石钢马来西亚粉烧结性能

李 杰，王杏娟，刘 然，吕 庆，张金福

（1. 河北理工大学 冶金与能源学院 现代冶金技术重点实验室，河北 唐山063009；2. 河北钢铁集团石钢公司，河北 石家庄050031）

0 引 言

石钢近期使用马来西亚粉作为烧结原料，由于这批马来西亚粉属于小矿种，公司从未使用过，但是价格上有优势。为了生产上更有效的利用它，石钢有关技术人员对其进行了配矿实验，通过对烧结实验的工艺参数、烧结成分及冶金性能等指标综合分析，初步摸清了配加马来西亚矿后对烧结生产各项指标的影响，为生产采用合理的配比和操作方式提供了依据。

1 实验方案的制定

1.1 原料条件

实验所用原、燃料及熔剂均取自石钢生产车间，其化学成分见表1。

表1 原料化学成分／%

从成分上看，马来西亚矿具有较高的品位，且SiO2及Al2O3的含量适中，在较大比例配加时不会对烧结矿成分产生影响，所以在设计实验时，适当提高了马矿的最高配比，同时检验马粉在不同比例下对烧结生产的影响。

1.2 配料及工艺条件

烧结杯试验是模拟石家庄钢铁公司烧结厂的实际生产情况。烧结杯内径为300 mm，各次试验用料按试验设计方案配料，每次试验的总原料量为100 kg，人工加水拌匀后加入φ600 mm×1200 mm的小型园筒混料机内进行混匀造球，混匀造球的时间控制为10 m in。烧结杯底层放置4 kg大于10 mm的成品烧结矿作为铺底料，烧结料层厚度控制为600 mm，烧结负压控制为12000 Pa。烧结点火温度控制为1150℃，烧结点火时间为1 min，烧结点火负压控制为8000 Pa，将烧结废气温度开始下降时定为烧结终点。实验装置如图1所示。

由于没有马来西亚矿的烧结特性及矿相分析资料，单从外观以及烧损1.79%来看，其粒度偏细而且结晶水含量不高，因此可以认为和澳矿及巴西矿的烧结特性能相去甚远[1-3]，所以不采用替代式方案，而采用逐渐提高马来西亚矿占所有新矿的比例的方案，且实验梯度为 5%。通过单烧试验，可以发现一些影响其单烧性能的因素，能够反映一定的趋势，如粒度、烧损、SiO2含量、矿石熔点、矿物组成对烧结速度、成品率等的影响[4]。根据石钢的原料条件，烧结配矿试验条件为：碱度为2，固定碳含量为3.8%，水分控制在7.5%左右，MgO含量为2.8%左右。研究各种铁矿粉配比对烧结过程及烧结矿质量的影响规律。各种矿粉配比做到均匀分散，齐整可比，得到最佳的配矿组合。具体的试验方案见表2。

图1 烧结试验装置示意图

表2 烧结配料试验方案(%)

2 实验结果及分析

2.1 烧结矿利用系数

烧结矿技术指标如表3所示。

表3 烧结矿的技术指标

烧结矿利用系数如图2所示。由各方案利用系数的对比图可以看到，与基础方案比较，配加马来西亚矿导致烧结利用系数升高，但是升高幅度与配加比例成反向对应关系，当马来西亚矿比例为20%时，利用系数降至低于基础方案。影响因素有：马来西亚矿是粒度为1mm以下的细粉料，一定比例配加后，有利于改善造球，提高料层透气性；但是马来西亚矿烧损较低、随着马来西亚矿比例逐步增加，综合矿物的烧损下降（高结晶水的矿物总比例下降），会造成烧结料层的收缩量下降、透气性变差，导致利用系数的下降。

图2 烧结矿利用系数

2.2 烧结矿转鼓强度及返矿率指标

烧结矿转鼓强度及返矿率指标分别见图3和图4。由图3可见，与基础实验比较，马来西亚矿的配加造成烧结矿转鼓强度有提高的趋势，当马来西亚矿配加到 15%（方案三），强度升高的趋势出现拐点，方案四（马矿20%）较方案三转鼓强度下降2个百分点；由图4可见，马来西亚矿的配加对返矿率变化影响不十分明显，出现图3中方案一返矿率向上波动的原因可能是水分波动的影响。

图3 烧结矿转鼓强度

图4 烧结矿返矿率

由以上分析得出以下几点实验结论：

（1）通过试验可以看出，在当前烧结原料基础上，配加适当比例的马来西亚矿有利混匀矿造球，有利于提高烧结产量，也有利于转鼓强度的改善。

（2）根据试验结果，马来西亚矿适宜的配加比例为10%～15%。

（3）从配水造球过程来看，配加马来西亚矿粉后，混匀料造球能力提高，配水量应由一定幅度的下降，考虑试验中生石灰配水消化与生产控制过程不同，建议混匀矿水分控制在8.4%～9.2%。

3 生产的跟踪情况及分析

表4和表5为使用马来西亚矿后的铺垛配比情况，表6和表7为马来西亚矿使用前后烧结矿成分和转鼓指数的对比情况，从表3和表4可以看出烧结在使用了一定比例的马来西亚矿以后对提高烧结矿的品位和控制Al2O3的含量有一定的帮助。

值得注意的是一烧在使用7%的马来西亚矿以后，转鼓指数提高了近0.4个百分点，这和烧结杯实验得出的结论是一致的，之后一烧保持马来西亚矿7%的比例不变的情况下，配入了8%的秘鲁精粉，结果烧结矿的转鼓指数继续上升，可以看出在目前烧结生产配入富含结晶水矿的比例较大的情况下，适当提高诸如马来西亚矿和秘鲁矿的比例，对提高烧结矿的强度有一定的益处。

二烧使用马来西亚矿后，转鼓指数略有下降，但下降的幅度不大，在使用比例由7%增加到10%以后，转鼓指数基本不变，这种结果可能和生产的过程控制有关。而后10月10日～10月30日马来西亚矿配比降到7%，同时配加了8%的秘鲁粉，转鼓指数同时也得到了提高，在10月30日～11月2日马来西亚矿比例继续提高到10.2%时，转鼓指数也跟着提高了近0.9个百分点，这个结果和一烧的情况是基本一致的。

表4 一烧铺垛情况

表5 二烧铺垛情况

表6 一烧烧结矿使用马粉前后指标对比情况

表7 二烧烧结矿使用马粉前后指标对比情况

4 课题结论及效益计算

用马来西亚矿代替目前单品位价格最低，烧结性能也较好的FMG矿，产生的效益如下表8所示。

表8 使用马粉效益计算

由上表可见使用马来西亚矿后2009年10月份的效益为18.57万元。

5 结 论

通过试验可以看出，在当前烧结原料基础上，配加适当比例的马来西亚矿有利混匀矿造球，有利于提高烧结产量，也有利于转鼓强度的改善。

从生产实践上看，配加马来西亚矿后比例和过程控制得当，对生产基本没有不良的影响，如果价格上有优势，今后可以继续提高马来西亚矿的使用比例。

[1] 李晓云, 时越, 胡庆利, 等. 唐钢烧结配加扬迪矿的实践[J]. 烧结球团, 2007, 32(1): 51-55

[2] 迟富新. 360M2烧结机提高澳矿配比的生产实践[J]. 本钢技术, 2009, 4: 7-9

[3] 于原浩, 冯根生, 苏东学. 改善烧结矿质量降低高炉炼铁燃耗[J]. 钢铁, 2008, 43(12): 99-102

[4] 翟立委, 周明顺, 任伟, 等. 巴西Vale低硅铁矿粉烧结性能研究[J]. 鞍钢技术, 2009, 4: 22-25

[5] 彭志坚, 陈铁军, 翁德明, 等. 武钢烧结厂烧结料烧结性能的实验研究[J]. 武汉科技大学学报(自然科学版), 2003, 26(4): 348-351