西钢集团烧结配加港口混匀矿粉工业生产实践

西钢集团烧结配加港口混匀矿粉工业生产实践

乔石雪  尚成义  黄海青  马海成

（西宁特殊钢股份有限公司炼铁事业部  青海  西宁  810005）

摘  要：为了解决冬季青藏地区矿山停产，铁精粉资源供应中断对烧结高炉生产的影响，西钢集团炼铁事业部与上海惠安科技公司合作，研究将惠安公司配置的港口混匀矿粉在150m²烧结机上进行了工业生产实践。生产实践过程中，烧结在厂内循环物资构成的混匀料中配加50%港口混匀矿粉后，通过采取低碳厚料烧结技术、调整水分控制标准、适当压料等措施，其结果表明，烧结矿各项成分、转鼓指数及冶金性能均能满足该公司生产技术的要求。

关键词：烧结；循环物料；港口混匀矿粉；工业生产实践；低碳厚料

Steel Group sintering proportioning of port industrial practice uniform mixed powder

（Qiao Shixue, Shang Cheng Yi，Huang Haiqing, Ma Haicheng）

(Xining Special Steel Co ironmaking department, Qinghai, Xining, 810005)

Abstract: In order to solve the mine in Qinghai Tibet area production, supply of iron concentrate resources interruption effect on sintering production of blast furnace ironmaking, Xigang group division in cooperation with the Shanghai Huian science and technology company, Huian port company of configuration mixing powder in 150m2 sintering machine of industrial production practice. In the practice of production mix in sintering plant circulating material formed by mixing 50% port mixing powder, by taking the low carbon thick material adjusting sintering technology, water control standards, appropriate pressing and other measures, the results show that the sinter composition, drum index and metallurgical properties can meet the the company production technology requirements.

Key words: Sintering; circulating material; port mix ore powder; industrial production practice; low carbon thick material

1 前  言

受区域限制及气候影响，青藏地区矿山入冬以来基本处于停产状态，造成西钢烧结及高炉所需物料紧缺，正常生产连续性无法得到充分的保证，需要从港口采购资源；而由于厂内资源性能的单一性和存有一定的液相和冶炼缺陷，所以需要和厂内资源相适应和匹配的母材，另外加之我们配料经验不足，对物料性能研究不透，因此通过公司各部门的协作，最终确定与上海惠安科技合作，采购由惠安公司配置的港口混匀矿粉^[1]，搭配公司内部循环物资进行烧结生产，其目的一是缓解铁精粉资源采购压力；二是增加烧结粗粒级物料配比，强化烧结原始透气性，稳定烧结矿质量；三是结合惠安公司提供的配矿性能，改善烧结矿冶金性能，增加烧结矿液相生成，稳定烧结矿转鼓强度、改变烧结矿粒级组成，保证高炉入炉结构。

2港口混匀矿

2.1 上海惠安科技公司提供的配矿比例及性能概念【2】

表一：配矿比例及性能概念

Table 1: the proportion of ore distribution and the concept of performance

2.2 配矿设计成份控制指标

表二：配矿指标

Table two: ore matching index

2.3 其他元素成分指标

表三：其他元素成分

Table three: other elements

2.4 烧结控制目标及理化性能

表四：控制目标及性能要求

Table four: control objectives and performance requirements

3 自产混匀矿

3.1 混匀矿配比

表五：混匀矿配比

Table five: blending ratio

3.2 配矿设计成份控制指标

表六：设计指标

Table six: design indicators

3.3 其他元素指标

表七：其他元素成分

Table seven: other elements

说明：

从以上配料结构对比看出自产混匀矿对冶金性能、理化性能等分析和评价是没有的与惠安科技存在巨大差距，就此在工艺上还需要再次完善，从而促进烧结物料管理模式。

4 物料粒级组成对比情况

4.1 混匀矿粒级对比

表八：混匀矿粒级对比

Table eight: grain grade comparison of mixed ore

4.2 混合料粒级对比

表九：混合料粒级对比

Table nine: grain size comparison of mixtures

说明：

从粒级组成来看，目前混匀矿大于3mm粒级较前期增加18.4%，粒级组成较厂内物料有明显改善，粗颗粒占比增加有易于混合制粒，从而混合料大于3mm粒级增加5.8%，有效粒级的增加提高了料层原始透气性，从而改善了烧结负压，提高了烧结垂直燃烧速度，保证了料层透烧率，为提高烧结矿质量提供保障。

5 实验期间烧结参数控制情况

表十：烧结参数

Table ten: sintering parameters

说明：

1）烧结水分控制在8.0%，烧结焦粉配比3.6%^【3】，烧结料层750mm，在烧结过程中透气性较好，烧结负压在14.2kpa，较前期的负压降低明显，烧结终点温度在350℃以上，并且冷返配入量由16kg/m降低至14kg/m，成品烧结矿气孔分布较均匀，矿相颜色带有金属光泽，各参数较前期变化较大，在向好的趋势发展。

2）水分在7.8%左右时，终点温度、负压波动范围较小，符合工艺要求，冷返量平衡在13kg/m左右，终点温度控制在345℃左右，但红料层一直在250mm左右没有达到150mm理想状态，烧结矿气孔率较均匀，转鼓指数在71.67%，5-10mm烧结矿粒级依然在36%没有达到25%以下的要求，为降低5-10mm粒级，通过自返矿粒级组成分析，冷返矿基本是粗颗粒，粉末较少，但是自返矿颗粒断面较整齐，抓在手中易扎手，通过放大镜观察，颗粒有尖角，从以上特点看出，此物料易成矿，也易碎，缺少柔韧性。因此我们从三方面进一步着手控制，一是观察C7皮带烧结矿料温，通过料温调整调整环冷鼓风机用量和鼓风机风门开度，杜绝急冷易碎的弊端；二是控制大烟道负压，以负压来确定烧结料层厚度，提高烧结终点温度至380℃以上，降低料层断面红层至150mm左右，保证烧结料层透；三是从混匀矿配料结构入手，配加一定比例的带有韧性的物料，以点到面从这两方面入手改善烧结矿粒级组成。

3）水分控制在7.6-7.8%之间，烟道负压控制在15kPa左右，烧结料层控制在750mm。各项工艺参数达到指标要求，目前运行的3台环冷鼓风机关闭1台，并将1台鼓风机风门关至60%，成品烧结矿料温小于120℃以下，料层断面红层厚度基本保证在150mm左右。通过炼铁事业部努力将各项参数控制在标准范围内后，烧结矿5-10mm粒级有所改善，但是不明显，烧结矿5-10mm粒级依然33.6%，所以需要从配料的角度来改善物料的柔韧性，提高烧结矿强度，改变粒级组成。

图五、六  烧结断面红料层

            Fig. five or six the red layer of sinter section

图七：烧结料层

Figure seven: sinter layer

图八：环冷机料层

Figure eight: ring cooler material layer

图九、十：烧结矿外观质量

Figures nine and ten: the appearance quality of sinter

6 烧结参数、烧结矿粒级对比

6.1 烧结参数对比

表十一：烧结参数对比

Table Eleven: comparison of sintering parameters

说明：

通过以上对比看出，配加港口混匀矿后烧结料批是增加的，烧结工艺参数项向好的趋势发展，最为明显的是烧结返矿量降低较明显^【4】，为烧结矿产量的提高给予了明确的目标，转鼓指数有所提高，所以配加港口混匀矿后对稳定烧结矿产、质量是有益的。

6.2 烧结矿粒级对比

表十二：烧结矿粒级对比

Table twelve: grain grade comparison of sinter

6.3 冷返矿粒级对比

表十三：冷返矿粒级对比

Table thirteen: grain grade comparison of cold return ore

说明：

通过烧结矿粒级和冷返粒级对比看出，烧结矿10-16mm占比增加7.3%，对高炉是有益的，但是5-10mm粒级较前期增加6.1%，说明港口混匀矿经过烧结后易碎，柔韧性不足。

7 结论

通过配加港口混匀矿^【5】后：

1）混合料有效粒级较前期提高5.8%，改善了烧结料层透气性，烧结负压较前期降低0.9kpa；

2）烧结除尘灰较前期的38kg/t降低至30kg/t，说明此物料同化性较好；

3）二烧结矿矿相较好，带有金属光泽，气孔分布均匀，冷返量下降明显，主要是冷返中小于1mm的粉末减少5%；

4）烧结矿转鼓指数较前期提高2.2%；但是通过冷返矿粒级分析，此物料易成矿但是烧结矿强度有待提高，粒级组成偏碎，5-10mm粒级较前期提高6.1%，说明烧结矿柔韧性不足，再次配料时需要调整物料配比^[6]，增加烧结矿柔韧性，提高烧结矿强度。

参考文献

[1] 邱家用，李新兵，徐杨斌，等.永通公司高比例褐铁矿烧结的生产试验[J].烧结球团，2010,35（2）：1-5.

[2] 中国铁矿石进口来源国集中度分析及对策研究[J]. 何建华,严良,李素峰.  中国国土资源经济. 2015(02)

[3] 论节能降耗型烧结工序的设计要点及发展趋势[J]. 邵俊,孟君,桑蓉栎,刘建朋.  中国冶金. 2015(02)

[4] 我国铁矿石进口的现状、问题及政策建议[J]. 金惠卿,杨宏.  全球化. 2014(04)

[5] 基于遗传算法的多目标优化配矿[J]. 李志国,崔周全.  广西大学学报(自然科学版). 2013(05)

[6] 烧结配矿的研究现状及展望[J]. 李立芬,张淑会,吕庆,张娜辉.  钢铁研究学报. 2013(09)