日鋼球團使用新西蘭海砂生產含鈦球團礦的生產實踐

厲建好+姚永江

摘 要：日照鋼鐵球團生產線因高爐生產護爐需要含鈦球團礦，使用含鈦量高的新西蘭海砂替代精粉進行生產。通過一個多月的生產實踐，對相關控制參數進行針對性調整優化，達到了日產量穩定、膨潤土配比未大幅升高、成球性能改善、窯況和球團礦質量穩定的使用效果，球團配加新西蘭海砂生產的含鈦球團礦能夠滿足日鋼高爐目前的生產需求。

關鍵詞：新西蘭海砂；含鈦球團礦；生產實踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.006

1 前言

隨著鋼鐵行業的發展，富礦資源日益枯竭，而鐵礦資源需求卻并沒下降，且近期鋼鐵原燃料價格上升，鋼鐵產品利潤下滑，使用低價礦石成為鋼鐵行業重點。新西蘭海砂作為低價礦石的一種代表，由于粒度較粗、硬度、熔點較高，親水性能較差，且含鈦較高，目前主要應用于燒結，且配比量在5%以內，配比高會導致燒結礦冷態強度和低溫還原粉化率性能下降。為了能夠降低鐵料成本，且利用含鈦物料對高爐進行護爐延長高爐壽命，探索實踐在球團中使用海砂生產含鈦球團礦。

日鋼海砂目前主要用在燒結礦中，配比從原來的3%提高到現在4.5%左右，而燒結礦的低溫還原粉化率RDI+3.15則從原來的60.5%左右下降到目前的46.4%左右，嚴重影響了高爐爐況順行。為了緩解這種狀況，并實現降低原料成本，如何合理利用含鈦海砂生產高鈦球團礦成為日鋼球團的新挑戰。

2 原料概況

將日鋼球團生產使用的主要原料物理化學成份進行統計匯總，詳見表1：

與現用原料相比，因新西蘭海砂親水性非常差，配料直供海砂水分含量非常低，結合新西蘭海砂的物理化學性質特性（品位低、粒度粗、濕容性低、熔點高），配加海砂生產球團礦的實驗初期主要困難應該集中在造球。考慮物料成球原理及成球性，綜合考慮后續資源情況，配料原料結構以-200目粒級和比表面積非常好的澳洲精粉（-200目98.4%、比表面積達到2100 cm2/g）為主，同時配加部分品位高的巴西精粉。

3 生產實踐

3.1 實踐生產前圍繞造球工藝進行的調整

從公司提出使用海砂生產含鈦球團，到實踐生產高鈦球團礦，前期準備時間只有一周的時間，主要開展的準備工作有改善配料倉和配料設備的精準性、烘干機進料前和出料后增加補水裝置、備用潤磨系統等。

（1）改善配料倉和配料設備的精準性。生產實踐準備前期首先考慮到海砂粒級非常差、成球性影響大，必須保證實際下料量準確，圍繞著如何保證準確配料開展工作。同原料儲存課提前協調專門儲存場地，要求上料機具嚴禁混料；修復料倉下料口料門的調節功能，能夠根據跑盤校秤結果和實際下料情況調節料流穩定性；海砂和內部除塵灰水分低，為給造球提供合適水分的原料，在烘干機進料前皮帶和出料后皮帶上分別增設加水管和噴頭，可以根據造球要求提前調節混合料水分；修復和調試潤磨機系統，在實踐生產初期確實成球困難時開啟潤磨機改善混合料的比表面積，提高成球性能保障造球的正常生產。

（2）圓盤造球機參數摸底測量和調整。在實際配料前將各圓盤造球機傾角進行了一次摸底測量，測量結果與生產實際情況相吻合，六臺圓盤造球機各自的傾角不盡相同（47°-51°）；固定刮刀和旋轉刮刀按照統一的標準進行調整，距離盤底高度，從硬件設備上提供操作保障。

3.2 生產實踐過程

（1）新西蘭海砂精粉配比及膨潤土配比調整情況，詳見表2。

按照生產使用新西蘭海砂預案執行，在海砂配比及其他精粉配比調整上，以穩定-200目粒級、保障成球性及生球強度為首要目標，即增加海砂配比時降低巴西精粉配比。序號1至3依次為配加海砂的整個過程，序號4的配比調整原因是20%海砂穩定生產后澳洲精粉更換批次后-200目粒級下降6%，結合后續資源情況取消巴西精粉。

（2）新西蘭海砂生產實踐過程從原料配比結構序號1至4依次推進，每個階段穩定后即開始進行下一階段。

階段一，初始膨潤土配比設定為2.6%，配比是未配海砂前的2倍，通過圓盤造球機每半個小時的生球強度檢測，膨潤土配比逐步降低至1.5%，落下強度仍達到11次/個球以上。圓盤造球機根據使用海砂后的造球效果對角度重新進行調整，原傾角較大的4#盤調整至49°、5#盤調整至48°，調整后造球崗位繼續對每個球盤成球情況進行總結；鏈篦機及回轉窯內未見異常變化，生產出于可控狀態，穩定生產16小時后開始階段二。

階段二，根據階段1造球崗位出現的原料水分波動大、原料水分小時球盤加水量不足的情況，停用烘干機的煤氣熱風烘干作用（即烘干機滅火），只利用烘干機筒體轉動的混勻作用。停用烘干機的烘干功能2小時后，海砂配比調整至15%。烘干機滅火后混勻料的水分波動小，造球原料水分相對階段1要穩定，生球落下強度在達到10次/個球的基礎上，膨潤土配比降低至1.2%；回轉窯窯頭及窯尾輕微揚塵，生產條件處于可控良好狀態，穩定生產16小時后開始階段三。

階段三，海砂配比提高至20%后，膨潤土配比提高0.2%至1.4%后生球落下強度方能達到8次/個球。通過前兩個階段的生產實踐，生球落下強度控制原則統一為8次/個球，原因：生球落下強度過高，生球水分大，鏈篦機布料崗位操作困難、進入預熱段爆球率大幅增加；生球落下強度低于7次，鏈篦機返礦量及干燥過程中碎球率升高明顯，故生球落下強度控制在8-9次/個球為宜。調整4#5#球盤后，通過階段二的生產崗位操作反饋，成球效果不及1#2#6#圓盤造球機好，隨即將各球盤角度重新進行了優化調整，最終調整結果如表3所示。

階段四，海砂配比達到20%后結合后續資源情況取消巴西精粉，原料粒級總體改善提高1%，生球落下強度仍控制在8次/個球的標準，膨潤土配比下降0.2%。回轉窯及鏈篦機工藝運行情況整體向好，回轉窯窯內結圈可控。

（3）生產實踐不同階段參數對比（表4），工藝參數控制相對穩定。

（4）在不犧牲產量、不大幅提高膨潤土消耗、不降低球團礦質量、不升高球團礦成本的生產實踐組織原則下，通過四個階段的連續穩定生產，球團礦日產量穩定在3600-3650t/d，球團礦TiO2含量穩定在1.45%左右、抗壓強度達到2800N/個球、FeO含量≤2.0%、球團礦還原膨脹指數10.49%，各項技術指標未出現下降，達到了預期效果。

3.3 經濟效益測算

（1）直接經濟效益。新西蘭海砂與澳大利亞精粉使用經濟性進行對比，效益非?？捎^。日鋼球團日產量未受使用海砂影響，故僅考慮直接材料經濟效益一項，按照精粉原料價格差進行計算，新西蘭海砂比澳大利亞精粉價格低134.6元/t，日產量3650t，每日直接材料經濟效益49萬元，月降低實際成本1470萬元。

（2）間接經濟效益。球團穩定配加海砂后，燒結礦中海砂配比下降，有利于對提高燒結礦冶金性能和降低槽下返礦率，利于燒結礦產能提高和燒結礦成本降低，更對高爐護爐起到積極作用。

4 總結

（1）新西蘭海砂的物理化學性質特性（品位低、粒度粗、濕容性低、熔點高），配加海砂生產球團礦的實驗初期主要困難應該集中在造球。（2）在海砂配比及其他精粉配比調整上，以穩定-200目粒級、保障成球性及生球強度為首要目標。（3）在不犧牲產量、不大幅提高膨潤土消耗、不降低球團礦質量、不升高球團礦成本的生產實踐組織原則下，通過四個階段的連續穩定生產，球團礦日產量保持3600-3650t，球團礦TiO2含量穩定在1.45%左右、抗壓強度達到2800N/個球、FeO含量≤2.0%、球團礦還原膨脹指數10.49%，各項技術指標未出現下降，達到了預期效果。（4）使用低價礦石經濟效益非常可觀。僅考慮直接材料經濟效益一項，按照精粉原料價格差進行計算，新西蘭海砂比澳大利亞精粉價格低134.6元/t，日產量3650t，每日直接材料經濟效益49萬元，月降低實際成本1470萬元。（5）球團穩定配加海砂后，燒結礦中海砂配比下降，有利于對提高燒結礦冶金性能和降低槽下返礦率，利于燒結礦產能提高和燒結礦成本降低，更對高爐護爐起到積極作用。endprint