團(tuán)礦物理化學(xué)性質(zhì)及使用過程問題

1.1 球團(tuán)礦與燒結(jié)礦物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)比

球團(tuán)礦是將細(xì)磨精礦和添加劑等，按一定比例經(jīng)過混勻后，造球制成直徑10～20 mm的生球，然后經(jīng)干燥、高溫焙燒、冷卻制成的球狀體，鐵含量較高，屬于酸性。燒結(jié)是將粉鐵礦、各類助熔劑及細(xì)焦炭經(jīng)混拌、造粒后，經(jīng)布料系統(tǒng) 加入燒結(jié)機(jī)，由點(diǎn)火爐點(diǎn)燃細(xì)焦炭，經(jīng)由抽氣風(fēng)車抽風(fēng)完成燒結(jié)反應(yīng)，燒結(jié)礦經(jīng) 破碎冷卻后形成形狀不規(guī)則的塊礦，因需要加助溶劑如石灰石，堿度R＞2 ，屬于堿性礦。物理化學(xué)指標(biāo)見表1。

1.2 存在問題

1）球團(tuán)礦上料和下料系統(tǒng)漏料問題。

地面料倉(cāng)上料到輔料高位料倉(cāng)，傾角較大，球團(tuán)礦粒度較小且是規(guī)則球狀（常規(guī)上輔料高位料倉(cāng)球狀粒度＞20 mm，橢圓形為主），容易出現(xiàn)球團(tuán)礦在傾角較大的皮帶中間滾動(dòng)，造成漏料，影響上料系統(tǒng)。塔樓振動(dòng)給料機(jī)同樣由于分篩卡槽設(shè)置過大，造成部分球團(tuán)礦漏料進(jìn)入?yún)R總料倉(cāng)，造成稱量失真。

2）球團(tuán)礦冷卻效應(yīng)。

球團(tuán)礦成分鐵含量和堿度不同，冷卻效應(yīng)比燒結(jié)礦大，造成使用初期轉(zhuǎn)爐熱量計(jì)算不準(zhǔn)確，終點(diǎn)溫度命中率降低約10%。

3）球團(tuán)礦酸性對(duì)轉(zhuǎn)爐影響。

球團(tuán)礦對(duì)比燒結(jié)礦，球團(tuán)未加石灰、石灰石等堿性物質(zhì)，氧化鈣堿度R和CaO較低，對(duì)轉(zhuǎn)爐造渣堿度和留渣濺渣的影響。運(yùn)行期間，終渣堿度下降了0.2，脫P(yáng)率下降2.2% ，終點(diǎn) P命中率下降 2.5%。

4）化渣效果的影響。

使用球團(tuán)礦后，由于礦石中含有 FeO，且全鐵TFe含量高了 10%，化渣效果比燒結(jié)礦好，單次加入量大于500 kg或總礦石量＞4 t，噴濺率上升4%。

2 分析及對(duì)策

2.1 料倉(cāng)系統(tǒng)優(yōu)化

針對(duì)上下料系統(tǒng)無法適應(yīng)小顆粒球狀球團(tuán)礦的問題，對(duì)皮帶上料機(jī)傾角較大的部分皮帶，減慢速度；對(duì)料倉(cāng)振動(dòng)給料機(jī)增加格柵，減小漏料。

2.2 副槍模型冷卻效應(yīng)修正

查閱相關(guān)資料，球團(tuán)礦對(duì)比燒結(jié)礦冷卻劑效應(yīng)為3.0：2.7，切換球團(tuán)礦后副槍模型參數(shù)做調(diào)整，冷卻效應(yīng)系數(shù)參數(shù)由2.7改為3.0，在熱平衡計(jì)算礦石量與實(shí)際加入的礦石量對(duì)比接近，與燒結(jié)礦相比球團(tuán)礦的冷卻效應(yīng)比較好。

2.3 造渣制度及供氧制度優(yōu)化

針對(duì)球團(tuán)礦堿度低的特性，在加入球團(tuán)礦每

1 t，增加相應(yīng)的石灰 300 kg比例進(jìn)行調(diào)整，保證堿度維持正常水平，確保脫磷效果。

針對(duì)球團(tuán)礦氧化鐵含量高 10%，使用球團(tuán)礦過程的煤氣濃度含量比使用燒結(jié)礦含量高，回收的時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)整吹氧流量和總供氧量，TSC時(shí)段的供氧總量提前200～300 m3，保證 TSC 段碳含量，減少過氧并且增加煤氣回收量。

2.4 防噴濺控制

球團(tuán)礦含鐵量較高，而且含有FeO約10%，化渣效果較好，為了防止噴濺，使用球團(tuán)礦以后控制鐵水耗，降低礦石使用量，鐵水耗低于 850 kg/t 并對(duì)副槍煉 鋼模型布料進(jìn)行了調(diào)整，主要調(diào)整中后期槍位流量及加入礦石的時(shí)間點(diǎn)，前期加入模型計(jì)算礦石量的10%左右，吹煉前期控制穩(wěn)定，計(jì)算礦石量在3 t以上的，使用石灰石替代礦石冷卻劑。根據(jù)球團(tuán)礦反應(yīng)較快的特點(diǎn)，吹煉過程采用小批量多次布入，單次加入礦石量控制在350 kg以內(nèi)，提高礦石加入過程的穩(wěn)定性。礦石量大于25 kg/t的爐次，過程槍位不能大幅度的變動(dòng)，否則容易發(fā)生噴濺。

3 效 果

通過以上措施，對(duì)比燒結(jié)檢修三個(gè)月使用球團(tuán)礦數(shù)據(jù)，結(jié)果如表2所示。噴濺率、煤氣回收、氧氣耗、鋼鐵料耗、終點(diǎn)命中率等指標(biāo)均有所好轉(zhuǎn)，并比使用燒結(jié)礦的指標(biāo)有所提升。

通過對(duì)表2中數(shù)據(jù)對(duì)比，可以看到使用球團(tuán)礦與燒結(jié)礦的差異。當(dāng)鐵水耗控制 850 kg/t左右時(shí)，兩者在鐵水條件、溶劑消耗上基本接近，終點(diǎn)氧下降 16 ppm，平均噴濺率下降 1.13%，供氧時(shí)長(zhǎng)縮短約 10s，煤氣回收增加 1.8 m3/t，鋼鐵料耗下降 5.7 kg/t ，從數(shù)據(jù)的結(jié)果對(duì)比來看，基本上符合球團(tuán)礦的特性，使用過程基本穩(wěn)定，達(dá)到降耗目的。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備改造，裝入制度、吹煉造渣、供氧、終點(diǎn)制度的優(yōu)化，使用 球團(tuán)礦過程平穩(wěn)，噴濺減少，達(dá)到了降低鋼鐵料耗，氧氣耗的目的，同時(shí)增加煤 氣回收量，使轉(zhuǎn)爐平穩(wěn)度過燒結(jié)機(jī)大修期。

參考文獻(xiàn)

[1] 張巖，張紅文.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備[M].北京：冶金工藝出版社，2010：96-103.

[2] 朱苗勇．現(xiàn)代冶金學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2001.

第一作者：王志國(guó)，男，48歲，高級(jí)工程師