长钢烧结配用新西兰海沙研究

柏鹏飞， 徐京飞

（首钢长治钢铁有限公司， 山西 长治 046031）

新西兰海沙为颗粒砂状磁铁矿，w（TFe）约58%，w（TiO2）高达 8%左右，含有一定量 CaO、MgO，SiO2含量较低，但w（Al2O3)高达3.6%。

新西兰海沙采购价格较同品位澳粉有较大优势，适当用于烧结可降低烧结原料结构成本，同时提高烧结矿TiO2，有利于高炉护炉，本次研究主要针对配加该矿粉对烧结矿产质量及冶金性能影响，为首钢长治钢铁有限公司（全文简称长钢）烧结长期使用该矿粉提高技术支持。

1 研究背景及配加路线选择

2017年长钢烧结矿碱度基本保持在1.6 ～1.7倍的较低水平，转鼓水平较低，烧结矿入炉比例达85% ～90%。高炉w（TiO2）负荷正常要求不大于3.3 kg/t，护炉期间综合考虑炉渣流动性等因素要求TiO2负荷不大于8 kg/t。依据炉料结构反推至烧结矿w（TiO2）≤0.5%。

长钢无综合混匀料场，烧结用预混铁料由烧结一配供应，该工序仅12个仓，实际生产无法满足新添加一种矿粉的要求，介于新西兰海沙配加比例较小，制定了新西兰海沙参与每日循环杂料混匀造堆出库的工艺路线。

2 新西兰海沙替代同品澳粉试验

2.1 试验原料

由表1可知，新西兰海沙w(TFe)达57.71%，与常用的FMG混合粉等二类澳粉接近，w(SiO2)为3.84%，含量一定量钙镁元素，有利于降低熔剂消耗，w(Al2O3)较高达3.6%，w(TiO2)较高达 7.91%。

表1 新西兰海沙化学成分表 %

表2 新西兰海沙粒度组成表 %

由表2可知，新西兰海沙+3 mm比例达45.63%，+1 mm比例达56.78%，粒度较粗，适用于烧结生产。

表3 其他实验原料化学成分表 %

表3中矿粉为长钢目前使用含铁矿粉，其中智利粉为粗精粉类磁铁矿，混合粉、PB粉为典型的澳粉褐铁矿，巴粗粉为赤铁矿。

2.2 试验方案

依据烧结矿w(TiO2)≤0.5%的要求，结合目前用料，新西兰海沙投入比例应不大于3%。同步考虑新西兰海沙w(TiO2)较高，易生成CaO·TiO2液相，致使烧结矿脆性大，强度差，而长钢烧结长期1.6 ～1.7倍低碱度生产已影响烧结矿转鼓较低，故实际试验配加比例设计为1% ～3%，以0.5%为基数添加。

表4 试验配矿方案 %

2.3 试验结果分析（见表5和表6）

表5 试验烧结矿化学成分表

表6 试验烧结矿粒度组成表 %

由表5可以看出，随着新西兰海沙替代比例逐步提高，烧结矿品位逐步降低，w(TiO2）、w(MgO)、R均逐步升高，其中以TiO2含量提高最为明显。

由表5可以看出，随着新西兰海沙替代比例提高，烧结矿-5 mm比例逐步提高，烧结矿粒级有减小的趋势，但在新西兰海沙投入比例不大于3%的情况下影响较小。

表7 试验烧结矿技术经济指标

由表7可以看出，随着新西兰海沙配比逐步增加，烧结矿转鼓指数逐步降低，方案1-4降低较为平缓，转鼓基本保持在76%以上，方案5、6降低较快。烧结矿低温还原粉化指数（+3.15 mm）亦是如此，方案5、6较方案1-4下降幅度较大。

随着新西兰海沙配比逐步增加，烧结机利用系数逐步降低，但由于试验方案新西兰海沙配用比例较小，未造成严重影响。烧结矿产质量的降低主要因新西兰海沙TiO2含量较高，易生成CaO·TiO2液相，致使烧结矿脆性大，强度差，同时SiO2含量的降低及Al2O3含量的升高也一定程度影响烧结液相量减少，烧结混合料软熔点升高，共同作用影响烧结矿强度降低，小粒级比例增加。新西兰海沙含钛量高，钛熔点较高，烧结混合料形成黏结液相需要消耗更多热量，同步因烧结矿产质量的降低也直接影响到烧结矿燃耗逐步升高。

综合考虑新西兰海沙配用后对烧结矿产质量及燃耗影响、高炉对烧结矿质量接受程度、经济效益等因素，确定长钢烧结配加新西兰海沙比例不宜超过2.5%

3 结论

1）新西兰海沙为颗粒砂状磁铁矿，w(Tfe)约58%，w(TiO2)高达 8%左右，含有一定量 CaO、MgO，SiO2含量较低，但w(Al2O3)含量高达3.6%，同化温度高，液相生成量少，黏结强度低，冶金性能较同品位澳粉差。

2）以长钢烧结目前用料结构为基础，新西兰海沙逐步以小比例替代同品位澳粉，烧结矿转鼓强度、利用系数、低温还原粉化指数（+3.15 mm）均逐步降低，固体燃耗有所升高。

3）结合长钢高炉护炉需求及烧结低碱度生产实际，建议长钢烧结在新西兰海沙采购成本允许条件下长期配用该矿粉，配加比例不宜超过2.5%。