日鋼球團(tuán)使用澳洲中信精粉的生產(chǎn)實(shí)踐

厲建好　段秋利　姚永江

摘 要：日照鋼鐵球團(tuán)生產(chǎn)線因智利精粉資源供應(yīng)不足，澳洲中信精粉作為智利精粉的替代精粉進(jìn)行生產(chǎn)試用。通過具體的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)相關(guān)控制參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整，達(dá)到了日產(chǎn)量穩(wěn)定、膨潤(rùn)土配比降低、成球性能改善、窯況和球團(tuán)礦質(zhì)量穩(wěn)定的使用效果，澳洲中信精粉完全能夠滿足日鋼球團(tuán)目前的生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：澳洲中信精粉；球團(tuán)；生產(chǎn)實(shí)踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.011

1 前言

日照鋼鐵現(xiàn)有兩條60萬t/a氧化球團(tuán)生產(chǎn)線，分別于2005年5月和2006年3月建成投產(chǎn)，采用鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝，配套有圓筒烘干、球磨、圓盤造球、雙輥篩篩分、轉(zhuǎn)爐煤氣與煤粉混合燃燒、環(huán)冷機(jī)冷卻等相關(guān)工藝。日鋼煉鐵制造部球團(tuán)課理論與實(shí)踐相結(jié)合先后對(duì)工藝設(shè)備設(shè)施進(jìn)行了一系列的改造，具備全巴西精粉生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

近年隨著國際礦價(jià)的下降，磁鐵精礦性價(jià)比得到提升，巴西精粉與磁鐵精粉（智利精粉）相搭配成為日鋼球團(tuán)的主要精粉原料結(jié)構(gòu)。澳洲中信精粉作為新的磁鐵精粉原料，具有：品位高、氧化亞鐵含量適中，三氧化二鋁、硫、磷均低，化學(xué)成分適合球團(tuán)生產(chǎn)使用。

2 原料概況

將日鋼球團(tuán)生產(chǎn)使用的主要原料物理化學(xué)成份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，詳見下表：

從表1可以看出，澳洲中信精粉化學(xué)成份對(duì)球團(tuán)礦生產(chǎn)很合適：FeO含量高，焙燒過程中氧化放熱可降低焙燒熱量需求；特別是SiO2含量相對(duì)高，利于降低焙燒過程中固液相狀態(tài)的生成，易于提高球團(tuán)礦的焙燒強(qiáng)度；Al2O3、S、P含量低，利于高爐控制鐵水爐渣成分；澳洲中信精粉兩段磨礦的特殊選礦工藝決定了其-200目粒級(jí)高（-300目達(dá)到90%），比表面積最高達(dá)到2100cm2/g，利于造球提高成球性和降低膨潤(rùn)土配比。

而英美資源的巴西精粉屬于鏡鐵礦精粉，-200目粒級(jí)雖好但其精粉顆粒多為片狀晶體結(jié)構(gòu)，比表面積只有1100cm2/g，單獨(dú)使用時(shí)成球性很差，干燥預(yù)熱過程中生球碎裂產(chǎn)生粉塵量大，焙燒時(shí)需求的焙燒溫度高達(dá)1350℃，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈速度快，生產(chǎn)控制難度大。

智利精粉是典型的磁鐵礦精粉，化學(xué)成分和-200目粒級(jí)均適用于球團(tuán)生產(chǎn)，唯一不足的是礦價(jià)高于澳洲中信精粉。

3 生產(chǎn)實(shí)踐

因智利精粉資源供應(yīng)不足，澳洲中信精粉作為智利精粉的替代精粉進(jìn)行生產(chǎn)試用。在使用期間直接替代智利精粉，與英美資源的巴西精粉搭配使用，日產(chǎn)量水平保持不變（3500t）。

3.1 球前配料調(diào)整

由精礦粉的物理特性得知，澳洲中信精粉粒級(jí)非常細(xì)，成球性能突出，適當(dāng)降低膨潤(rùn)土配比和轉(zhuǎn)爐污泥配比；巴西鏡鐵礦精粉粒級(jí)符合造球工藝對(duì)原料的要求，但其物理微結(jié)構(gòu)造成其成球性能差，根據(jù)日鋼球團(tuán)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，必須配加適量的轉(zhuǎn)爐污泥改善其成球性能。使用澳洲中信精粉36小時(shí)內(nèi)即總結(jié)出最合適的配料比，具體如表2所示。

使用澳洲中信精粉后，在相同日產(chǎn)量水平情況下，轉(zhuǎn)爐污泥配比降低2.9%，膨潤(rùn)土配比降低0.4%，膨潤(rùn)土單耗下降2.11kg/t，抗壓強(qiáng)度提高20N/個(gè)球。

3.2 造球工藝調(diào)整

因澳洲中信精粉粒級(jí)非常細(xì)，-200目>98%，-300目都能達(dá)到90%，故澳洲中信精粉成球后的生球密實(shí)性明顯高于智利精粉，造球工序以圍繞著造小球?yàn)橹行模{(diào)整生球粒度控制指標(biāo)，8-16mm生球粒級(jí)控制標(biāo)準(zhǔn)由60%提高至70%，8-12mm生球比例明顯增加。

澳洲中信精粉成球性能優(yōu)于智利精粉，通過配料調(diào)整后，能夠彌補(bǔ)巴西鏡鐵礦精粉成球性差的不足，生球強(qiáng)度（落下強(qiáng)度）控制要求由≥5次/個(gè)球提高至≥6次/個(gè)球。

變料后造球過程加水量有所減少，生球含水量由變料前的9.6%降低至9.2%。

3.3 鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)熱工參數(shù)調(diào)整

使用澳洲中信精粉后生球的密實(shí)性提高。當(dāng)鏈篦機(jī)料層布的過厚時(shí)，生球水分全部抽風(fēng)干燥比較困難，在抽風(fēng)干燥時(shí)料層下部過濕現(xiàn)象比較嚴(yán)重，使生球容易產(chǎn)生裂紋甚至爆裂。這時(shí)就需要增加干燥時(shí)間或者降低料層厚度，實(shí)踐表明，采用“薄料層快機(jī)速”可以明顯降低生球的爆裂，其效果要好于“厚料層慢機(jī)速”，這是由于薄層干燥能夠減少水汽在料層下部冷凝的程度，使下層球的強(qiáng)度能承受上層球的壓力和介質(zhì)穿過球?qū)拥膲毫Γ３至蠈佑辛己玫耐笟庑浴?/p>

鏈篦機(jī)布料厚度控制中心值由180mm調(diào)整至170mm，鏈篦機(jī)速度由1.37m/min提升至1.54m/min，鏈篦機(jī)內(nèi)干燥預(yù)熱時(shí)間縮短2.9min。保持各風(fēng)機(jī)入口溫度不變情況下，變料調(diào)整后對(duì)鏈篦機(jī)的溫度分布進(jìn)行優(yōu)化，兩室三段鏈篦機(jī)的梯度溫度更加趨于合理，具體見表3。

精粉原料中澳洲中信精粉的SiO2含量較高，如果生球在預(yù)熱過程中氧化不完全，在進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫焙燒的過程中，就有可能生成硅酸鹽渣相，渣相中的鐵橄欖石（2FeO·SiO2）很容易與Fe2O3、FeO及SiO2形成熔化溫度更低的熔體，液相將礦粒包圍，冷卻時(shí)液相凝固，使球團(tuán)固結(jié)。但由于鐵橄欖石不易結(jié)晶，常成玻璃相，使球團(tuán)強(qiáng)度降低。因此，使用澳洲中信精粉后，為使球團(tuán)在進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯高溫焙燒前完成大部分氧化，鏈篦機(jī)機(jī)頭溫度平均提高12℃，鏈篦機(jī)機(jī)頭負(fù)壓保持在-38pa。

回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度對(duì)球團(tuán)礦最重要的質(zhì)量指標(biāo)—抗壓強(qiáng)度的影響最大，選擇合理的焙燒溫度以應(yīng)保證鐵精礦粉固相再結(jié)晶強(qiáng)度為出發(fā)點(diǎn)。雙色溫度控制標(biāo)準(zhǔn)保持1360℃不變，回轉(zhuǎn)窯窯速由0.85m/min提升至0.92m/min，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焙燒時(shí)間縮短2.5min。

成品球在環(huán)冷機(jī)內(nèi)部不僅有冷卻過程，而且還存在二次氧化固結(jié)的作用。冷卻速度過快，容易導(dǎo)致沿球團(tuán)礦半徑收縮不均，產(chǎn)生應(yīng)力，使球團(tuán)礦的強(qiáng)度降低，而且不利于紅球的再氧化，造成FeO含量高；冷卻速度過低，必將導(dǎo)致成品球溫度偏高，使成品皮帶受損，造成停產(chǎn)事故。據(jù)此，對(duì)環(huán)冷機(jī)冷卻制度作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：在保證不出紅球的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制環(huán)冷一段風(fēng)門開度，適當(dāng)提高環(huán)冷二段的溫度，防止紅球過快冷卻而影響球團(tuán)礦的實(shí)物質(zhì)量。控制環(huán)冷一段風(fēng)門可以降低窯頭紅球的初始冷卻速度，防止強(qiáng)度下降；而適當(dāng)提高環(huán)冷二段的溫度能夠提高鏈篦機(jī)干燥二段的風(fēng)箱溫度。

變料前后環(huán)冷機(jī)的溫度變化對(duì)比如表4所示，變料后環(huán)冷一段溫度同比提高120℃、環(huán)冷二段提高60℃、環(huán)冷三段提高30℃。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

同比智利精粉使用經(jīng)濟(jì)性，僅考慮直接材料經(jīng)濟(jì)效益一項(xiàng)，按照實(shí)際使用的精粉原料價(jià)格差進(jìn)行計(jì)算，澳洲中信精粉比智利精粉價(jià)格低16.91元/t，日產(chǎn)量3580t，每日直接材料經(jīng)濟(jì)效益：16.91元/t×3580t=60538元。

4 總結(jié)

（1）澳洲中信精粉粒度非常細(xì)，配加澳洲中信精粉后，可適當(dāng)降低球團(tuán)粘結(jié)劑膨潤(rùn)土的用量。

（2）澳洲中信精粉的特性決定了其成球性能優(yōu)異，在造球時(shí)應(yīng)造小球，生球粒度變小后通過調(diào)整干燥預(yù)熱和焙燒冷卻制度，仍能保持產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)定。采用“薄料層快機(jī)速”可以明顯降低生球的爆裂。

（3）澳洲中信精粉與巴西鏡鐵礦精粉搭配使用，兩種精粉能夠互相取長(zhǎng)補(bǔ)短：澳洲中信精粉能提高巴西鏡鐵礦精粉的成球性、降低焙燒溫度，巴西鏡鐵礦能提高澳洲中信精粉的爆裂溫度。目前40%澳洲中信精粉與55%巴西鏡鐵礦精粉的主料配比能夠保持生產(chǎn)穩(wěn)定。

（4）使用澳洲中信精粉時(shí)，提高巴西鏡鐵礦精粉成球性和降低焙燒溫度的轉(zhuǎn)爐污泥需要根據(jù)生球質(zhì)量和成品球的實(shí)物質(zhì)量合理調(diào)整，不易配加過多，也不能配加過少，控制在3.5%至4.0%左右為宜。

（5）使用澳洲中信精粉后，在相同日產(chǎn)量水平情況下，轉(zhuǎn)爐污泥配比降低2.9%，膨潤(rùn)土配比降低0.4%，膨潤(rùn)土單耗下降2.11kg/t，抗壓強(qiáng)度提高20N/個(gè)球。

（6）同比智利精粉使用經(jīng)濟(jì)性，僅考慮直接材料經(jīng)濟(jì)效益一項(xiàng)，日節(jié)省6.538萬元。

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