济钢球团使用钠基膨润土工业试验

贺建峰

（济南钢铁股份有限公司技术中心，山东济南250101）

济钢球团使用钠基膨润土工业试验

贺建峰

（济南钢铁股份有限公司技术中心，山东济南250101）

为降低黏结剂用量、提高球团矿品位，济钢在球团竖炉进行了钠基膨润土替代2/3普通膨润土生产球团矿的工业试验。在生产稳定状态下，钠基土替代普通膨润土的替代比大约1.37倍，结果表明，球团矿品位提高0.37百分点，二氧化硅降低0.36百分点，球团矿强度、还原度指标基本不受影响，但竖炉产量约降低2%，返粉、除尘粉约升高15%，膨胀指数升高5.32百分点。按替代比1.37倍计算，使用钠基土年效益可达675.7万元。

球团；钠基膨润土；钙基膨润土；竖炉；工业试验

1 前言

为降低生产球团矿所用黏结剂的使用比例，提高球团矿品位，2003年济钢就开始在球团竖炉生产中进行多种黏结剂造球技术研究和试验，试验的黏结剂有荷兰恩卡佩利多、澳大利亚纳尔科及国内KLP等，这些黏结剂有机成分占50%以上，球团添加使用后混合料成球性能明显改善，但生球团热性能变差，生产中一直未能推广应用。2005年济钢开始进行人工钠化膨润土（简称钠基土）造球技术研究，在实验室进行大量对比试验，在取得较好效果的情况下，2008年4～7月进行了钠基土造球工业试验。

2 工业试验工艺及设备情况

济钢球团厂有4座球团竖炉（8+10+14×2），上料系统共用1条配料线，其中黏结剂配料仓2个。钠基土试验期间，钠基土仓采用袋装上料，普通膨润土仓采用罐车上料。原料处理有4台润磨机，开三备一，润磨率40%～50%；原料烘干机3台，脱水率0.7百分点；1#、2#炉采用4.2 m×12 m造球盘，3#、4#炉分别采用7.5 m×2 m、10 m×4 m造球盘。4座竖炉均采用体积比为4∶1的高炉转炉混合煤气焙烧球团矿。

3 工业试验用球团原料

3.1 原料成分及粒度组成

济钢球团生产所用铁矿粉主要为智利精粉、巴西赤铁矿精粉（MBR）、俄罗斯精粉及国内钢城、鲁中铁矿精粉，黏结剂使用潍坊地区普通膨润土（简称普通土）及钠基土，其膨胀容分别为8.5、12.0 mL/g；吸蓝量分别为34、38 g/100 g。铁矿粉及黏结剂的主要物化性能指标见表1、表2。

表1 试验用原料的化学成分%

表2 试验用原料的粒度组成%

3.2 原料配比

为对比不同原料状态下的黏结剂性能，保证试验结果的可比性，工业试验分2个基准期和3个试验期：基准期1，2008年4月5～14日；基准期2，6月5～23日；试验期1，4月15～5月2日；试验期2，5月28日～6月4日；试验期3，6月24日～7月7日。

原料预配比见表3。

表3 钠基土工业试验各阶段原料结构kg/t

4 试验结果及分析

4.1 钠基土实际配比及替代比

球团矿产量及黏结剂实际消耗情况见表4。表4中数据是扣除了停机时间等外因素后计算的日平均产量，黏结剂使用量是按照实际消耗折算成的吨矿消耗，替代比为同基准期相比普通膨润土减少量与钠基土使用量的比值。

表4 球团产量及黏结剂实际消耗情况

由表4可知：1）同2个基准期相比，3次试验平均替代比为1.37倍。2）替代比变化的大致趋势为：钠基土使用比例越大替代比越低。

4.2 钠基土对造球的影响

同基准期相比，钠基土试验对造球的影响情况见表5。由表5可知：同基准期相比，生球抗压合格率平均降低0.3%、落下合格率降低2.28%、粒度合格率降低1.15%，生球水分升高0.02%。

4.3 钠基土对生产指标的影响

钠基土试验对产量及相关指标的影响见表6。

表5 与基准期2比较钠基土对造球的影响

表6 钠基土试验对产量及相关指标的影响

由表6知：2次试验平均配加钠基土21.42 kg/t，降低普通膨润土用量27.05 kg/t，黏结剂总量减少5.63 kg/t；试验期间平均降低产量180.13 t/d（相当于减产2%），返粉降低3.36 kg/t，除尘粉降低0.2 kg/t，球团矿烧成率降低0.3%。

4.3.1 钠基土对竖炉炉况的影响

钠基土试验对竖炉及相关指标的影响见表7。根据表7计算：钠基土试验期间，4座竖炉燃烧室压力平均升高0.39 kPa，冷却风量降低1 065 m3/h，焙烧温度平均降低0.1℃。表明炉况比基准期略有变差。

4.3.2 钠基土对球团矿冶金性能的影响

钠基土对球团矿物化性能的影响见表8、表9。

由表8可知：1）第2次和第3次钠基土试验原料结构相对稳定，品位平均提高0.23百分点、二氧化硅平均降低0.33百分点。2）3次试验累计品位平均升高0.37百分点，二氧化硅平均降低0.36百分点。

由表9可知：钠基土工业试验对球团矿强度指标基本没有影响，转鼓强度、抗压强度分别降低0.04%、0.6 N/个，低温粉化提高1.99%，筛分指数（＜5 mm粒度）降低0.03%。冶金性能方面：还原度平均降3.68百分点（降5%），膨胀指数平均升高5.32百分点（升60%）。

工业试验过程中，遵循的原则是保持竖炉生产的稳定，即通过调整黏结剂配加比例、生球入炉量、竖炉操作（炉温、风量）参数来减少对竖炉生产的影响。因此，整个工业试验过程中炉况（燃烧室压力、风温、风量）基本稳定，虽然黏结剂切换过程中出现过几次波动，曾造成竖炉压力升高、风量降低，但通过调整也都逐步稳定下来，没有对竖炉造成太大影响。分析认为，炉况的某些变化与试验过程中原料波动及结构变化有一定关系，竖炉所表现的具有过程波动的因素影响，通过几期工业试验，球团竖炉使用钠基土生产球团矿，同使用普通膨润土基本一样，对竖炉炉况顺行影响较小。

表7 钠基土试验对竖炉炉况及相关指标的影响

表8 钠基土试验对球团矿成分的影响

表9 钠基土试验对球团矿冶金性能的影响

5 经济效益分析

按照3次试验钠基土实际平均替代比1.37倍（即基准期配加普通膨润土34.9 kg/t，3次试验平均配加钠基土18.6 kg/t，配加普通膨润土9.86 kg/t）、试验期间平均降低产量171.87 t/d（降低2.0%）、返粉增加4.95 kg/t、除尘粉增加1.32 kg/t、球团矿烧成率降低0.52%，分析计算经济效益如下。

济钢年产球团矿290万t，生铁800万t，综合焦比0.55 kg/t，节约焦炭按市场价格1 500元/t，增铁效益300元/t，石灰200元/t，烧结、球团加工费80元/t。

1）按配料计算原料成本和品位提高的综合效益。3次试验累计品位平均升高0.37百分点，二氧化硅平均降低0.36百分点。球团品位提高增铁效益607.36万元，球团品位提高节焦效益1 113.49万元，球团SiO2降低炉料少用石灰效益409.96万元，折球团矿效益7.35元/t。

配料计算试验期比基准期球团矿品位升高0.36%、二氧化硅降低0.39%，与试验结果基本吻合。试验期的原料计算费用升高3.02元/t，因此，替代比1.37倍综合效益为1 255.7万元。

2）减产的负效益。仅按2%考虑减产的负效益，球团矿利润按100元/t计算，减产损失580万元。

按照试验结果替代比1.37倍计算，使用钠基土合计效益为每年675.7万元。

6 结论

6.1 钠基土的黏结性能好于普通膨润土，球团竖炉使用钠基土生产球团矿，炉况比基准期略有变差，但并不影响竖炉顺行，球团竖炉使用钠基土工艺上是可行的。

6.2 本次试验竖炉所表现的状态具有过程波动的因素影响。球团竖炉使用占全部黏结剂比例2/3的钠基土生产球团矿，在生产稳定状态下，校验后实际替代比大约1.37倍。

6.3 不同的原料配比结构、以及不同的钠基土使用比例，替代普通膨润土的替代比是不同的，黏结剂单耗所对应的替代比大致趋势为：钠基土使用比例越大替代比越低。炼钢污泥使用的多少，对黏结剂用量影响较大。

6.4 球团竖炉使用占全部黏结剂比例2/3的钠基土生产球团矿，生球质量略有降低，产量约降低2%，返粉、除尘粉约升高15%，球团矿强度、还原度指标基本不受影响，膨胀指数变差。

6.5 球团竖炉使用钠基土生产球团矿，能够提高球团矿品位，具有明显经济效益。

Industrial Test of Using Western Bentonite in Pellets in Jinan Steel

HE Jian-feng
（The Technology Center of Jinan Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

In order to reduce the amount of bonding agent and to improve the pellet grade,Jinan Steel made industrial tests of producing the pellet by western bentonite instead of 2/3 common bentonite.In the production of a stable state,the substituted ratio of the bentonite was about 1.37 times.The test results showed that the pellet grade was increased by 0.37 percentage points,the content of silicon dioxide was reduced by 0.36 percentage points,the intensity and reducibility index were not affected basically,but the output of the shaft furnace was decreased by 2%,the return fines and dedusting powder were increased about 15%and the expansion index was increased by 5.32 percentage points.Calculating by substituted ratio 1.37 times shows that the benefits of using the western bentonite per year will reach 6.757 million Yuan.

pellet;western bentonite;calcium bentonite;shaft furnace;industrial test

TF046.6

A

1004-4620（2010）01-0044-03

2009-05-21

贺建峰，男，1962年生，1984年毕业于包头钢铁学院钢铁冶金专业。现为济钢技术中心高级工程师，从事炼铁技术工作。