提高低硅燒結礦強度的生產(chǎn)實踐_圖文

1、第15卷第5期2005年5月中國冶金China MetallurgyVol.15,No.5May 2005作者簡介:曹金祥(19782,男,大學本科,助理工程師;E 2m ail :lgcjx ;修訂日期:2005203222提高低硅燒結礦強度的生產(chǎn)實踐曹金祥,魏繼忠,丁軍(新臨鋼鋼鐵有限公司燒結廠,山西臨汾041000摘要:新臨鋼燒結廠通過采取優(yōu)化原料結構、提高燒結礦堿度、控制MgO 含量等措施,使低硅燒結礦強度指標得到提高,并滿足了高爐生產(chǎn)的需要。關鍵詞:鐵酸鈣;轉鼓強度;礦物組成;低硅燒結礦中圖分類號:TF703.5文獻標識碼:A 文章編號:100629356(2005052001724

2、Operating Practice on Improving Low Silica Sinter StrengthCAO Jin 2xiang ,WEI Ji 2zhong ,DIN G J un(New Lingang Iron and Steel Co.Ltd.,Sintering Factory ,Linfen 041000,China Abstract :A series of measures such as optimizating raw material structure ,improving sinter basicity ,controlling MgO content

3、 etc.have been adopted in sintering factory of lingang.As a result ,the low silica sinter strength is improved and it can meet the needs of BF production.K ey w ords :calcium ferrite ,tumble index ,composition of iron 2bearing charge ,low silica sinter新臨鋼燒結廠現(xiàn)有2臺24m 2燒結機、1臺36m 2燒結機,年產(chǎn)燒結礦143萬t ,利用系數(shù)21

4、02t/(m 2h 。近年來,隨著精料方針的推廣,燒結礦SiO 2含量逐年降低,進入2004年SiO 2的質量分數(shù)降到4175%,引起燒結礦強度變差,且影響高爐透氣性。為解決這一難題,燒結廠通過優(yōu)化原料結構,研究、分析原料物化性能和燒結礦礦相等措施,使低硅燒結礦轉鼓強度從69113%提高到74167%,為高爐利用系數(shù)達410t/(m 3d 打下良好基礎。1低硅對燒結礦強度的影響燒結礦中SiO 2含量對燒結礦產(chǎn)量和質量有明顯影響:隨燒結礦中SiO 2含量降低,燒結礦轉鼓強度和燒結機利用系數(shù)幾乎成線性關系下降1,2。其主要原因是燒結礦中SiO 2含量下降,在燒結堿度一定時加入CaO 減少,燒結礦中

5、生成液相量減少,礦物顆粒間僅靠點接觸連接,呈分散狀結構,故影響燒結礦強度,同時生產(chǎn)率有所下降。2提高低硅燒結礦強度的實踐2.1優(yōu)化原料結構燒結廠近年來使用的主要含鐵物料、熔劑、燃料化學成分見表1。從表1看出,無論進口礦粉還是本地精礦粉,均為高鐵低硅礦,配料中增加其配比均可起到降硅作用,因此在生產(chǎn)中必須采取提高低硅燒結礦強度的生產(chǎn)措施。表1原料和燃料化學成分礦種w (TFe /%w (FeO /%w (SiO 2/%w (CaO /%w (MgO /%w (Al 2O 3/%w (S /%w (P /%燒損/%0.0031.26伊朗67.7722.000.940.960.1882.73注:焦粉中

6、固定碳質量分數(shù)80123%。其化學成分均為灰分中質量分數(shù)燒結廠主要使用含鐵物料、燃料、熔劑組成燒結混合料,料種選擇、料比搭配不僅影響混合料的成球性能,而且影響燒結礦產(chǎn)量和質量。新臨鋼燒結廠根據(jù)長期實踐經(jīng)驗并結合多次燒結杯實驗結果,確定出適合自身條件的燒結料結構及配比(表2。2.2提高燒結礦堿度效提升,溫度對于固相反應產(chǎn)物的出現(xiàn)比反應物相互作用時間長短有較大影響。在熔劑性燒結礦中,SiO 2與CaO 的化學親和力比Fe 2O 3大得多,但由于Fe 2O 3含量較高,則CaO 2Fe 2O 3大量形成。固相反2003年,燒結廠在北京科技大學做了堿度為1185和211倍的燒結礦礦相分析(表3,發(fā)現(xiàn)隨

7、燒結礦堿度的升高,燒結礦礦物組成中SFCA 含量明顯增多,玻璃相和殘余脈石減少,燒結礦強度升高;C 2S ,Fe 2O 3含量也有所增加,但燒結礦低溫還原粉化指數(shù)變化不明顯,主要是C 2S 以小粒狀和細針狀分布在交織熔蝕結構之間,赤鐵礦以原生赤鐵礦較多。R =1185倍時,燒結礦的組成結構主要是以磁鐵礦與SFCA 形成的交織熔蝕結構為主,磁鐵礦與SFCA 相形成的熔蝕結構和磁鐵礦與玻璃相形成的粒狀結構為輔。有大片液相渣池,部分液相渣池中SFCA 和C 2S 形成共晶,從玻璃相中析出;部分液相渣池中C 2S 與磁鐵礦形成共晶,從玻璃相中析出(見圖1、圖2,赤鐵礦比較少,很少數(shù)再生和原生赤鐵礦,原

8、生赤鐵礦外部還原為磁鐵礦,內(nèi)部殘留少數(shù)赤鐵礦。R =211倍時,燒結礦組成結構主要為磁鐵礦與SFCA 形成的交織熔蝕結構為主(圖3,偶見磁鐵礦與玻璃相形成的粒狀結構。SFCA 為主要粘結相,為針狀(圖4。玻璃相很少,存在于粒狀結構中和大粒赤鐵礦內(nèi)部。C 2S 以小粒狀和細針狀分布在交織熔蝕結構之間。表2燒結配料結構表礦種w (TFe /%w (CaO /%w (SiO 2/%燒損 /%水分/%原料費用/元配比/%兩山62.490.344.940. 8671270037澳礦63.77微 3.81 2.56 2.580420巴西66.470.22 1.96 1.20 2.585210鋼渣14.44

9、46.1814.13 2.12 3.0153石灰石048.32 2.9237.97 4.0553生石灰076.248.6210.301506焦粉3.260.947.2082.7393005表3燒結礦礦物組成Rw (Fe 2O 3/%w (Fe 3O 4/%w (SFCA /%C 2S玻璃相殘余脈石熔劑夾生轉鼓指數(shù)/%57505535512<168.6781.5M 2磁鐵礦;F 2SFCA ;共晶2SFCA 與C 2S 共晶圖1R =1185時的礦相結構M 2磁鐵礦;F 2SFCA圖2R =1185時的礦相結構81中國冶金第15卷 M 2磁鐵礦;F 2SFCA圖3R =2.1 時的礦相結構

10、M 2磁鐵礦;F 2SFCA圖4R =2.1時的礦相結構2.3控制MgO 含量高Fe 低硅w (SiO 2<5%條件下,燒結礦的主要粘結相是復合鐵酸鹽,此時MgO 含量增多不利于SFCA 的生成。由結晶學與礦物學的基礎理論得知:磁鐵礦中Fe 2+和Mg 2+離子半徑相近(Fe 2+=0183 A ,Mg 2+=0178A ,因此,Fe 2+和Mg 2+可相互取代,形成連續(xù)的完全類質現(xiàn)象。即在一定溫度下,Mg2+很容易進入磁鐵礦晶格中,取代Fe 2+并占據(jù)磁鐵礦晶格中Fe 2+空位,形成含鎂磁鐵礦(Fe ,Mg 2O 2Fe 2O 3。而其晶體結構基本不變,含Mg 磁鐵礦比Fe 3O 4穩(wěn)

11、定性好,阻礙Fe 3O 4氧化為Fe 2O 3,從而阻礙了SFCA 的生成,影響燒結礦的冷強度。目前本廠根據(jù)化驗室數(shù)據(jù),將MgO 含量控制在215%,但其接近3%時燒結礦強度變差。2.4適當控制燒結礦中FeO燒結礦中FeO 的質量分數(shù)是評價燒結生產(chǎn)的一項綜合指標,燒結礦中FeO 含量需根據(jù)自身工藝條件,通過工業(yè)試驗來確定。降低燒結礦中FeO 含量,能降低能耗,改善燒結礦的還原性,但FeO 含量降低又會使燒結礦的強度指標惡化、低溫還原粉化率提高、燒結成品率降低。提高燒結礦FeO 含量,可提高燒結成品率、轉鼓指數(shù)及燒結利用系數(shù),但會引起燒結礦固耗增加、燒結氧化氣氛減弱,且影響SFCA 的生產(chǎn)條件。

12、再進一步提高燒結礦中FeO 含量,燒結利用系數(shù)就會下降。2003年,本廠將FeO質量分數(shù)控制在7%8%,燒結礦轉鼓強度指標和同類企業(yè)相比,還存在一定的差距,僅為68171%。在提高低硅燒結礦強度過程中,根據(jù)生產(chǎn)實際情況并借鑒兄弟廠經(jīng)驗,將燒結礦FeO 質量分數(shù)提高到10%,燒結礦質量明顯改善,基本滿足了高爐需要。2.5適時補充鋼渣鋼渣主要成分為w (CaO =46118%,w (MgO =4177%,w (SiO 2=14113%。補充鋼渣意為提高燒結礦中SiO 2含量,沒有混勻料場,原料成分波動較大,燒結礦中SiO 2質量分數(shù)平均為4175%,波動范圍為4114%5197%。在燒結過程中,發(fā)

13、現(xiàn)燒結狀態(tài)變差、液相減少,SiO 2質量分數(shù)降低到4160%以下時,將通過補充鋼渣增加液相來達到提高燒結礦強度的目的,同時輔助以鋼渣中的MgO 抑制燒結礦低溫還原粉化率。2.6改善熔劑質量改善熔劑質量主要從兩方面做工作:一是,改善熔劑的化學性能,燒皮廠使用的熔劑主要是石粉和生石灰。石粉成分較穩(wěn)定,生石灰由公司自產(chǎn)機燒灰和外購民用灰組成。由于機燒灰主供煉鋼而造成燒結機燒灰嚴重不足,且CaO 質量分數(shù)僅為69114%,活性度較差,小于230mL 。在提高生石灰質量過程中,公司新建1座150m 3的石灰窯,緩解了機燒灰嚴重不足的問題,同時對進廠民用灰CaO 含量加大檢測力度,使生石灰CaO 質量分數(shù)

14、迅速提高到76124%。二是,控制生石灰粒度,生石灰+3mm 的粒級比例約占到18164%,<0.074mm 的占到30%以上,生石灰粒度兩級分化嚴重,造成生石灰螺旋經(jīng)常產(chǎn)生膨料現(xiàn)象,嚴重影響混合料水分的穩(wěn)定性,進而影響到燒結礦的產(chǎn)量和質量。因此,一方面在生石灰下料倉上安裝1套振打裝置,24h 進行振打,另一方面要求耐火廠對破碎機錘頭進行適時調整,生石灰下料的穩(wěn)定性比以前有較大提高。生石灰質量改善后,混合料成球性能明顯改善,成球率比以前增加512%,燒結料溫由原58提高到64,垂直燒結速度由23112mm/min 提高到24133mm/min ,日增產(chǎn)燒結礦8614t 。2.7提高料層厚

15、度,降低燒結機機速提高料層厚度后,蓄熱作用增強,燒結礦形成條件改善,液相的固化和熔體結晶更加充分,表層玻璃質減少。在提高低硅燒結礦強度過程中,燒結廠將3臺燒結機料層厚度平均提高15133mm ,機速平均降低0121m/min ,燒結氧化氣氛增強,SFCA 發(fā)展91第5期曹金祥:提高低硅燒結礦強度的生產(chǎn)實踐充分,燒結礦強度指標得到改善。2.8治理漏風(1針對燒結機頭尾漏風問題,改四連桿密封為柔磁性密封。(2針對箅條銷子漏風問題,采用去掉箅條銷子,使用自鎖箅條。(3針對臺車欄板與臺車欄板之間漏風問題,定期更換連接處漏風較大的部分臺車,同時在臺車連接處以貼布條方式減少漏風。通過治理漏風工作,燒結抽風

16、系統(tǒng)漏風率得到明顯改善,漏風率由以前的62155%降低到57123%,燒結機利用系數(shù)由1197t/(m2h提高到11993t/(m2h,固耗由60104kg/t降到58193kg/t。3生產(chǎn)效果近年來,燒結主要技術經(jīng)濟指標見表4。由表4可知,近幾年燒結礦品位在近幾年逐漸升高,SiO2含量下降較明顯,但燒結礦強度指標一直徘徊不前,甚至還有下降趨勢。2004年6月,針對低硅燒結礦強度較差問題,燒結廠通過采取一系列措施,使燒結礦轉鼓強度提高5107%,粒度提高2177%,堿度穩(wěn)定率提高10199%,品位穩(wěn)定率提高1%。表4燒結主要經(jīng)濟技術指標年w(TFe/%w(FeO/%w(CaO/%w(SiO2/

17、%w(MgO/%R粒度/%(+10mm強度/%TFe穩(wěn)定率/%R穩(wěn)定率/%4結論(1優(yōu)化配料結構是提高燒結礦品質的關鍵因素。(2在一定范圍內(nèi)提高堿度可增加SFCA含量,改變燒結礦礦相結構,提高燒結礦強度。(3選擇適宜MgO的含量可抑制燒結礦低溫還原粉化率,提高燒結礦冷強度。(4FeO的含量應根據(jù)原料條件、設備性能、工藝流程等情況,由試驗確定。(5增加鋼渣可增加燒結過程液相,達到提高燒結礦強度目的,同時可抑制燒結礦低溫還原粉化率。(6提高料層厚度、降低燒結機機速、治理漏風可提高燒結礦實物質量。參考文獻:1黃柱成,傅守澄.高堿度高氧化鎂高強度燒結礦成礦機理探討J.礦冶工程.1992,(12:87291.2左文亮,孫宗毅.寶鋼進口鐵礦燒結礦低溫還原粉化性能的研究R.專題報告.1981.(上接第9頁(8:527.3岑可法.中國能源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的若干問題R.昆明:全國能源與熱工2004學術年會,2004.11.4Boyen J L,Thermal Energy Recovery,John Wiley and SonsInc.,1980.5Gu