劉普林  謝 勇

（四川省達(dá)州鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司）

摘 要：燒結(jié)礦作為高爐主要原料之一，其質(zhì)量指標(biāo)至關(guān)重要，特別是其低溫還原粉化指標(biāo)對(duì)高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行，提高冶煉強(qiáng)度起到關(guān)鍵性作用。達(dá)州鋼鐵的燒結(jié)礦自生產(chǎn)過程中取消了在成品燒結(jié)礦中噴灑CaCl2溶液后，燒結(jié)礦的低溫粉化指標(biāo)只能達(dá)到28%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了高爐生產(chǎn)的需要，通過配礦結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及生產(chǎn)的實(shí)際摸索提高到43-50%之間，同樣滿足不了高爐生產(chǎn)的溫度順行，為此，公司通過跟重慶科技學(xué)院一起成立課題攻關(guān)組，為進(jìn)一步提高燒結(jié)礦質(zhì)量作技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞：低溫還原粉化；同化性；轉(zhuǎn)鼓指數(shù)

1 前言

鐵礦粉的同化性是指其在燒結(jié)過程中與CaO熔劑反應(yīng)的能力，它表征鐵礦粉在燒結(jié)過程中生成液相的難易程度，是燒結(jié)礦有效固結(jié)的基礎(chǔ)。2019年5月份以后，我們倚重重慶科技學(xué)院，對(duì)我廠使用的鐵礦原料取樣開展礦石的同化性研究。參照礦石的同化性溫度，有針對(duì)性的作燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)方案，并結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)，優(yōu)化燒結(jié)原料配料結(jié)構(gòu)，提高燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)，滿足生產(chǎn)需求。

2 鐵原料質(zhì)量指標(biāo) （表一）                          %

3 開展礦石同化性研究之前燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)：

3.1方案結(jié)構(gòu)

2018年1-5月份配礦方案的波動(dòng)大致可以分為三個(gè)時(shí)間段：2月25日—4月5日（相對(duì)穩(wěn)定），4月6日—4月25日（相對(duì)穩(wěn)定），4月26日—5月20日（波動(dòng)較大）。配礦方案的波動(dòng)主要表現(xiàn)在澳粉與巴西粉之間的相互替換，總的精粉的用量略有下降，污泥的用量相對(duì)穩(wěn)定。

3.2燒結(jié)礦理化指標(biāo)                                 %

RDI+3.15的波動(dòng)范圍為47.8±2.9%，燒結(jié)礦FeO的波動(dòng)范圍為8.38±0.27%，燒結(jié)礦R2的波動(dòng)范圍為1.9±0.04；其中RDI+3.15的最大值為55%，最低值為41%。為了滿足高爐生產(chǎn)需求，提高燒結(jié)礦的RDI指標(biāo)，我們通過跟重慶科技學(xué)院合作，開展礦石的同化性研究。

4 鐵礦粉同化性測(cè)定結(jié)果及其影響因素分析

4.1 同化性測(cè)定結(jié)果

一般而言，若鐵礦粉的“最低同化溫度”低，表明其同化性高，不僅燒結(jié)液相生成量多，而且容易獲得鐵酸鈣體系的高質(zhì)量黏結(jié)相，從而改善燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性。但是，鐵礦粉的同化性并不是越高越好，這是因?yàn)檫^高的同化性會(huì)使燒結(jié)料過熔而惡化燒結(jié)料層透氣性，影響燒結(jié)礦產(chǎn)量及質(zhì)量指標(biāo)。因此，燒結(jié)過程需要混合礦有適于的同化特性。通過各種礦的同化性溫度對(duì)比，其中同化溫度較高的幾種礦南非精粉、國(guó)內(nèi)普粉、釩鈦粉，其融化時(shí)間較其他礦都比較長(zhǎng)，高達(dá)443S以上。

4.2 燒結(jié)礦成分與RDI指標(biāo)的關(guān)系分析

①、燒結(jié)礦中SiO₂、Al₂O₃的含量與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

通過實(shí)驗(yàn)得出，礦粉中的SiO₂含量和最低同化溫度之間沒有明顯的關(guān)系，而Al₂O₃含量則與鐵礦粉的最低同化溫度呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即高Al₂O₃含量的鐵礦粉具有較高的同化性。（見下圖1）

圖1：鐵礦粉SiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)與最低同化溫度的關(guān)系

圖2：鐵礦粉Al₂O₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)與最低同化溫度的關(guān)系

②、燒結(jié)礦中FeO的含量與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

結(jié)合我廠近3個(gè)月現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的成品燒結(jié)礦成分中FeO含量與RDI_+3.15指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從圖中可以看出，F(xiàn)eO含量與RDI_+3.15指標(biāo)呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)趨勢(shì)，隨著FeO含量的增加，燒結(jié)礦的RDI_+3.15指標(biāo)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，建議將FeO含量穩(wěn)定在8.5%。（圖3）

圖3燒結(jié)礦FeO含量與RDI指標(biāo)的關(guān)系

③、燒結(jié)礦中R₂的含量與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖4所示為我廠近3個(gè)月現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的成品燒結(jié)礦成分R₂與RDI_+3.15指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從圖中可以看出，燒結(jié)礦R₂與RDI_+3.15指標(biāo)呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)趨勢(shì)，隨著R₂的增加，燒結(jié)礦的RDI_+3.15指標(biāo)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，建議將燒結(jié)礦R₂提高至2.0。

圖4 R2與燒結(jié)礦RDI指標(biāo)的對(duì)比分析

5 單一礦粉配礦比例與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系分析

5.1 巴西粉的配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖5所示為巴西粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，巴西粉配比與RDI指標(biāo)的變化呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢(shì)，隨著巴西粉配比的增加，RDI指標(biāo)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但目前的巴西粉配比主要集中在兩個(gè)區(qū)間范圍，一個(gè)為（31,33），一個(gè)為（36,38）。綜合考量建議巴西粉的配比控制在40%以上。

圖5巴西粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5.2 澳粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖6所示為澳粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，澳粉配比與RDI指標(biāo)的變化呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，隨著澳粉配比的增加，RDI指標(biāo)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但目前的澳粉配比主要集中在兩個(gè)區(qū)間范圍，一個(gè)為（38,40），一個(gè)為（42,45）。綜合考量建議澳粉的配比控制在40%以下。

圖6 澳粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

將巴西粉和澳粉配比變化與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系放到一起進(jìn)行對(duì)比分析，如圖7所示。可以看出兩類礦粉配比變化與RDI指標(biāo)的變化呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)。當(dāng)兩類礦粉配比均低于33%時(shí)，巴西粉略優(yōu)；當(dāng)兩類礦粉配比均高于35%時(shí)，巴西粉的優(yōu)勢(shì)就較明顯了。因此，建議同等條件下優(yōu)先選用巴西粉。

圖7 巴西粉、澳粉配比變化與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5.3國(guó)內(nèi)鐵精粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖8所示為國(guó)內(nèi)鐵精粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。國(guó)內(nèi)鐵精粉配比與RDI指標(biāo)的變化呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢(shì)，隨著國(guó)內(nèi)精粉粉配比的增加，RDI指標(biāo)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但目前的國(guó)內(nèi)精粉配比主要集中在兩個(gè)區(qū)間范圍，一個(gè)為（4.5,5.5），一個(gè)為（7.5,8.5）。綜合考量建議國(guó)內(nèi)精粉粉的配比控制在8%。

圖8 國(guó)內(nèi)鐵精粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5.4南非精粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖9所示為南非精粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。南非精粉配比與RDI指標(biāo)的變化呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，隨著南非精粉配比的增加，RDI指標(biāo)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但目前的南非精粉配比主要集中在兩個(gè)區(qū)間范圍，一個(gè)為（4.5,5.5），一個(gè)為（7.5,8.5）。綜合考量建議南非精粉的配比控制在5%。

圖9 南非精粉配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5.5污泥配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖10所示為污泥配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。污泥配比與RDI指標(biāo)的變化呈現(xiàn)趨勢(shì)不明顯，隨著污泥配比的增加，RDI指標(biāo)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，目前的污泥配比主要集中在（9,12）。綜合考量建議污泥的配比控制在10.5%。

圖10 污泥配比與RDI指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

6 結(jié)合鐵礦粉性能優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)調(diào)整

6.1 新的方案結(jié)構(gòu)調(diào)整

根據(jù)礦粉的最低同化性溫度檢測(cè)依據(jù)單品種礦粉的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)，新的燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)調(diào)整為：穩(wěn)定BRBF、PB澳粉的配加量，逐步降低和取消紐麥粉、金步巴、南非精粉、國(guó)內(nèi)普粉的用量，同時(shí)通過控制燒結(jié)工藝參數(shù)等手段來提高燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)。

6.2 燒結(jié)生產(chǎn)工藝指標(biāo)的控制

確定燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)，穩(wěn)定配C、配水，嚴(yán)格控制其工藝生產(chǎn)過程，其技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)要求如下：

6.3 燒結(jié)配礦攻關(guān)后實(shí)際指標(biāo)完成情況              

燒結(jié)礦的冶金性能其低溫粉化（+3.15）指標(biāo)有明顯的提高。

7 結(jié)語

    通過對(duì)鐵原料做同化性能的分析研究，結(jié)合燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)及工業(yè)生產(chǎn)的驗(yàn)證，指導(dǎo)了配礦工作，使得燒結(jié)礦質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)得到有效提高，滿足生產(chǎn)的需要，為實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行得到保障。