提高攀钢烧结矿强度的生产实践

提高攀钢烧结矿强度的生产实践 张文德 （新钢钒炼铁厂） 摘 要： 分析了影响攀钢烧结矿强度的因素， 结合攀钢烧结原料结构和条件以及生产工艺参数实际情况，制订出一系列科学有效的措施，促进了烧结矿强度总体水平的提高，使攀钢烧结矿转鼓强度稳定在 右。 关键词： 钒钛磁铁精矿； 烧结； 碱度；料层厚度 0 引言 攀钢烧结所用含铁原料主要为钒钛磁铁精矿 , 这种矿石的特点是品位较低 ， 2%54%， 与普通铁矿相比 12% 13%，且粒度较粗。 高，不仅降低了烧结矿中的铁品位，提高了烧结温度，降低了液相生成量，易生成脆性的钙钛矿；加上精矿粒度粗，导致混合料成球性能差，料层透气性不好，致使钒钛烧结矿的强度差，返矿率高，这是长期以来攀钢烧结矿产质量落后于普通烧结矿的一个重要原因。 近年来，攀钢围绕提高烧结矿强度这一中心 , 通过优化原料结构，控制 高碱度，慢机速厚料层烧结，以 54精矿（ 铁品位约 54% ，下同） 替代 52精矿（ 铁品位约 52%，下同）以及一系列的工艺技术改造等措施，控制烧结矿 鼓指数由原来的 高到 满足了高炉的需要，取得了良好的效益。 1 影响烧结矿强度的因素 影响烧结矿强度的因素是多方面的 ,既有碱度、 有烧结矿形成时矿物组成的影响 ； 而配碳量、混合料水分、返矿量、原料结构及各种原料的反应性、料层厚度、熔剂和燃料粒度、烧结机操作等诸多因素，又对烧结矿的矿物组成起着至关重要的作用。因此，提高烧结矿强度，必须从各方面下手，应结合攀钢烧结原料结构和条件以及生产工艺参数的实际情况，采取切实可行的办法。 2 提高烧结矿强度的措施 优化原 料结构 烧结矿的强度主要取决于混合料在熔化过程中形成的液相数量，性质以及最终形成的矿物组成和结构。研究表明 1，液相的流动性好、粘度小、表面张力大则有利于混合料颗粒粘结，烧结矿强度就好。随着烧结矿 熔点物质钙钛矿（ 钛榴石等含量有所上升，而低熔点铁酸钙含量减少。对烧结而言，混合料初熔、熔化温度上升，烧结液相粘度增加，气流通过料层阻力增大，不利于液相早期生成而最终影响烧结矿的强度。 为了降低精矿粒度粗混合料不易成球以及 年攀钢逐步降低攀 精矿使用比例，增加普通富矿粉的使用比例，采用“ 钒钛磁铁精矿 进口矿国内高粉低铁料”的含铁原料结构进行合理配矿，以达到提铁降而提高烧结矿强度。 实施高碱度烧结 对烧结矿的固结成型具有重要作用 ,适当降低 改善烧结矿的还原性和高温冶金性能。但会使烧结过程中产生的液相量变少 ,烧结矿强度变差、低温还原粉化加剧 2。近年来攀钢烧结矿 至 为避免烧结过程中产生的液相量过少，采取增加 熔剂配比实行高碱度烧结措施。混合料中熔剂量增加 ,增加了烧结矿的 量 ,有利于铁酸钙粘结相的生成 ,攀 钢 技 术 25 改善烧结矿强度。但是随着熔剂配比的继续增加，烧结时间延长，导致烧结矿中的硅酸二钙硅酸三钙铁酸二钙增多；而硅酸二钙硅酸三钙在冷却过程中发生晶型转变 ,由 型转变时体积膨胀10%,致使烧结矿在冷却过程中自行粉碎现象加剧；另外由于铁酸二钙的生成，其强度没有铁酸钙好。烧结矿强度在碱度 点”，此后随着碱度的进一步提高烧结矿强度有所下降 3。目前攀钢烧结矿碱度控制在 避免 碱度波动对烧结矿质量的影响，加强了对熔剂粒度和化学成分的检测，力求碱度稳定。 推行厚料层慢机速操作 厚料层烧结，可以发挥料层的自动蓄热作用，延长料层高温保持时间，确保液相形成和结晶相的发育生长。另外，还可以减少配炭量，提高料层气氛的氧位，从而抑制钙钛矿的生长，发展铁酸盐优质粘结相。同时随料层厚度增加，强度较差的表层烧结矿占总烧结矿的比例减少，烧结矿成品率相应增大。所以厚料层烧结是提高烧结矿产质量的重要途径。 近年通过降低制粒效果差的精矿配比，增加生石灰配比等措施改善了混合料透气性，提高料层厚度， 需进行慢机速操作。 2008年上半年由于钢铁市场行情较好，为了给高炉提供充足的烧结矿，各烧结车间通过增加原料用料量，提高烧结机速度，较低料层厚度烧结操作来保产，如一烧、二烧、三烧车间的料层厚度比 2007年分别降低了 30、 20、 20 速分别提高了 m/致使烧结过程高温保持时间短 , 固相反应和液相的形成受到限制 ,最终导致烧结矿强度的降低。烧结矿强度由 2007年的 降到2008年的 烧结矿抗摔打能力降低，造成高炉返矿量增多，给烧结机操作带来较大波 动，形成恶性循环。因此在生产总量不紧张的时候，应当做好慢机速厚料层操作，为提高烧结质量创造条件。 控制 4。一般来说 但 矿物表面会出现微小的裂纹 ,这些裂纹一直充满到整块矿物的中心 ,导致矿物强度急剧下降。这主要是由于高配碳使烧结温度提高 ,成品矿中钙钛矿和硅酸二钙含量明显增加 ,在冷却过程中 , 硅酸二钙会伴随晶形转变 ,体积膨胀 ,导致烧结矿粉化。同时钙钛矿非常脆 ,在运输过程中很容易产生裂纹。这两种矿物 含量的增加 ,自然就造成了钒钛烧结矿强度的下降 5。因此在生产中，要严格控制 行合理配碳。目前在厚料层条件下，右，保证了烧结气氛高氧位。 另外燃料粒度也对烧结矿强度产生很大的影响：燃料粒度过粗，会造成烧结燃烧带过宽，阻力增大，料层透气性变差，烧结矿产质量下降；而燃料粒度过细又会造成燃烧速度过快，高温保温时间缩短，降低烧结矿强度。经生产实践，目前烧结用燃料的粒级控制在小于 3 6% 80%。 使用 54精矿 54精矿与 52精矿相比，具有 比 、 低 、 低 粒度细（小于 的特点。从 2006年开始各烧结车间使用 54精矿代替 52精矿进行烧结生产。由于精矿粒度变细，比表面积增大，精矿的吸水能力增强，混合料的制粒效果变好。混合料平均水分由之前的 加到 混合料中大于 3 增强了料层的透气性，为厚料层操作提供了保障。料层由之前的 530 60 得烧结过程高温保持时间延长，有利于粘结相的发育和发展，烧结矿液相量增多， 烧结矿强度得到改善。使用 54精矿后，烧结矿转鼓指标提高了 工艺技术改造 （ 1）采用低负压点火技术。点火负压控制在10 18 善烧结过程透气性 ,改善边缘点火效果 ,提高表层烧结矿强度。 （ 2）采用双斜带式点火炉代替多缝式烧嘴点火炉。该点火炉体积小 ,由两排烧嘴交叉点火 ,两股火焰重叠 ,形成“高温瞬时”的理想点火 ,台车边缘增设两组点火烧嘴 ,强化边缘点火 ,点火均匀性（特别是边缘点火）大大改善 ,点火强度提高，改善了表层烧结矿的强度。 （ 3）采用双轴生石灰配消器和热水消化 生石灰。 26 2009 年第 32 卷第 2 期 随着生石灰配比逐年增加，生石灰消化过程中存在粘料阻力大消化效果差等主要问题，普通的单轴螺旋配消器已不能满足处理增大和消化效果的需求，因此采用双轴螺旋配消器，其传动功率大，应用效果稳定。在常温下，生石灰得不到完全消化，因此采用热水消化，缩短了消化时间，使生石灰在二混之前能完全消化，改善了混合料制粒效果，从而提高料层透气性以生成更多的液相来提高烧结矿强度。 （ 4）采用返矿预润湿措施。在配料室返矿下料处加入一定量的水润湿返矿，使得返矿粘结细粒级的能力增强，一方面减少了混合料中小于 0.5 ，提高了料层透气性，使烧结速度增加；另一方面，提高了制粒小球的密实度和强度，强化 烧结过程，从而提高了烧结矿强度。 （ 5）配加强化剂。强化剂具有强氧化性，能促进燃料燃烧，有利于降低混合料的燃料配比。配加强化剂后，由于烧结氧位提高，同时强化剂能催化燃烧，使燃烧完全，提高了高温区温度，烧结最高温度增加，有利于硅酸盐粘结相的生成，烧结矿矿化和同化作用较完全，从而提高烧结矿的强度。目前矿化剂用量为 比不配矿化剂时烧结矿的转鼓强度提高 3 生产实践效果与分析 炼铁厂通过上述技术措施， 2001 2007年烧结矿强度有了 较大提高， 烧结矿技术经济指标变化情况 见表 1。 表 1 近年烧结矿技术经济指标 年份 烧 结 矿 质 量 工 艺 参 数 转鼓 (管 负压 /气温度 / 固体燃耗 /001 489 00 002 475 01 003 500 08 004 542 11 005 564 13 006 567 13 007 547 12 表 1可以看出， 7年间炼铁厂烧结矿碱度逐年提高到 通过慢机速烧结使料层显著提高，烧结矿转鼓指数由最低的 高到 主要原因是：碱度提高后，有利于铁酸钙粘结相生成，改善了烧结矿的矿物结构。另外随着烧结料层逐年增厚，料层高温保持时间延长，确保了液相的形成和结晶相的发育生长。料层增厚还可以减少配碳量，提高料层气氛氧位，从而抑制钙钛矿的生长，提高烧结矿强度。 4 结语 影响攀钢钒钛烧结矿强度的因素是多方面的，通过结合攀钢烧结原料结构和生产工艺条件，制订科学有效的措施，如：优化配料结构、控 制 碱度烧结、慢机速厚料层操作等，提高了烧结矿强度的总体水平，使攀钢烧结矿转鼓强度稳定在 右。今后仍