高比例外粉条件下的烧结生产实践
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王素涛 王 斌 张如伟 李俊敏 (宣钢炼铁厂) 摘 要 为应对原料条件的变化,宣钢在烧结生产中不断增加外粉比例,降低精粉率,摸索总结多种外粉烧结的参数控制,保证主要技术指标…
王素涛 王 斌 张如伟 李俊敏
(宣钢炼铁厂)
摘 要 为应对原料条件的变化,宣钢在烧结生产中不断增加外粉比例,降低精粉率,摸索总结多种外粉烧结的参数控制,保证主要技术指标稳定,满足了高炉的生产需要。
关键词 外粉 配矿 烧结生产
1 前 言
受世界金融危机的影响,从2008年8月份起,钢铁行业受到的冲击日益凸现,钢材价格的一路下跌,迫使各钢铁企业在产品成本上重做文章,寻求微利空间。宣钢采取了大幅度降低库存资金占用,开展各项技术攻关等一系列措施,向采购、生产、管理、销售等各个环节要效益。在烧结生产中,从2008年9月起,减少精粉进厂量,增加低价外粉配烧、最大限度利用库存原料资源进行生产。炼铁厂西区入烧外粉配比由1——7月份的平均23%逐步提高到12月份的45%,精粉率由1——7月份的平均35%降低到8月份以后的10%左右,混匀杂料配比相应提高了5%。为了适应烧结原料条件的变化,稳定生产,保证技术经济指标,西铁区在生产中进行了多种外粉(主要为印粉、澳粉、FMG粉、PB粉、伊朗粉矿等)大比例配烧实践,总结了一些经验和不足。
2 1—7月份烧结生产情况
1—7月份,宣钢西铁区外粉入烧比例在20%左右,入烧精粉率35%左右,主要为半自熔精粉、低钛自熔精粉和低钛酸精,具体配料结构见表1。在此结构下,烧结矿碱度控制在2.25倍,品位计划51.5%,因为生产高碱度烧结矿,烧结矿强度达到80%以上,主要冶金性能指标较好,为高炉生产提供了稳定的原料条件,烧结矿质量指标见表2。
表1 1—7月份入烧原、燃料结构( %)
月份 |
半自熔 |
低钛精粉 |
外粉 |
返矿 |
混匀料 |
钙灰 |
镁灰 |
燃料 |
1月 |
11.13 |
21.91 |
23.72 |
17.20 |
9.81 |
9.90 |
1.98 |
4.36 |
2月 |
17.85 |
22.37 |
19.58 |
12.42 |
10.35 |
10.49 |
2.56 |
4.39 |
3月 |
19.52 |
16.59 |
20.38 |
16.75 |
9.42 |
9.27 |
3.62 |
4.45 |
4月 |
20.15 |
15.86 |
21.61 |
17.39 |
7.49 |
10.20 |
2.94 |
4.37 |
5月 |
20.19 |
14.46 |
23.87 |
15.92 |
7.65 |
10.57 |
3.07 |
4.27 |
6月 |
12.58 |
22.42 |
23.51 |
16.30 |
7.25 |
9.59 |
2.95 |
4.42 |
7月 |
15.76 |
11.23 |
29.96 |
17.89 |
7.74 |
9.64 |
3.25 |
4.58 |
表2 1—7月份烧结矿质量指标(%)
月份 份 |
TFe |
FeO |
SiO2 |
MgO |
TiO2 |
R2 |
品稳 |
碱稳 |
强度 |
1月 |
52.29 |
10.17 |
6.05 |
3.22 |
0.71 |
2.25 |
96.88 |
96.55 |
81.12 |
2月 |
51.75 |
10.22 |
6.20 |
3.19 |
0.73 |
2.26 |
96.34 |
97.03 |
81.19 |
3月 |
51.61 |
10.11 |
6.25 |
3.20 |
0.77 |
2.26 |
96.23 |
97.06 |
81.13 |
4月 |
51.50 |
10.54 |
6.34 |
3.20 |
0.79 |
2.25 |
95.95 |
97.50 |
80.91 |
5月 |
51.50 |
10.41 |
6.35 |
3.19 |
0.76 |
2.24 |
97.80 |
97.87 |
81.29 |
6月 |
51.68 |
10.53 |
6.23 |
3.21 |
0.69 |
2.28 |
95.90 |
97.56 |
81.12 |
7月 |
52.06 |
10.41 |
6.27 |
3.18 |
0.77 |
2.27 |
96.93 |
97.33 |
81.10 |
3 外粉进厂及库存情况
3.1 外粉的分类及存放
宣钢西铁区储料货位紧缺,不具备单品种储料条件,经常根据生产实际需要调整货位的存放品种。2008年下半年,根据进厂及生产情况,火运外粉的存储货位分为4道北,1道南、北和
物 种 |
+8 |
8~5 |
5~3 |
3~1 |
-1 |
63.5印粉 |
11.53 |
11.96 |
9.56 |
15.33 |
51.62 |
60印粉 |
18.88 |
15.17 |
12.75 |
25.98 |
27.22 |
FMG粉 |
9.18 |
21.82 |
16.97 |
29.07 |
22.96 |
PB粉 |
7.48 |
19.66 |
14.58 |
21.47 |
36.81 |
汽运伊朗粉 |
21.44 |
26.36 |
18.27 |
19.72 |
14.21 |
3.2 主要外粉的化学成份和性能
表3 主要入烧外粉的化学成份(%)
物 种 |
TFe |
SiO2 |
TiO2 |
H2O |
63.5印粉 |
63.35 |
4.03 |
0.24 |
5.68 |
60印粉 |
60.04 |
5.19 |
0.41 |
5.30 |
FMG粉 |
59.70 |
4.31 |
0.23 |
4.40 |
PB粉 |
60.75 |
4.26 |
0.19 |
4.88 |
汽运伊朗粉 |
54.58 |
7.28 |
0.56 |
1.88 |
从表3和表4可以看出,2008年下半年西铁区进厂和库存的外粉品种相对稳定、粒级组成较理想,但通过烧结杯试验和单品种矿粉烧结性能测试,目前库存外粉量较大的FMG粉和PB粉烧损较高、接近褐铁矿,其结构疏松,空隙度大,
在烧结过程中需要消耗大量燃料,烧结性能不理想;63.5印粉为高熔点物质,在低温烧结下液相流动性较差,这些都会影响烧结矿强度;因此,在烧结生产中必须考虑合理配矿,找出适宜的烧结控制参数,保证烧结矿强度和质量。
表5 8——12月烧结矿质量指标(%)
月份 |
TFe |
FeO |
SiO2 |
MgO |
TiO2 |
R2 |
碱稳 |
品稳 |
强度 |
8月 |
52.63 |
10.36 |
6.21 |
3.20 |
0.71 |
2.21 |
97.71 |
98.06 |
81.14 |
9月 |
51.86 |
10.50 |
6.29 |
3.21 |
0.72 |
2.21 |
97.19 |
97.03 |
81.10 |
10月 |
51.81 |
10.59 |
6.38 |
3.23 |
0.65 |
2.14 |
98.09 |
97.75 |
80.21 |
11月 |
52.52 |
10.98 |
6.17 |
3.28 |
0.49 |
2.12 |
97.78 |
95.27 |
79.67 |
12月 |
52.15 |
10.68 |
6.22 |
3.22 |
0.47 |
2.15 |
97.59 |
97.63 |
79.72 |
4.4 强度降低原因分析
外粉比例增至40%以后,烧结矿强度明显降低,分析原因主要是外粉比例增大的同时,其入烧品种、结构的不合理性愈加明显。从物理性能看,所使用的外粉混合料的粒度组成中
5 结 语
烧结性能好的外粉品种少,在烧结过程中生成的液相量少、粘结相发育不好。因此,在高外粉配比条件下,需要保证入烧10%左右的细粉资源,同时配以烧结性能较好的外粉品种。
2)以粉矿为主的混合料烧结,对其水、碳的波动比较敏感。生产过程中应确保混合料水、碳及生产操作的稳定。其次,碱度对烧结矿强度影响很大,碱度降低后,不利于强度和还原性均最好的铁酸钙粘结相生成。因此,在条件允许的情况下,应尽可能采用较高的烧结矿碱度。
参考文献
1 程国彪等.大比例配用进口粉矿的烧结试验及生产.烧结球团.2004,29(1):10~11
4 不同配矿方案下的生产情况
4.1 低品位印粉、澳粉和高硅伊朗粉烧结
8、9月份西铁区烧结生产所用外粉主要为20%左右的低品位(58)印粉和澳粉的混合粉+10%伊朗粗粉+5%左右外蒙粉,总外粉比例基本控制在35%,配以20%的精粉烧结。由于伊朗粗粉、外蒙粉SiO2含量较高,具备充足的液相生成条件,且所用澳粉烧结性能较好,虽然外粉比例提高后,骨架料增多,烧结透气性增强,但通过采取适当的压料,增加水分控制等措施,烧结过程较稳定,烧结矿强度没有明显变化,其他技术指标正常,
见表5。
4.2 60印粉、FMG粉烧结
进入10月份,外粉配比增至40%,主要为FMG粉和60印粉。同时受高炉炉料结构影响,烧结矿碱度由原来2.25倍降至2.05倍,造成烧结熔剂配加量不足,混合料成球变差;随着外粉比例的提高,混合料中大颗粒料增加,布料制度不理想,料层中、下部透气性过好,高温保持时间缩短,烧结料温得不到保证,液相生成量减少,结晶程度不够,烧结矿饼结构疏松;另外,FMG粉结晶水含量高达10%左右,其基础烧结性能较差,当其配比增至25%以上时,在烧结过程中表现自行爆裂,同时伴随粘结相的变化,在烧结机尾断面呈现出“花脸”,烧结饼中原矿颗粒存在较多,多为点粘结、易碎;烧结成品矿强度由原来的80%一度降低到77%左右,5~10mm小粒级明显增多。其他指标见表5。
4.3 63.5印粉、60印粉、FMG粉、伊朗粉烧结
为改善烧结状况,从11月初降低FMG粉配比至10%左右,同时适当增加63.5印粉和伊朗粗粉配入,外粉配比仍维持在40%。在操作手段中采取①适当放宽燃料粒度、增加燃料比,从而提高烧结料层燃料的燃烧时间和较充分的热源,达到提高烧结料层高温保持时间的目的。②适当下调混合料水分,降低料层透气性、延长烧结时间。③增加料层厚度、采取压料控制,有意降低料层透气性、延长烧结时间。④恢复添加剂的使用。以上措施的实施,使烧结矿外观质量明显改善,薄壁、原矿颗粒物料减少,烧结矿强度由11月上旬的78.51%提高到11月中、下旬的79.77%。其他指标见表5。