球團礦是高爐煉鐵的主要爐料之一,隨著節能環保形式的日益嚴峻及鋼鐵企業降成本需求,改善球團礦質量,提高球團礦在高爐中的使用比例越來越受到重視,已成為發展趨勢。歐美等國家為了節能環保,大部分高爐都是以高比例球團礦冶煉為主。球團工藝的粉塵、氮氧化物、二惡英等污染物排放及生產過程的工序能耗遠低于燒結工藝。球團工藝產生的二惡英是燒結工藝的1—18%,NOx是燒結工藝的60%左右,工序能耗是燒結工藝的35—50%。特別是球團礦的鐵品位高,脈石等雜質含量低,有利于高爐提升技術經濟指標和降低鐵水成本。
2010年8月,京唐公司新上了504m2的大型帶式焙燒機球團生產線。為了進一步降低球團礦SiO2含量,優化綜合爐料冶金性能,解決高爐直接使用鈦礦護爐影響冶煉指標等問題,2011年開始,首鋼技術研究院聯合首鋼京唐公司提出了將造渣需要的MgO從燒結轉移至球團中,降低球團礦SiO2含量,提高入爐比例;同時通過球團加TiO2,實現高爐長期護爐、集中補爐的護爐新理念和技術思路。
經過三年多的試驗研究和生產實踐,攻克了低硅球團礦的還原膨脹率指標高難以控制,確定既能滿足高爐護爐和造渣所需要,又能滿足球團礦質量的MgO、TiO2和SiO2含量的匹配關系、含鈦尾礦等資源在球團中應用困難、配加MgO和TiO2對球團熱工制度控制要求高、大型高爐適應新型球團礦需要摸索冶煉規律等諸多難題;研究出生產低硅含MgO和TiO2的球團礦的適宜原料結構和工藝技術參數,先后開發出了鎂質低硅球團礦和鎂鈦低硅球團礦,為高爐提供了既能穩定護爐又能降低渣量和燃料比的精品多功能球團礦,并在5500m3超大型高爐上成功應用。
2012年11月開始,京唐公司生產鎂質低硅球團礦,2014年5月開始生產鎂鈦低硅新型球團礦,球團礦SiO2含量由3.5%降到2.8%,MgO含量從自然含量提高到1.7%,TiO2含量從自然含量達到1.1%,還原度由67%提高至73%,還原膨脹率控制在19%以下,球團礦入爐比例從25%提高到33%以上,球團礦綜合指標達到國際領先水平。球團配加MgO和TiO2后,燒結實現了自然鎂燒結,燒結礦品位提高0.4個百分點,同時替代了護爐用鈦礦,高爐綜合入爐品位增加0.7個百分點,高爐技術經濟指標得到改善,燃料比降低了5千克/噸以上,渣量降低了20千克/噸以上。項目實施后,累計經濟效益達到1.36億元。