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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   

受世界金融危机的影响,从20088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20089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             17月份烧结生产情况

17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

1  17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

11.13

21.91

23.72

17.20

9.81

9.90

1.98

4.36

2

17.85

22.37

19.58

12.42

10.35

10.49

2.56

4.39

3

19.52

16.59

20.38

16.75

9.42

9.27

3.62

4.45

4

20.15

15.86

21.61

17.39

7.49

10.20

2.94

4.37

5

20.19

14.46

23.87

15.92

7.65

10.57

3.07

4.27

6

12.58

22.42

23.51

16.30

7.25

9.59

2.95

4.42

7

15.76

11.23

29.96

17.89

7.74

9.64

3.25

4.58

2   17月份烧结矿质量指标(%

月份                                             

TFe

FeO

SiO2

MgO

TiO2

R2

品稳

碱稳

强度

1

52.29

10.17

6.05

3.22

0.71

2.25

96.88

96.55

81.12

2

51.75

10.22

6.20

3.19

0.73

2.26

96.34

97.03

81.19

3

51.61

10.11

6.25

3.20

0.77

2.26

96.23

97.06

81.13

4

51.50

10.54

6.34

3.20

0.79

2.25

95.95

97.50

80.91

5

51.50

10.41

6.35

3.19

0.76

2.24

97.80

97.87

81.29

6

51.68

10.53

6.23

3.21

0.69

2.28

95.90

97.56

81.12

7

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200货位;汽运外粉主要集中存放在西炼钢现场。7——9月份主要进厂的63.5印粉集中存放于200货位,进厂的60印粉现进现吃;10月份开始进厂FMG粉,大部分单独存放于4道北,剩余部分与同期进厂的60印粉混合存放于1道北;11月份进厂的PB粉和同期进厂的FMG粉均存放于4道北;1道南主要堆放地皮料和部分60印粉;汽运高硅伊朗粉存放于西炼钢现场。

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

9.18

21.82

16.97

29.07

22.96

PB

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

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

59.70

4.31

0.23

4.40

PB

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。

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

52.63

10.36

6.21

3.20

0.71

2.21

97.71

98.06

81.14

9

51.86

10.50

6.29

3.21

0.72

2.21

97.19

97.03

81.10

10

51.81

10.59

6.38

3.23

0.65

2.14

98.09

97.75

80.21

11

52.52

10.98

6.17

3.28

0.49

2.12

97.78

95.27

79.67

12

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10mm以上大颗粒较多,不适合高比例外粉烧结;从化学性质看,烧结性能好的外粉品种少,所用外粉大多液相流动性差,不利于烧结过程中的固相粘结。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。再次,受成本压力影响,烧结停用了添加剂,对烧结矿强度造成一定影响。

5   

1)大比例配用外粉烧结,理论上可以改善混合料粒度组成,提高料层透气性,为低碳厚料层操作创造了条件。但是,针对宣钢的外粉条件,当外粉比例增至40%后,其品种、结构的不合理对烧结过程的影响更加突出。10mm以上大颗粒较多,

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.2004291):1011

 

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

89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,510mm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

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