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4高比例外粉条件下的烧结生产实践王素涛 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 前 言受世界金融危机的影响,从2008年8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2008年9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17月份的平均23%逐步提高到12月份的45%,精粉率由17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。表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月11.1321.9123.7217.209.819.901.984.362月17.8522.3719.5812.4210.3510.492.564.393月19.5216.5920.3816.759.429.273.624.454月20.1515.8621.6117.397.4910.202.944.375月20.1914.4623.8715.927.6510.573.074.276月12.5822.4223.5116.307.259.592.954.427月15.7611.2329.9617.897.749.643.254.58表2 17月份烧结矿质量指标(%)月份 份TFeFeOSiO2MgOTiO2R2品稳碱稳强度1月52.2910.176.053.220.712.2596.8896.5581.122月51.7510.226.203.190.732.2696.3497.0381.193月51.6110.116.253.200.772.2696.2397.0681.134月51.5010.546.343.200.792.2595.9597.5080.915月51.5010.416.353.190.762.2497.8097.8781.296月51.6810.536.233.210.692.2895.9097.5681.127月52.0610.416.273.180.772.2796.9397.3381.103 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米货位;汽运外粉主要集中存放在西炼钢现场。79月份主要进厂的63.5印粉集中存放于200米货位,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。3.2 主要外粉的化学成份和性能表3 主要入烧外粉的化学成份(%) 物 种TFeSiO2TiO2H2O63.5印粉63.354.030.245.6860印粉60.045.190.415.30FMG粉59.704.310.234.40PB粉60.754.260.194.88汽运伊朗粉54.587.280.561.88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。物 种+8855331-163.5印粉11.5311.969.5615.3351.6260印粉18.8815.1712.7525.9827.22FMG粉9.1821.8216.9729.0722.96PB粉7.4819.6614.5821.4736.81汽运伊朗粉21.4426.3618.2719.7214.21表4 主要入烧外粉的粒度组成(%)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8、9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含量较高,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。适当下调混合料水分,降低料层透气性、延长烧结时间。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。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。表5 812月烧结矿质量指标(%) 月份TFeFeOSiO2MgOTiO2R2碱稳品稳强度8月52.6310.366.213.200.712.2197.7198.0681.149月51.8610.506.293.210.722.2197.1997.0381.1010月51.8110.596.383.230.652.1498.0997.7580.2111月52.5210.986.173.280.492.1297.7895.2779.6712月52.1510.686.223.220.472.1597.5997.6379.724.4 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 结 语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
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