降低宣钢烧结矿返矿率的攻关实践.doc

2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集降低烧结矿返矿率攻关实践裴生谦（河北钢铁集团宣钢公司技术中心，河北省宣化区，075100）摘 要：近几年宣钢烧结矿返矿率一直高于行业平均水平，造成烧结能耗和加工成本的增加。为降低返矿率，公司采取改善烧结矿原料质量，优化原料结构，加强成品筛分及高炉槽下筛分管理，提高料层厚度，增加压料装置，返矿回用炼钢等一系列攻关措施，不到半年的时间使烧结矿返矿率降低至12.8%，降低了3.64个百分点，达到了预期的攻关目标。关键词：烧结矿；返矿率；攻关中图分类号：TF046.1 文献标识码：A 文献标识码1 前言根据国家产业政策要求，为进一步淘汰落后设备，节能减排，宣钢两年来逐步淘汰了小烧结机，并于2008年3月、2010年4月相继建成投产了两台360m2烧结机。但由于各种原因，近几年宣钢烧结矿返矿率高于行业平均水平，且与河北钢铁集团内的唐钢、邯钢对标，存在较大差距（见表1）。表1 宣钢烧结矿返矿率与行业比较 %时间行业平均水平唐钢邯钢宣钢200814.459.818.8215.48200913.819.9710.0215.322010.11013.579.369.5515.20作者简介：裴生谦(1969-7)，男，硕士研究生，高级工程师；E-mail：peishengqian 163.com 返矿率高，一方面会造成入炉烧结矿的减少，生铁成本的升高；另一方面返矿回到烧结，造成烧结能耗和加工成本的增加。因此，为降低烧结矿返矿率，确保成本挖潜目标的完成，宣钢公司成立了由技术中心牵头的攻关小组，从改善烧结矿原料质量、优化原料结构、改善工艺操作及参数等方面入手开展工作，在不到半年的时间内烧结矿返矿率有较为明显的降低1-2。2 宣钢烧结矿返矿率高的原因分析2.1 供料路由长，落差大，摔打次数多宣钢360m2烧结机成品矿供到高炉，途径9条皮带，皮带落差36.6米。通过考察，邯钢360m2烧结机供到高炉途径6条皮带，皮带落差21米，宣钢较邯钢落差高15.6米。实验室进行落下试验表明：平均每米落差将造成-5mm粒级的烧结矿返矿量增加0.11个百分点，对于36.6米的皮带落差，-5mm粒级的烧结矿返矿量增加4.03个百分点；同样在生产实践中，宣钢烧结矿从成品输出至高炉槽下，-5mm含量增加了4个百分点，比较可知，由于落差大造成返矿的增加，宣钢较邯钢高1.7%。因此，烧结矿供料路由长，落差大，摔打次数多，造成烧结矿含粉率升高，烧结矿返矿率必然增加。2.2 原料条件影响宣钢烧结生产所用的国内精粉为当地半自熔性精粉，在烧结中所占配比约为25%，当地半自熔精粉的TiO2、MgO、Al2O3含量相对较高，具体分析如下表2：表2 当地半自熔精粉化学分析 %Table2 Chemical analysis of half self-fluxing fine %TFeSiO2CaOMgOAl2O3TiO21.981.62.2通过烧结杯试验研究，当地精粉配比提高5%，成品率降低0.9%。这主要与精粉的TiO2、MgO、Al2O3含量有关，TiO2含量高时，烧结时易形成脆性大的钙钛矿，当烧结矿TiO2含量大于0.7%时，随着其含量的增加，烧结矿强度呈下降趋势，抗摔打性能差；精粉中Al2O3含量高，烧结混合料的熔点升高，液相量减少，影响烧结矿转鼓强度和成品率；MgO熔点高，在烧结过程中不易产生固相反应，容易进入磁铁矿晶格中，占据磁铁矿晶格中Fe2+空位，形成（Fe，Mg）Fe2O3，降低强度较高的铁酸钙含量，影响烧结矿强度3-4。宣钢所用进口粉以巴西粉、澳粉为主，大部分为贸易矿，货源不稳定，且品种杂，造成铺制铁混料堆频繁切换原料结构，很难在一个阶段维持相同的原料结构，从而影响烧结矿质量的稳定。因此，原料条件偏差，进口粉结构的不稳定是烧结矿返矿率偏高的又一原因。2.3 自循环返矿率低通过对标，唐钢自循环返矿率为34%，其中+5mm的粒级占25%；邯钢自循环返矿率为27%，其中+5mm的粒级占30%；宣钢自循环返矿率为18%，其中+5mm的粒级占24%。通过比较发现，唐钢、邯钢小粒级烧结矿提前在成品筛出而进入自循环返矿，使得进入高炉槽下返矿的量减小，而宣钢自循环返矿率低，进入高炉槽下的返矿相应提高。3 改进措施3.1 改善原料质量、进一步优化原料结构针对宣钢进口粉种类多，品种杂的特点，严格制定进厂标准，强化过程管理：杜绝劣质矿采购进厂（劣质矿是指含多种有害杂质，影响高炉冶炼的矿石）；PB粉、扬迪粉、巴西矿，作为宣钢烧结使用进口粉的大宗料，SiO2含量要求小于4.5%，配比稳定率、用量保证率需达到90%以上；巴西高品质粉，如巴卡粉、巴西精粉，SiO2在2%以下，同时要求各种进口粉Al2O32.3%。为在资源量保证率较低情况下，满足烧结生产要求，将常用的进口粉按烧结性能进行划分：PB粉、纽曼粉、麦克粉可分别适当互换使用，FMG粉、扬迪粉可分别适当互换使用，巴标粉、SFXT粉可分别适当互换使用。针对宣钢目前原料条件，在烧结杯实验基础上，合理配矿，确定了以巴西卡粉6%+PB粉10%+扬迪粉10%+巴西标粉12%+低价进口粉5%的入烧进口粉优化结构，进口粉品种稳定在6种以内，同时控制当地半自熔精粉配比不超过23%，烧结矿中TiO20.7%。从2010年10月至目前，通过公司各相关单位的协作，保证了进厂的原料质量及数量，稳定并优化了入烧原料结构，为改善烧结矿质量，降低烧结矿返矿率提供了根本保障。3.2 强化成品矿筛分及高炉槽下筛分管理通过摸索宣钢合理的烧结矿自循环返矿率，在不影响烧结矿质量的前提下，实施对成品筛的改造，增大筛孔尺寸，将360m2烧结机棒条筛棒条间隙由上6mm下5mm调整为上7mm下6mm，使-5mm的粉矿提前筛出至自循环返矿中，烧结矿自循环返矿率较改造前增加1%，减少了输出成品矿中小粒级含量，从而降低烧结矿返矿率。加强高炉槽下振动筛筛分管理，对筛孔定期检查，如果返矿中+5mm含量达到30%以上时，及时更换筛网，避免振动筛损坏导致大粒级合格料进入返矿5。3.3 提高料层厚度、增加压料装置坚持厚料层烧结，将烧结料层厚度提高至750mm以上，一方面料层厚度增加，烧结带高温保持时间增长，有利于强度好的铁酸钙的发育和粘结相的形成，减少了强度差的表层烧结矿比例；另一方面，厚料层烧结燃料配比减小，氧化气氛增强，有利于强度好的铁酸钙生成，降低固体然耗的同时，也达到提高烧结矿强度的目的，使烧结矿抗摔打能力增强。近几个月，宣钢配入的高烧损的澳矿占到了入烧进口粉配比的60%，料层透气性提高，垂直烧结速度加快，高温保持时间不够，强度下降。为此，在2010年10月、11月份分别对1号360m2、2号360m2烧结机增加了压料装置，保证了烧结的合理透气性，进一步改善烧结矿质量，同时成品率也增加了2%。3.4 部分返矿用于炼钢为了降低炼钢钢铁料消耗，考虑将部分烧结返矿用于炼钢生产。将高炉槽下筛分系统进行改造，使返矿中+5mm粒级的烧结矿汽车拉运至炼钢，用于炼钢生产。炼钢月消耗返矿量为1万吨，这样减少了返矿返回烧结再加工的能耗和成本，可以使烧结矿返矿率降低1.3个百分点。4 降低烧结矿返矿率攻关效果通过2010年8月开展降低烧结矿返矿率攻关，采取以上一系列措施，烧结矿返矿率呈下降趋势（见表3）。1-7月份，宣钢烧结矿返矿率累计完成16.44%，12月份完成12.8%，降低了3.64个百分点，攻关取得了较好的效果。表3 2010年各月份宣钢烧结矿返矿率完成情况 %Table3 The return fine rates finished situation in Xuansteel each month of 2010 %月份123456789101112返矿率15.9216.8916.4118.9115.3416.1415.4014.4913.7813.9513.0212.80以宣钢12月份烧结矿产量694400吨，返矿加工费为119.4元/吨为例，烧结矿返矿率降低3.64%，则月可降低加工费用：6944003.64%119.4/10000301.8（万元），年效益3621.6万元。5 结语(1) 经过开展近5个月的攻关活动，采取了改善烧结矿原料质量、优化原料结构，加强成品筛分，高炉槽下筛分管理，提高料层厚度，增加压料装置，返矿回用炼钢等一系列措施，烧结矿返矿率降低了3.64个百分点，低于行业平均水平，达到了预期目的。(2) 宣钢烧结矿至高炉皮带运输距离长，落差大，跌落次数多，由于高落差造成的摔打粉碎所产生的返矿量较大，后续攻关组将考虑论证是否可增加直通皮带，减少转运次数，进一步降低返矿率。(3) 目前由于大高炉炉况波动，不能实现小粒级烧结矿入炉，后续将根据高炉炉况，适度配加小粒级烧结矿，减少高炉返矿中+5mm的粒级含量，进一步降低返矿率。预计小粒级烧结矿配比为1%时，烧结矿返矿率可再降低1.2%。参考文献：1 唐志宏，罗秀传，王子宏等.降低柳钢烧结矿返矿率的实践J.烧结球团，2010，