利用豎爐烘干巴西塊礦的實踐

唐巍

【摘 要】2017年，為了降低成本，公司采購了部分低價的巴西塊礦代替球團配入高爐，但當時雨水多，這部分塊礦含水含粉較大，考慮冬季結冰后用傳統方法無法篩除粉末，限制了高爐使用。為了強化塊礦篩分，減少塊礦入爐含粉，提高塊礦配比，保持爐況順行，煉鐵廠通過改造豎爐相關系統實現了用球團豎爐烘干塊礦，達到易于篩分的目的。

【關鍵詞】豎爐；烘干；巴西塊礦

一、烘干塊礦的工藝流程

根據我廠具體情況，此過程設計為：巴西塊礦進廠后用汽車倒運至豎爐循環球場地，用鏟車上豎爐循環球倉，通過原9#-8#豎爐皮帶上豎爐，在豎爐內用高爐煤氣燃燒后的熱廢氣烘干，從電振排料至振動篩篩分后，經輕型帶冷機鼓風冷卻，再通過皮帶上高爐料倉，最后槽下二次篩分后入爐。

二、所進行的改造

2.1 循環球倉的改造

由于現循環球倉針對球團設計，對比循環球，塊礦平均粒度較大，含水分約15%、含粉高于球團27%、自然堆角高于球團約10°。為保證下料，我們在循環球倉下料口東側加裝400*500mm流槽一個，在倉壁加裝振動器一個。

2.2 電振給料機改造

豎爐配套兩臺GZ6型電磁振動給料機排料，給料斗尺寸為700×1400mm，電振給料斗角度在-10°至10°可調，由于塊礦自然堆角和粒度均大于球團，為保證順利烘干好的塊礦順利排料，將電振給料斗角度從生產球團時的約0°調整至最大的10°。

三、工藝調整

3.1 烘床溫度和廢氣溫度

用豎爐焙燒球團時，在烘干床將生球中的吸附水和結晶水全部變成水蒸氣，吸附水加熱到105℃就迅速干燥蒸發，結晶水200℃左右開始分解，400℃至500℃分解速度激增；所以烘床溫度要達到400～500℃以上，烘干后廢氣溫度保持100℃以上。烘干塊礦時，主要是去除塊礦中的吸附水，不使結晶水分解，結晶水分解會使礦石破碎產生粉末[1]。所以烘床溫度要控制在105℃至200℃之間；廢氣溫度要達到露點（約60℃）以上，使廢氣中水蒸氣不會凝結，被順利抽走（見表1）。

3.2 燃燒室溫度和煤氣消耗

磁鐵礦焙燒球團的固結反應主要為磁鐵礦氧化成Fe2O3及氧化所得的Fe2O3晶粒的再結晶，當球團在氧化氣氛中焙燒至200℃以上時，氧化開始，至900℃～1100℃以上時絕大部分的Fe3O4氧化成Fe2O3，這是放熱反應，結合我廠使用的磁鐵精礦高SiO2、固溶物熔點低的特點，燃燒室溫度控制在1050℃左右；巴西塊礦主要成分為赤鐵礦，在氧化氣氛中赤鐵礦晶粒在900℃開始再結晶，此過程是吸熱反應，需要將焙燒溫度控制在900℃以下保證塊礦現有粒度不會由于再結晶而破壞[2]。高爐煤氣燃點約700℃，結合實際情況，經過試驗燃燒室溫度最后確定為900℃。根據燃燒室溫度要求，燃燒室內空煤比由焙燒球團時1.5-2.0提高至3.0-4.0；烘干用高爐煤氣量根據燃燒室溫度、烘床溫度需要調整，在烘干量85t/h時，高爐煤氣消耗量為8500m3/h。

3.3 存在的問題及調整

為防止高溫發生物理和化學反應造成粉化，燃燒室溫度設定在750℃±50℃，煤氣消耗量設定為5000m3/h，實施過程中發現烘床溫度<90℃，廢氣溫度<50℃，燃燒室燃燒不活躍，逐步提高燃燒室溫度和煤氣量，在燃燒室溫度提高至900℃、煤氣消耗量增加至8500m3/h時，塊礦未粉化而又達到了烘干的效果，便把此參數固化下來。由于塊礦含水含粉大，在循環球倉和烘干床上造成粘堵，設想的烘干60t/h的均衡生產無法維持，每天需抽出1-2小時處理循環球倉和烘干床粘堵，只能通過提高其他時間烘干量來滿足需要。另外，電除塵每天產生的除塵灰量也相應的由原來的每天60噸升高為200噸，給電除塵的運行增加了負擔。

【參考文獻】

（1）為使用球團豎爐烘干塊礦，西鋼煉鐵廠對豎爐系統的循環球倉、電磁振動給料機進行了相應改造。

（2）通過調整燃燒室溫度、烘干床溫度和煤氣消耗量等參數，使塊礦烘干以利于篩分。

（3）由于塊礦含水含粉大，出現由于粘堵造成的烘干中斷，并增加了相關系統除塵的負擔。

（4）王悅祥.燒結礦與球團礦生產.冶金工業出版社，2003，92-106

（5）賈艷、李文興.高爐煉鐵基礎知識.冶金工業出版社，2003，15-16