烧结配用加拿大赤铁精矿试验研究与实践

熊德怀，钱章秀，张晓萍，陈东峰

（1.马鞍山钢铁股份有限公司技术中心；2.安徽冶金科技职业学院 安徽马鞍山 243002）

随着钢材、铁矿石“两头”市场的大幅波动，钢企竞争日趋激烈，降本增效是生存之本，而降本的关键在烧结原料成本，一般原料成本占烧结矿总成本的80%左右［1］。 为了降低烧结原料成本，充分拓展铁矿石资源，近几年来某公司一直在开发新矿种配矿及应用技术，扩大非主流矿配用比例。 实践证明，降低原料成本所创效益与高炉降低燃料比相比更容易做到，尤其是在炉况相对不稳定情况下［2］。

非主流矿一般具有粒度不均匀且偏细，有害元素多，吸水性差等特点［3］。 尤其加拿大赤铁精是铁矿石市场上一种高铁低铝的优质铁精矿，但其亲水性弱、制粒性能差。 因此，应对其进行深入的配矿和试验研究，确定合理配比，以降低烧结配用加拿大赤铁精带来的不利影响。 为此，某公司开展了加拿大赤铁精烧结性能试验研究及工业生产应用研究。

1 原料理化性能分析

部分试验用铁矿石化学成份列于表1。 由表可见，加拿大赤铁精矿全铁品位较高，达到65.79%；SiO2含量为4.16%；Al2O3含量在所有进口矿中处于最低水平，仅为0.27%。

表1 部分试验用铁矿石化学成份（%）

铁矿石的粒度组成采用干法筛分测定，结果见表2。 可以看出：加拿大赤铁精平均粒径比其它进口烧结粉矿细，仅比自产姑精略粗，平均粒径仅为0.31 mm，是0.5 mm－0.074 mm 的粒级含量高达78.11%，该粒度区间从造球理论上分析，为典型不易制粒粒级，再加上其亲水性弱，分析认为该矿制粒性能更差［4］。

表2 试验用铁矿石粒度组成测定情况（%）

2 烧结杯试验研究

2.1 试验方案

为研究加拿大赤铁精的烧结性能，开展了三组烧结杯配矿试验。 加拿大赤铁精同化温度高，矿化能力差，流动性较好，粘度相强度较高［5］－［6］，较NM、南非粉具有互补性。 故设计试验方案为：第1组为基准组，与近期烧结混匀矿配矿方案相近。 与基准组比较，第2 组混匀矿中加拿大赤铁精替代5%的NM；第3 组混匀矿中加拿大赤铁精替代5%的南非粉。 各组试验混匀矿配矿方案见表3。

表3 试验混匀矿配矿方案（%）

所有试验的生石灰配比为3.0%，焦粉配比为4.4%，返矿配比为28%。 试验使用石灰石调整烧结矿CaO 含量，用白云石调整烧结矿MgO 含量。烧结试验计算碱度为1.95，SiO2含量为5.0%，MgO含量为2.0%。

2.2 试验结果及分析

试验结果列于表4、表5、图1。

图1 烧结试验结果对比

表4 各组烧结杯试验指标

表5 试验烧结矿低温还原粉化性能测定结果

由图1（a）可知，与基准组比较，用5%的加拿大赤铁精分别替代NM 和南非粉后，垂直烧结速度变慢，烧结生产率下降，这主要是因为加拿大赤铁精粒度较细，制粒性能较差，影响了烧结料层透气性。 另，南非粉相较粒度更粗，与加拿大赤铁精反差较大，因此以加拿大赤铁精替代南非粉后烧结生产率降低更明显。

由图1（b）可知，与基准组比较，用5%的加拿大赤铁精分别替代NM 和南非粉后，转鼓指数均上升，成品率提高，固体燃耗下降。 这主要是因为烧结速度变慢后，烧结过程反应更充分，从而提高了烧结矿质量。

由表5 可以看出，与基准组比较，用5%的加拿大赤铁精替代NM 和南非粉后，烧结矿的低温还原粉化指数RDI＋3.15下降，磨损指数RDI－0.5无明显变化。 综合来看，以替代NM 效果更好。

3 工业生产实践

基于烧结杯试验结果，在烧结机上开展了加拿大赤铁精的工业生产实践，在156＃、157＃混匀矿堆配用约5%的加拿大赤铁精。 烧结技术质量指标对比见表6。

表6 烧结技术质量指标对比

从表6 看出，与配用155＃堆比较，配用156＃、157＃堆混匀矿时大烟道负压小幅升高，烧结机机速略有降低。 这主要是加拿大赤铁精粒度较细，混匀制粒性差，影响烧结料层透气性。

156＃、157＃堆烧结矿的转鼓强度、成品率上升，但幅度不大，平均粒度也略有上升，说明烧结配用小比例的加拿大赤铁精对生产影响小，且在低机速生产的情况下，指标还略有上升。

配用加拿大赤铁精后，烧结矿TFe 含量上升，Al2O3含量下降，高铁低铝的烧结矿有利于高炉顺行及节能降耗。

4 结论

加拿大赤铁精全铁品位较高，达到65.79%；Al2O3含量较低，仅为0.27%，平均粒径为0.31 mm，不易制粒粒级占比高，制粒性能差。

烧结杯试验结果表明，用5%的加拿大赤铁精分别替代NM 和南非粉后，垂直烧结速度变慢，烧结生产率下降，南非粉降低更明显；同时，烧结矿转鼓指数均上升，成品率提高，固体燃耗下降；烧结矿的低温还原粉化指数RDI＋3.15下降，磨损指数RDI－0.5 无明显变化。 综合来看，以加拿大赤铁精替代NM 效果更好。

工业生产实践表明，烧结配用5%的加拿大赤铁精，烧结机大烟道负压小幅升高，机速略有降低，说明烧结配用小比例的加拿大赤铁精对生产影响小，能提高烧结矿全铁品位，降低Al2O3含量，有利于高炉顺行及节能降耗。