惠宏智，王 奎，李 楠

（陜鋼集團(tuán)漢鋼公司，陜西 勉縣 724200）

金布巴粉是由必合必拓公司提供的澳大利亞皮爾巴拉紐曼地區(qū)的布魯克曼型鐵礦粉。該礦粉具有赤鐵礦和針鐵礦的混合結(jié)構(gòu)，其物理性能和燒結(jié)性能與PB粉相接近。受巴西淡水河谷潰壩事故持續(xù)發(fā)酵影響，普氏指數(shù)處于高位，鋼鐵企業(yè)外礦采購成本大幅升高，為進(jìn)一步降低燒結(jié)礦成本，漢鋼公司將金布巴粉比例由30%提升至40%進(jìn)行了燒結(jié)杯試驗和工業(yè)生產(chǎn)。結(jié)果均表明，將金布巴粉比例提升至40%后，燒結(jié)礦各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與30%金布巴粉變化不大，在滿足高爐生產(chǎn)需求同時能夠降低燒結(jié)礦成本。

1 燒結(jié)杯實驗

1.1 原料條件

本次燒結(jié)杯試驗所用原均來自漢鋼公司燒結(jié)中和料場及三立豎窯生石灰粉。在燒結(jié)制粒過程中，理想的情況是1mm～3mm的顆粒作為核顆粒，0.2mm～0.6mm的顆粒難以粒化，應(yīng)越小越好[1]。金布巴粉中0.6mm～6.3mm占比約53.57%，＞6.3mm部分占比約13.61%，粒度適中，較為均勻，有利于提升料層透氣性及燒結(jié)過程礦化反應(yīng)的進(jìn)行。

1.2 試驗方案

根據(jù)漢鋼公司礦粉資源情況及燒結(jié)廠生產(chǎn)條件，開展了代替PB粉的試驗。試驗方案及燒結(jié)指標(biāo)見表1。

表1 燒結(jié)杯試驗配礦方案及燒結(jié)指標(biāo)

1.3 試驗結(jié)果分析

由表1可知，試驗1水分控制在7.9%，試驗2水分控制在7.8%，利用系數(shù)有所降低。表明水分波動，對燒結(jié)利用系數(shù)、燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓和成品率均會造成影響。這體現(xiàn)了燒結(jié)水分控制的重要性，因為隨著制粒水分的增加，混合料制粒改善，混合料中小顆粒比例減少，料層透氣性提高，改善了燒結(jié)過程中的傳質(zhì)傳熱，燒結(jié)礦產(chǎn)量和強(qiáng)度指標(biāo)均得到提高。試驗3與試驗1相比利用系數(shù)略有降低，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度（+1.87）和成品率（+1.89）優(yōu)于試驗1。原因在于合理的燃料加入量，能夠得到有利的燒結(jié)料層最高溫度，延遲高溫保持時間，燒結(jié)過程液相生成適宜，從而確保燒結(jié)礦成品率。在漢鋼公司原燃料條件下，配加40%金布巴粉代替部分PB粉是可行的，能夠取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2 工業(yè)試驗

鑒于燒結(jié)杯試驗取得不錯的效果，在漢鋼公司燒結(jié)廠兩臺265m2燒結(jié)機(jī)上進(jìn)一步開展工業(yè)試驗，燒結(jié)礦冶金性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2.1 燒結(jié)機(jī)工藝參數(shù)

隨著金布巴粉配比的提升，巴西混合粉配比降低，實際生產(chǎn)將燒結(jié)燃料配比、燒結(jié)機(jī)點火溫度略微提升，其主要原因為金布巴粉燒損5.13%，較巴西混合粉及精礦粉高，化學(xué)水分解耗熱需求增加所致。

金布巴粉配比提升后，燒結(jié)混合料水分需求升高，主要原因為金布巴粉濕容量高，親水性好，提升水分有利于混合料造球，改善燒結(jié)過程透氣性。

隨著金布巴粉配比的提升，燒結(jié)料透氣性提升，燒結(jié)后料面收縮現(xiàn)象增加，實際生產(chǎn)中適當(dāng)利用平料器壓料，防止透氣性過好造成的垂直燃燒速度過高，減少燒結(jié)后料層的收縮，提升燒結(jié)礦強(qiáng)度。

2.2 燒結(jié)礦質(zhì)量

在金布巴粉配比提升后，通過3組配比下燒結(jié)SiO2均穩(wěn)定在4.7%～4.9%，燒結(jié)礦堿度均按2.15±0.10控制，燒結(jié)礦成分基本穩(wěn)定。

燒結(jié)礦MgO含量略有升高，其主要原因為金布巴粉配比提升后，燒結(jié)礦Al2O3含量的升高，為保證高爐爐渣鎂鋁比，同步提升燒結(jié)礦中MgO含量。

燒結(jié)礦低溫還原粉化RDI+3.15mm性能出現(xiàn)下降，金布巴粉配比增加至40%時，燒結(jié)礦低溫還原粉化率降低至69.14%，其主要原因為金布巴粉Al2O3含量較高，其配比升高后影響燒結(jié)礦Al2O3含量升高，導(dǎo)致燒結(jié)礦低溫還原粉化率出現(xiàn)下降。正常生產(chǎn)下，漢鋼公司高爐要求燒結(jié)礦Al2O3小于2.0%、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)大于78%、低溫還原粉化率RDI+3.15mm大于68%，金布巴粉配比在40%時基本符合上述要求。

2.3 燒結(jié)機(jī)指標(biāo)

金布巴粉配比的升高，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)略有下降，燒結(jié)固體燃料單耗有所升高，其主要原因為：一是金布巴粉燒損較精礦粉高，金布巴粉配比升高后導(dǎo)致燃料配比的升高及燒結(jié)礦出礦率下降；二是金布巴粉配比提升后因燒結(jié)礦強(qiáng)度、粒級的變化，影響燒結(jié)礦返礦綜合配比升高。

金布巴粉配比提升至40%后，燒結(jié)機(jī)垂直燃燒速度趨于升高，其主要原因為金布巴粉粒度組成較好，有助于改善燒結(jié)機(jī)料層透氣性。

金布巴粉配比提升至40%后，燒結(jié)礦成本趨于降低，其主要原因為同期金布巴粉價格較PB粉低40元/噸左右。

2.4 采取的主要措施

①實施低碳厚料層燒結(jié)技術(shù)，該公司在40%金布巴粉配比時，將燒結(jié)機(jī)料層厚度從800mm提升至950mm，厚料層有利于燒結(jié)過程自動蓄熱和燒結(jié)礦強(qiáng)度的提升，降低固體燃料單耗。②嚴(yán)格執(zhí)行混合料水分7.5%±0.1%控制標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定下料量和水分控制，提升混合料造球效果，提升燒結(jié)過程透氣性。③金布巴粉配加比例提升后，隨著料層厚度的提升，改造通過布料設(shè)施，加耙松料+平料器平料，改善料層透氣性。④為改善高配比金布巴粉的燒結(jié)礦質(zhì)量，漢鋼公司配加了20%比例的無煙煤，無煙煤發(fā)熱值高，有利于褐鐵礦結(jié)晶水的脫除和燒結(jié)礦液相生成。

3 結(jié)論

①燒結(jié)杯試驗表明，在漢鋼公司原燃料條件下將燒結(jié)金布巴粉比例由30%提升至40%，代替部分PB粉，燒結(jié)礦質(zhì)量完全能滿足高爐生產(chǎn)技術(shù)要求。②金布巴粉配比提升后，將燒結(jié)機(jī)料層厚度從800mm提升至950mm，增強(qiáng)了燒結(jié)過程自動蓄熱，確保燒結(jié)礦質(zhì)量不下滑的前提下彌補(bǔ)了固燃單耗高的不足。③工業(yè)試驗表明，金布巴粉配比提升后，適當(dāng)提升點火溫度至1100℃±50℃，同時采取低碳厚料燒結(jié)技術(shù)、調(diào)整水分控制標(biāo)準(zhǔn)至7.5%±0.1%等生產(chǎn)措施有利于提升燒結(jié)礦質(zhì)量。④因同期金布巴粉價格較PB粉低，提升金布巴粉比例至40%，較30%金布巴粉配比燒結(jié)礦成本降低15元/噸，經(jīng)濟(jì)效益顯著。