摘 要：低堿度燒結(jié)礦的冶金性能分析有助于更好的合理利用低品質(zhì)鐵礦石和礦粉資源,優(yōu)化燒結(jié)質(zhì)量指標(biāo),降低生產(chǎn)成本,為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)帶來積極影響。本次分析了低堿度燒結(jié)礦原料成分與特點(diǎn)分析以及冶金性能,證實(shí)其能夠滿足生產(chǎn)需求,有助于降低成本提升效益。

關(guān)鍵詞：低堿度燒結(jié)礦 冶金性能 成分 成本

一直以來我國高爐爐料的選擇都傾向于高堿度燒結(jié)礦,其冶金性能優(yōu)良性價(jià)比較高,一直以來大受歡迎,但是由于近兩年來生產(chǎn)成本上升,為順應(yīng)鋼鐵市場劇烈競爭,低堿度燒結(jié)礦開始在市場上占據(jù)重要比例,不少鋼鐵企業(yè)都積極尋求各種技術(shù)手段利用劣質(zhì)低價(jià)礦粉生產(chǎn)低堿度燒結(jié)礦。由于低堿度燒結(jié)礦使用時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)型產(chǎn)生有害影響,導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加等問題,所以加強(qiáng)對(duì)其冶金性能的分析有助于更好的合理利用低品質(zhì)鐵礦石和礦粉資源,優(yōu)化燒結(jié)質(zhì)量指標(biāo),降低生產(chǎn)成本,為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)帶來積極影響。下面我們結(jié)合國內(nèi)某鋼鐵廠實(shí)際情況對(duì)低堿度燒結(jié)礦的冶金性能進(jìn)行分析。

一、低堿度燒結(jié)礦原料成分與特點(diǎn)分析

高爐爐料的成分較為復(fù)雜,一般主要包括FeO、MgO、TFe、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、SiO2、TiO2等化學(xué)成分,這些成分的構(gòu)成比決定了原料的化學(xué)成分和質(zhì)量。爐料的品味關(guān)系到其質(zhì)量,直接影響到冶煉的焦比和產(chǎn)量。燒結(jié)礦中MgO含量十分重要,在生產(chǎn)中有些企業(yè)將MgO生產(chǎn)配比提升至≥4%,結(jié)果燒結(jié)礦MgO達(dá)4%,同等白云石含量30%配入5%,燒結(jié)礦的品味降低3%,關(guān)于這個(gè)問題在生產(chǎn)實(shí)踐中是必須予以重視的。燒結(jié)礦中會(huì)有一定的MgO有利于抑制燒結(jié)礦的自然粉化和還原粉化,不利于燒結(jié)礦的強(qiáng)度和中溫還原,但有利于高溫還原和改善燒結(jié)礦的軟熔性能。SiO2的含量是燒結(jié)礦的主要成分,也是Al2O3/SiO2是形成復(fù)合鐵酸鈣的一個(gè)重要條件,其過高會(huì)導(dǎo)致冶煉問題,所以針對(duì)當(dāng)前我國6%-8%的含量比要盡可能的降低比重,以提升冶煉質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益,這樣才能夠更好的控制燒結(jié)礦的堿度。對(duì)低堿度燒結(jié)礦而言,FeO高有利于燒結(jié)礦的強(qiáng)度?？偟膩碚f,低堿度燒結(jié)礦要追求適當(dāng)?shù)腗gO、高品位低SiO2和高堿度低FeO[1]。

某鋼鐵企業(yè)使用兩臺(tái)72㎡燒結(jié)機(jī)進(jìn)行低堿度燒結(jié)礦的生產(chǎn),其所使用原料物理成分配比表見表1。從表中原料物理成分配比情況來看,其主要是低品位的礦粉,低品位的礦粉濕配比高達(dá)31.00%,Al2O3含量高達(dá)11.88%。品位相對(duì)較高的巴精粉濕配比則僅為4%,Al2O3含量僅為0.45%。品位相對(duì)較低的礦粉比例占據(jù)了76%,這些礦粉的品質(zhì)決定了其在使用過程中需要慎重,尤其是鋁含量過高會(huì)嚴(yán)重影響其冶金性能和燒結(jié)效果,在使用頻率較高的低品位礦粉中,要注意含硅量過高帶來的負(fù)面影響,在原料配比時(shí)加以注意。不過這些低品位礦粉在低堿度燒結(jié)礦的冶煉中有著很好的應(yīng)用空間。

表1 低堿度燒結(jié)礦原料物理成分配比表

某廠以上述低品質(zhì)礦粉原料為基礎(chǔ)制定生產(chǎn)計(jì)劃,其燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)工藝參數(shù)與高堿度燒結(jié)礦相比存在較大差異,表2為某廠低堿度燒結(jié)礦和高堿度燒結(jié)礦的生產(chǎn)工藝參數(shù)對(duì)比。參數(shù)對(duì)比結(jié)果顯示,參照高堿度燒結(jié)礦的生產(chǎn)工藝低堿度燒結(jié)礦利用系數(shù)將會(huì)明顯下降,無論是材料厚度還是利用效率都會(huì)下降,雖然在溫度和速度方面變化不大,但是材料水分會(huì)出現(xiàn)顯著變化。

我們以表2中的生產(chǎn)工藝參數(shù)為生產(chǎn)條件,采用表1中的原料配比進(jìn)行冶煉,結(jié)果生產(chǎn)出的低堿度燒結(jié)礦和高堿度燒結(jié)礦在成分上明顯出現(xiàn)了較大的變化差異,其具體對(duì)比結(jié)果見表3。結(jié)合表3中數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn),由于大量低品位礦粉的使用,低堿度燒結(jié)礦的產(chǎn)品品位相較高堿度燒結(jié)礦來說低了大約2.56%左右,低堿度燒結(jié)礦成分中,FeO含量顯然更高一些,這也是由于其需要來提升燒結(jié)礦強(qiáng)度所致。成品中Al2O3含量較高是因?yàn)榧恿烁咪X印粉,其存在保證了爐渣的流動(dòng)性,同時(shí)通過增加白云石保證了MgO的合理含量,對(duì)于控制低堿度燒結(jié)礦質(zhì)量有關(guān)鍵影響。

表2 某廠低堿度燒結(jié)礦和高堿度燒結(jié)礦的生產(chǎn)工藝參數(shù)對(duì)比

表3 低堿度燒結(jié)礦和高堿度燒結(jié)礦成分的對(duì)比

二、低堿度燒結(jié)礦冶金性能分析

鋼鐵高爐冶煉中原料品質(zhì)決定了冶煉的質(zhì)量,高爐爐料作為關(guān)鍵的成品材料,其化學(xué)成分、冶金性能和物理性能直接關(guān)系到最終成果,其中原料化學(xué)成分是冶煉的基礎(chǔ),物理性能是保證,冶金性能則是關(guān)鍵,這三種成分互為表里,共同構(gòu)成了高爐爐料品質(zhì)的基礎(chǔ)。比如上世紀(jì)八十年代我國包鋼企業(yè)的1513號(hào)高爐,其采用的球團(tuán)礦含K2O+Na2O超量（>3helNHxiktCs6grzCjgOEU5BjFbrokdzI403/SfB1dA=0.42%）,這種球團(tuán)礦易熔易凝,軟熔帶很寬,造成高爐嚴(yán)重結(jié)瘤,1513號(hào)高爐結(jié)瘤的體積超過1000立方米,以致無法進(jìn)行冶煉,這就是一個(gè)冶金性能嚴(yán)重影響高爐冶煉的典型案例,所以重視爐料冶金性能分析有著十分重要的意義[2]。近幾年我國的鞍鋼、寶鋼等企業(yè)在高爐冶煉中使用進(jìn)口高堿度燒結(jié)礦的RDI指數(shù)低,低溫還原粉化率達(dá)到40%左右,影響了高爐的產(chǎn)量、焦比以及透氣性等,后來在加強(qiáng)分析爐料冶金性能的基礎(chǔ)上提出了噴涂CaCe2的方法,才得以降低粉化率,改善高爐指標(biāo),這也是一個(gè)冶金性能分析解決實(shí)際生產(chǎn)問題的典型案例[3]。

低堿度燒結(jié)礦的冶金性能主要可以從轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、還原性、低溫還原粉化指數(shù)三方面入手進(jìn)行分析。某廠低堿度燒結(jié)礦與高堿度燒結(jié)礦粒度分布以及轉(zhuǎn)鼓指數(shù)對(duì)比見表1。從表中數(shù)據(jù)來看,燒結(jié)礦粒度分布中,低堿度燒結(jié)礦大粒度明顯較多,>40mm比例升高將近7%,0-5㎜粒度級(jí)別變化不大,從5-10mm一直到25-40mm呈現(xiàn)不同幅度的逐級(jí)增高情況,與高堿度燒結(jié)礦組相比,其轉(zhuǎn)鼓指數(shù)明顯下降。

表4 某廠低堿度燒結(jié)礦與高堿度燒結(jié)礦粒度分布以及轉(zhuǎn)鼓指數(shù)對(duì)比

低堿度燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)（RDI）、還原性（RI）關(guān)系到冶煉的效率和成本,所以,與球團(tuán)礦、海南礦等相比,其RDI和RI情況見表5。對(duì)比結(jié)果顯示,低堿度燒結(jié)礦與球團(tuán)礦、海南礦等相比,RDI和RI均處在中等水平,比其要低上許多,完全能夠滿足燒結(jié)礦的生產(chǎn)需求,有助于降低生產(chǎn)成本。

低堿度燒結(jié)礦與球團(tuán)礦、海南礦等平均成分對(duì)比分析見表6。生產(chǎn)低堿度燒結(jié)礦的目的是取代球團(tuán)礦、海南礦等,成分對(duì)比結(jié)果顯示其能夠承擔(dān)二者的使用,成分方面相差不大,成本方面,其取代二者也有著經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢,說明低堿度燒結(jié)礦的冶金性能完全符合需求。

表5 不同礦團(tuán)RDI和RI對(duì)比情況

表6 低堿度燒結(jié)礦與球團(tuán)礦、海南礦等平均成分對(duì)比

總之,使用低堿度燒結(jié)礦能夠在確保滿足生產(chǎn)需求的前提下降低生產(chǎn)成本,低品位的礦粉能夠滿足生產(chǎn)需求,取代成本較為高昂的海南礦、球團(tuán)礦等,在保有生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)提升經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)于鋼鐵企業(yè)加強(qiáng)成本控制、增加收益無疑是一個(gè)有效途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]陳有升,羅秀傳,張中中,等.影響燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的因素研究[J].柳鋼科技,2010（1）.

[2]楊華明,邱冠周.TiO2影響燒結(jié)礦低溫還原粉化率（RDI）的機(jī)制[J].礦產(chǎn)綜合利用,2010（1）.

[3]郭興敏.燒結(jié)過程鐵酸鈣生成及其礦物學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2010.