安钢铁前精料技术进步

1、前言
    精料不仅是炼铁的基础，同样也是烧结的基础，烧结、炼铁技术经济指标的改善及优化依赖于铁前原料准备技术的发展与技术进步，近年来，国内一些厂家先后建立了原料场，对精料技术的研究越来越重视，并取得了重要的进展。安钢铁前系统年产烧结矿310万t以上，全部供5座300m³高炉和1座380m³高炉使用。目前，熟料比可达80％以上，由于近年来注重铁前系统的技术进步与强化措施，不仅使烧结矿质量及冶金性能满足高炉冶炼的需求，高炉冶炼也取得了较好的效果，高炉利用系数目前达3.0t/（m³*d）以上。

2、烧结原料的精料准备措施
    安钢含铁原料主要依靠外部购进，主要产地为河北与山西，以及进口粉矿南非、澳粉，近年来也陆续购进巴西与高品位印度粉。同时，安钢精料准备中紧紧围绕提高品位，注重混匀工作，在保证稳定上下功夫，先后做了以下几方面工作。

2.1停用低品位矿，提高进厂精矿品位
    安钢原料以精矿为主，吨烧结矿精矿消耗在55％以上，精矿品位为55％-65％，全部外购，所用精矿主要是河北精矿和山西精矿，由于矿点多，精矿品位不均，SiO₂含量也不一样，尤其是山西精矿，TFe最低时只有55％左右，SiO₂最高达到10％以上，对提高烧结品位影响较大，因此，1996年10月，停止使用SiO₂含量超过9％的铁精矿。对于SiO₂含量大于5％的高硅精矿，在生产中，做调剂品位和SiO₂来使用，但在使用过程中，由于TFe和SiO₂波动大，为了稳定烧结矿质量，于1998年2月，停止了高硅精矿的采购和使用。对采购上，要求铁精矿品位在64％以上，SiO₂含量控制在4.8％以下。

2.2  提高熔剂质量和用洗精煤燃料
    烧结生产熔剂的燃料的质量好坏也直接影响烧结品位和质量，安钢烧结生产全部使用生石灰熔剂，都为外购土窑灰，质量难以保证，最高时生过烧达40％以上。1998年8月，逐渐减少了土窑灰，新建两个白灰竖炉的机烧灰，使生、过烧平均值下降20％，CaO含量大于80％。
    由于1996年下半年外购无烟煤质量下降，固定碳、灰分升高，固定碳只有51.75％，灰分高达28.3％，为提高使用的无烟煤质量，降低灰分、挥发分含量，在没有寻到高质量的无烟煤矿源的情况下，利用本地区的丰富洗精煤资源，于1996年12月代替原煤生产。洗精煤和原煤相比，固定碳含量高达77％，灰分只有13％，烧结矿品位由原来的54.34％，升高至55.05％。

2.3  安钢使用精矿与进口粉矿的特点
 （1）安钢使用精矿的特点
    安钢使用精矿为磁铁精矿，是近年来烧结主要用原料之一，其成分如表下表所示。但由于近两年来精矿的价格上扬，高硅精矿是2001年低硅精矿矿源紧张时购进的。为降低原料费用，缓解国内精矿紧张，提高烧结矿产量、质量及改善烧结矿的冶金性能，除大量进口南非粉外，又逐步增加巴西粉、印度粉的用量。

（2）安钢用进口粉矿特点
    安钢用进口粉矿主要为赤铁矿，印度粉矿来自印度的MMTC，南非矿来自南非的ISCOR，巴西矿来自于CVRD，由于产地不同，各有特色，物性能相差较大，就铁品位而言，最高者达67％左右，最低者只有64％左右，SiO₂最高3.5％，最低0.48％。矿石的平均粒径最大者为5.5 mm，最小者只有1.5mm，矿石的软熔温度最低者为1265℃，最高1380℃。
    进口粉矿一般来说南美洲和非洲的矿石品位较高，印度和澳大利亚的次之，但就印度粉而言，同一国家不同矿山的品位相差也很大。从目前安钢所进粉矿来说，巴西矿的品位高达67％左右，纯正的Fe₂O₃理论含铁量为70％，而且这种矿的杂质极少，对烧结生产有利。安阳钢铁公司从印度进口的矿石来自多个矿山，相比较起来，印度矿的品位较低，从其他企业进矿来看大部分使用的印度矿平均品位为63％-64％左右，属中等水平。安阳钢铁公司购买的主要是高品位印度粉，品位在65％以上，南非矿平均品位为65.48％，也是一种较为理想的品位。

2.4  合理搭配铁精料，稳定烧结矿成分，提高品位以及稳定全铁、碱度考核基准
    随着进口粉种类的增多，探讨合理配料成为一个重要课题，为此成立了烧结试验小组，根据试验方案进行优化烧结试验优化分析确定了适宜的配比如下：在三种进口粉矿的使用时，试验小组进行统筹考虑，一是考虑到安钢进口粉矿的进料情况和一次料场货位存放；二是考虑到二次料场预配仓搭配情况；三是由于精矿有高硅、低硅两种，如何使用才能使烧结矿化学成分控制相近且全铁和碱度水平可以不动，既保持烧结矿化学成分稳定，又便于进厂运作。优化配比如下：巴西矿+高硅精矿和南非矿+低硅精矿，印度粉两种情况都可以配用，由原来粉矿配比的10％到现在的32％-40％。具体配比如表下表所示。

    混匀矿成分：TFe 60％-62％  SiO₂ 4.1％-5.0％
    通过合理调整各物料配比，不仅使烧结矿质量不断改善，品位逐步提高，也形成了具有安钢自己特色的原料结构。

2.5  进厂原料中和混匀技术的进步
    近年来，在铁前相继建立了简单的一次料场和二次混匀料场，二次混匀料场设计两列两堆、一台堆料机两台取料机，工作制度为一堆一取，通过不断探索实践，改进完善工艺设备，并考察兄弟单位原料管理先进经验，结合安钢原料场的具体情况，围绕含铁原料混匀效率，在混匀工艺技术和管理上采取了一系列措施并付诸实施，取得了显著成效。
    （1）进厂含铁料的混匀技术措施。由于安钢烧结厂使用精矿矿点多达40个以上，各矿点精矿成分存在较大的差异，加之原混匀手段较落后，要达到较高混匀效果有很大难度，为此坚持对进厂精矿在原料场按含SiO：的高低分，低硅SiO:<5％、高硅SiO:>5％分类堆放，以降低同堆精矿化学成分的波动。由于严格实行定置管理，有效地缓解和控制矿石的品位波动，为提高精矿混匀效果奠定了基础。
    （2）对进口粉矿，分别按产地、数量进行上垛平铺，并取料化验，算出各堆质量情况，既为配料计算提供资料，也为堆料建堆二次料场作业提供了依据。
    （3）在掌握贮存及进厂原料质量、数量动态的基础上，为满足烧结矿对匀矿TFe、SiO；含量要求和入炉有害元素的控制范围，技术科对每堆配料方案进行优化，利用计算机专用配料程序算出经济合理的最佳配料方案，由原料场主控室负责组织堆料作业，并坚持对一次料场、配料、混匀料场等工序管理点检查指导，对小品种如：钢渣、回收料条件变化及时调整配比，确保配料方案的严格实施。为准确掌握8个配料仓各品种原料质量波动及配料操作，设制了超声波料位计，监控料仓料位变化，不仅确保配料计划的严格实施，同时也减少原料的波动。
    （4）认真抓好配料技术操作，对预配料室操作狠抓“四勤”，即“勤观察、勤调整、勤校秤、勤取样”。并建立预配样与堆料样的考核制，以及该堆料计算样的比较，这三个样越接近说明配料控制越理想，这是提高混匀堆料混匀矿质量的重要保证。
    （5）二次料场混匀技术的进步
    ①料堆层数的确定
    料堆层数是影响矿石混匀效率的重要因素，特别是原料结构发生变化粉矿由10％左右上升到30％左右后，由于粉矿颗粒较精矿的复杂，在堆料过程中易出现偏析，即在料堆的下部大颗粒较多，上部小颗粒多，为达到理想堆料混匀效果，提高TFe、SiO₂的合格率，减少TFe技术指标和SiO₂技术指标的偏差，为此担负着二次料场混匀堆料工作的烧结厂原料车间，将生产实践中得出的工艺参数与理论研究相结合，计算出料堆适宜层数为550-630层，并依此为依据，计算出堆料能力用以校核堆料机的能力，以及每米配料皮带上的料重，严格控制料堆层数，在2001年上半年为确保堆料层数以及堆料周期，先后两次对堆料机速度进行调整，取得了满意效果。为加强混匀矿质量的控制，坚持对建堆前的TFe、SiO₂技术指标与混匀后的TFe技术指标、SiO₂技术指标相比较，按堆考核。
    ②均匀取料
    均匀取料是原料中和建堆混匀后的最后一道混匀工序，取料机沿料堆长度方向纵向前进，双斗轮在截面上横向左右移动截取各料层，各层成分中和混匀。使矿粉混匀效果得以充分体现。1999年5月双斗轮混匀取料机投入生产，从根本上改变了过去人工、汽车、油铲车翻垛取料极不均匀，匀矿合格率低的现象，使匀矿质量上了一个新台阶，混匀前后技术指标如下表。

    在操作过程中，由于双斗轮取料机作业时，两斗轮在料堆横截面不同截面位置取料有较大粒度差别，即当料斗走到边时所取出的堆脚粒度较大，因此会产生周期性波动，特别是安钢粉矿32％以上粉矿参加配比后，这一问题尤为突出，为此一方面加强堆料中的清边工作，另一方面以通过增加层数来减少偏差。

    ⑧粉矿混匀效果
    近年来，通过不断摸索和完善对粉矿堆取料作业生产各个环节及其工艺、设备的研究、改进和补充完善、强化技术措施和工艺纪律，使安钢粉矿混匀效果有了较大幅度的提高。

3  强化烧结操作，稳定烧结矿质量
    3.1  稳定水、碳，稳定返矿配加量90m³烧结机系统与105m³烧结机系统冷、热返矿配加都在配料室配加，为稳定水、碳与冷热返矿的配加量，为此对返矿配加进行攻关从而稳定返矿的配加量，稳定了水、碳，减少了波动。
    3.2  提高熔剂配加量的精度对90m³烧结机系统采用的熔剂配加，采用专利产品HAS-86l-2型生石灰配消器并采用了螺旋秤自动称量，流量信号输入微机，进行自动配料调节，减少人工称量配料的偏差，提高熔剂配加的准确性。稳定了烧结矿的碱度，为高炉顺行奠定了基础。
    3.3  烧结布料技术的进步90m³、105 m³烧结机相继采用多辊布料器进行布料，多辊布料不同于五辊、七辊布料器，工作机理不同，布料效果明显。具有筛出部分混合料中的小粒布到烧结料层表面和松散混合料的功能，可使布料均匀，料面平整。
    3.4  烧结自动化技术的进步90m³、105 m³烧结机系统采用了自动配料技术，各种原燃料的配比与下料量均在微机中设定，由电子皮带称自动称料，当实际量与设定量有偏差时，  微机自动调节圆盘转速，在冷、热返矿仓、燃料、熔剂  仓增设料位计。减少因料仓料位波动而对质量的影响。105 m³烧结机自控部分不仅取消二次仪表直  接采用称量模块进入微机，减少二次仪表数据采集与微机显示值的误差，提高控制的准确性，同时也减少工程造价与生产成本。

4、精料技术不断进步，保证高炉冶炼的顺行、高产
    安钢烧结经过近年的技术进步，使烧结矿增加产量时，质量稳步提高，保证高炉高利用系数冶炼。通过近几年高炉强化冶炼的实践得出：熟料率必须保证在85％以上，这是烧结增产保铁、促进高炉冶炼进步的重要基础。
    （1）烧结矿强度提高，粉末减少，改善了布料条件及料柱透气性，有利于高炉的优质、高产、顺行。
    （2）烧结矿品位由54.5％提高到58.5％，为高炉增铁节焦创造了条件。
    （3）二次中和混匀料场的建立投运减少了原料成分的波动，为生产、稳产提供原料条件。

5、安钢精料技术与发展方向
    （1）进一步加强原料场混匀技术攻关与实践，提高二次混匀料场的混匀效果。
    （2）为适应现代高炉强化冶炼需要，继续研究提高入炉晶位新途径的可能性。
    （3）在坚持精料方针的基础上，经济合理烧结用料结构，稳定原料质量，提高烧结矿质量是高炉优质、高产、低耗的前提。