用小球团烧结法生产高碱度烧结矿的经验

    
    
    
    

摘要 
    总结了安钢集团水冶钢铁公司采用小球团烧结法生产高碱度烧结矿九年来取得的经验。其经验如下：1）宜采用厚料层低温烧结和热风烧结技术；2）强化混合料制粒是小球团烧结工艺的核心；3）实行均匀烧结、保持烧结矿较高的成品率是烧结生产稳定高效的关键。

    

关键词  小球团烧结法  高碱度烧结矿  经验

    

1 前言

    

小球团烧结法解决了我国细铁矿烧结料层薄、透气性差、产量低、质量差等难题，可以生产出能耗低、产量高、质量好的优质烧结矿，是国家“十五”重要推广项目。安钢集团水冶钢铁公司是全国首家采用小球团烧结工艺的单位，从1995年建成投产至今，九年多来，一直生产高碱度烧结矿。经过不懈的努力和实践摸索，目前烧结机利用系数可达2.4t/(m²·h)以上，固体燃耗降到50.0kg/t以下，烧结矿ISO转鼓为72.9%，高、低温冶金性能优良。水钢公司中、小高炉使用60%的小球团烧结矿和40%的竖炉酸性球团矿冶炼生铁，高炉利用系数可达3.5t/(m³·d)，经济效益十分显著。

    

2 水钢公司小球团烧结法生产工艺的特点

    

我公司小球团烧结工艺的特点如下：

    

（1）原燃料的使用范围广。因一混出来的混合料全部进入圆盘造球及二混造球，混合料中大于3mm部分可达80%以上，故而扩大了原燃料的适用粒度范围。

    

（2）全部以生石灰作熔剂和粘结剂，有利于提高生球强度、成球率、热稳定性和混合料料温，使烧结过程中冷凝带和干燥预热带的气流阻力减小，并强化烧结反映，对烧结矿产质量提高非常有利。

    

（3）燃料（包括焦粉和无烟煤）二次分加。在配料室配入占燃料总量约30%的内配燃料，混合料经一混和圆盘机造球后，再将约70%的外配燃料配加在进入二次混合机的生球上，经二混进一步制粒，使细粒燃料牢固粘在生球表层。这样，大部分燃料处于小球表层或球粒之间，烧结过程中燃料的燃烧条件得到极大改善，燃烧效率和料层透气性提高，氧化性气氛增强，烧结矿FeO含量低，还原性好。

    

（4）对燃料粒度的要求与普通烧结法一样，即小于3mm粒级占燃料总量的85%以上。

    

（5）成品烧结矿为多孔扩散型结构。从机尾断面看，中上部呈轻度熔融粘结的葡萄集合体结构，下部与普通烧结矿结构相似。

    

（6）烧结矿中铁矿物以磁铁矿为主（铁精矿主要为磁铁矿），另有部分赤铁矿；粘结相以针状和板状铁酸钙为主，并有少量的正硅酸钙和玻璃质。

    

3 生产高碱度烧结矿的经验

    

3.1宜采用厚料层低层烧结技术

    

 由于小球团烧结工艺采取了强化制粒，混合料成球效果好，再加上偏析布料和其它手段，实现烧结机台车上混合料粒度及燃料的合理分布后，能够大大改善料层透气性，完全克服了普通烧结法提高料层后，气流阻力增大、风量不足的致命弱点，因而可以提高料层，充分利用其自动蓄热作用。同时，小球团烧结法采用固体燃料二次分加技术，改善了燃料的燃烧条件和燃烧效率，降低了固体燃料用量，与普通烧结法相比，烧结过程的氧化性气氛增强。因此，在生产中可以创造条件实行低温烧结技术。

    

我们的具体做法如下：

    

1）含铁原料以高品位、低硅的磁铁精矿为主，搭配10%-15%的高品位进口赤铁矿。要求生石灰及燃料中小于3min粒级大于85%，燃料固定碳含量要高，生石灰活性度须大于200mL，为烧结过程中发展铁酸钙液相创造必要条件。

    

2）烧结矿碱度控制在1.8-2.0范围内，FeO含量6%-9%，SiO₂含量4.0%-8.0%，铝硅比为0.1-0.3。

    

3）配加适量的粗粒级（小于6mm）含铁原料（包括烧结返矿和竖炉返矿）作为混合料制粒成球的核心，做到粗、细粒原料合理搭配。通过强化混匀制粒，使混合料粒度组成控制在合理范围内。

    

4）采用低温低负压点火，控制较低的配碳量，并做到热工制度合理。

    

5）料层厚度控制在550-600mm，并选择适宜的抽风负压和垂直烧结速度，适当减缓机尾烧结矿冷却速度。

    

6）操作上要保证铺平烧透，烧结终点控制合理，保证返矿质量和保持返矿量平衡。

    

7）保持较高的烧结机作业率和设备完好率，保证烧结生产的连续性、稳定性。

    

3.2 宜采用热风烧结技术

    

由于小球团烧结法生产高碱度烧结矿与普通烧结法相比固体燃耗较低，其料层上部混合料中固体燃料含量也相对较低，且厚料层低温烧结工艺要求低温点火，为了保证表层烧结矿的质量，提高其强度并降低返矿量，我们认为在混合料点火后，设置适当长度的保温罩，并实行热风烧结是一种切实可行的方法。采用合适风温的热风烧结，可增强料层上部的供热，适当提高烧结温度，并增加上层高温带宽度，减缓烧结饼的冷却，有利于液相冷凝过程中矿物结晶充分，减少玻璃质和微裂纹的生成，促使上、下层烧结质量趋于均匀，提高其成品率。同时，热风烧结还可使固体燃耗进一步降低，增强烧结过程的氧化性气氛，并提高料层的透气性，生产出强度高、还原性好的烧结矿。

    

我厂采用热风烧结技术前后，部分生产及操作指标对比列于表1。

    

表1 热风烧结前后部分生产及操作指标对比（料层厚度550mm）

    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

时期	台时产量      /t·h-1	品位      /%	FeO含量      /%	ISO转鼓      /%	筛分指数      /%	废气温度      /℃	料层负压      /kPa	固体燃料配比      /%	机速      /m·min-1
未用期	91.7	56.05	8.49	70.7	7.3	87	12.7	5.43	1.289
使用期	97.5	56.31	7.37	72.9	6.1	95	11.9	5.17	1.395

    

3.3 强化混合料制粒是小球团烧结法的核心

    

造球是小球团烧结的关键性工序。为了保证混合料制粒成球，除了上文所述优化原燃料配比、保证原料粒度组成合理等措施外，我们还做到：

    

1）选择适宜的混合机、造球机工艺参数，适当延长混合造球时间，加强操作，提高混合料成球率。

    

2）采用适宜的混合料加水量和雾化加水方式，并保证混合料水分稳定、料流平稳。

    

3）采用安钢集团烧结厂专利产品——生石灰配消器及热水添加系统，使生石会在进入一混前充分消化。

    

采取这些措施后，混合料的制粒情况见表2。

    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

混合料取样位置	粒度组成/%
	>10mm	10-7mm	7-5mm	5-3mm	<3mm	3-10mm
出造球盘	11.35	26.17	33.6	14.28	14.60	74.05
二混出口	10.92	28.89	36.77	13.40	9.12	79.96
布料后台车上	7.93	24.12	33.95	16.51	17.49	74.58

    

3.4
    实行均匀烧结、保持烧结矿较高成品率是烧结生产稳定高效的关键

    

由于实行低碳厚料层操作和采用低温烧结技术，烧结机机速和垂直烧结速度相对较慢，为了达到较高的烧结机利用系数，保证高的烧结矿成品率、降低返矿量是非常必要的。为此，我们采取了均匀烧结和调整调整烧结矿合适的粘结程度，来保证较高的成品率。具体作法是：

    

1）横向均匀烧结

    

小球湍烧结法生产高碱度烧结矿时，料层透气性明显提高，却使得烧结机车车拦板附近的边缘效应更加严重，造成台车两侧风量过大，而中间风量偏小，影响烧结矿产、质量和生产的稳定。对此，我们采取在台车两侧安装盲篦条，两侧用压料板压料或两侧料层不安装松料棒等措施，来有效抑制边缘效应的发生。

    

2）纵向均匀烧结

    

主要通过控制合适的燃料粒度、燃料二次分加比例、料层纵向燃料分布及合理的热工制度等来实现。

    

3）保持烧结适宜的粘结强度

    

通过选择适宜的烧结矿碱度和FeO含量并使之稳定，同时稳定返矿质量，平衡返矿数量来实现。

    

目前，水冶钢铁公司烧结矿冷返矿率稳定在17.0%左右，这对降低烧结固体燃耗特别是降低烧结矿生产成本是非常有利的，可以大幅度提高经济效益。

    

4 结语

    

安钢集团水冶钢铁公司应用小球团烧结工艺生产高碱度烧结矿，九年来，取得了很大成功。这其中凝聚了水冶钢铁公司广大烧结工作者的心血和努力，我们的经验或许能为采用同一工艺的兄弟厂家提供借鉴。