豎爐球團拓展使用原料范圍的探索

鄭志強，寧 振

濟南鋼鐵集團煉鐵廠,山東 濟南 250101

0 引言

為應對鋼鐵市場疲軟的局勢，濟鋼豎爐球團剖析了自產球團礦成本高的原因，其中，原料成本占總成本的95%，而制造費用和工資福利的總和僅占5%左右，另外國際三大礦山巨頭壟斷鐵礦石貿易，礦價高企嚴重威脅到濟鋼豎爐球團的生存。因此，降低原料成本是濟鋼球團廠生存的必由之路。從2009年2月份開始，球團廠停止了使用高價長協礦，轉而采用以國內粉為主，配用部分自產鋼城堿礦的原料結構。由于國內精粉品位相對較低，脈石含量較高，脈石中的SiO2、CaO、MgO對豎爐氧化球團質量影響較大。在突破使用低品質國內精粉方面，濟鋼豎爐球團通過工業試驗、實驗室配料試驗等方面進行一系列的研究。

1 增配污泥工業試驗

2009年1月～12月，進行了增配煉鋼污泥的工業試驗，污泥配加量由38kg/t，最多增加到90kg/t。通過積極創新大膽嘗試，不斷優化過程控制參數和提高操作技能，目前已能夠適應高污泥混合料的使用，并確保球團礦成品質量穩定。按現在的情況估計，污泥配加量有望達到100kg/t 左右。

隨著集團公司新鋼廠區的投產，煉鋼污泥的產出量還將繼續增加，球團增配污泥生產技術的突破，能為集團公司的資源循環再利用和降本增效起到重要的作用。

2 高硅高鎂經濟料工業試驗

2009年6月1日～6月8日，濟鋼球團廠進行了煉鋼用球經濟料工業試驗。經過8天的深入探索和操作調整，試驗取得圓滿成功，達到了預期目標，降成本效果顯著。

濟鋼球團廠使用的經濟料主要有：鋼城堿（自產礦）、棗莊精粉、劉嶺精粉等，其混合料特性對豎爐球團生產的影響如下：

1）混合原料粒度粗，＜0.074mm占65%左右，影響生球質量；

2）化學成分不穩定，脈石含量高，特別是SiO2(＞8%)、CaO（＜2.0%）、MgO（＞2.2%），這樣的原料成分是濟鋼球團從未使用過的，它們對球團焙燒可能產生的影響也不能確定；

3）原料種類多，給倉儲和混料系統帶來困難，易造成成分波動。

為配合高硅高鎂經濟料球團生產，采取了以下調整手段：

1）提高焙燒溫度。沖破傳統觀念（SiO2＞8%時焙燒溫度最高控制1120℃），在MgO含量為2.2%～2.4%，SiO2含量為8%～10%范圍內，將焙燒溫度控制在1160℃～1180℃。實踐證明，此舉能夠穩定成品球團礦抗壓強度在2500N/個左右；

2）實施混合料全磨，提高原料活性，改善經濟料粒度粗對造球工序的影響，并達到降低膨潤土消耗的目的；

3）優化豎爐參數，提高噸礦煤氣消耗，降低冷風量，加長均熱帶，延長鎂質球團礦固結時間，有效提高鎂質球團礦的強度。

試驗結果證明：在配加部分經濟料（棗莊高鎂精粉和劉嶺高硅精粉）工業性試驗中，通過優化參數配置，球團礦抗壓強度達到了2500N/個左右；配加高鎂經濟料后，球團礦的MgO達到2.3%，已經達到高爐使用鎂質球團礦的標準。這表明我們掌握了大量配加經濟料的技術和鎂質球團礦的生產技術，也為下一步大量采用低品質、多品種國內礦的原料結構做好了技術儲備。

3 全部采用國內粉的生產實踐

基于前期對經濟料工業試驗積累的寶貴經驗，濟鋼球團廠根據集團公司的結構調整需求及當前的原料資源情況，于2009年12月份開始實施全國內粉生產球團。

所用原料以鋼城堿精粉為主，另外還有梅山精粉、劉嶺精粉、魯中精粉等，及相對較高的污泥配比（90kg/t）。在此次生產實踐過程初期出現了低硅、高堿度、高鎂的類型原料結構，成品抗壓強度無法達到預期目標（＞2500N/個）。

所謂低硅、高堿度、高鎂的類型原料結構，其成分為SiO2＜4%,R2＞0.4，MgO＞1.8%時，最初焙燒溫度設定為1140℃，其抗壓強度只有1800N左右，隨著焙燒溫度提高至1200℃，球團礦強度不斷增加，但是強度也不會出現大幅度提高（抗壓強度僅為2200N/個左右），主要原因是形成的渣量減少，高CaO促使球團在焙燒過程中須晶增多和長大，影響球團的抗壓強度；另外，高CaO易形成CaO2Fe2O3，而CaO2Fe2O3在冷卻過程中再次分解[1]，導致成品球抗壓強度降低。調整措施是：增加含硅量高的酸性粉（如劉嶺精粉）配比來提高混合料中SiO2的含量(SiO2＞4%)，平衡硅鈣比例（R＜0.35）。經過分析和實踐調整，在全部國內粉原料結構下，控制焙燒溫度為1130℃～1160℃，球團礦抗壓強度能夠達到2600N/個，滿足高爐生產要求。

另外，濟鋼球團廠還根據當前的原料結構，進行了實驗室熔融試驗，測試低硅高堿度高鎂球團礦的熔點。結果表明：在1400℃下球團礦沒有出現粘連現象。使用高鎂球團礦有利于改善高爐軟融帶的透氣性。

4 結論

1）濟鋼豎爐球團配加低品質國內精粉的探索實踐有助于濟鋼集團公司擺脫對長協精礦長期形成的依賴，在當前長協礦談判舉步維艱時期具有重要意義。2010年濟鋼4×3200m3大高爐投產，球團礦需求量增加，低品質國內精粉的配用確保集團公司降成本工作的主動性；2）本項目研發的經濟料焙燒技術和控制方法填補了大型化豎爐使用經濟料的技術空白，提高了豎爐對不同原料結構的適應能力，拓展了豎爐球團降成本的空間，明顯提高了豎爐球團在行業中的競爭力，對于推動豎爐球團技術的發展具有重要意義；3）在使用經濟料的同時，豎爐排放SO2量增加，暴露出重要的環保問題，這也是我們需要進一步研究的課題。

[1]安順徽.球團礦生產因工藝、新技術與新設備選用及球團質量控制檢驗使用手冊[M].北京：冶金出版社，2005：1200-1202.