提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的生產(chǎn)實踐

提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的生產(chǎn)實踐孫沛勛;戴保才漲洪亮;程廣田;李曉華【摘要】結(jié)合安鋼原料條件和生產(chǎn)工藝狀況依據(jù)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析了FeO、A12O3、SiO2對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響，提出了相應的改進措施.通過控制原料鋁硅比，調(diào)整原燃料結(jié)構(gòu)，合理配加高硅礦石，確定了燒結(jié)礦成分控制范圍，為生產(chǎn)提供了參考，提高并穩(wěn)定了燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù).【期刊名稱】《河南冶金》【年(卷)，期】2014(022)003【總頁數(shù)】3頁(P35-37)【關(guān)鍵詞】燒結(jié);轉(zhuǎn)鼓指數(shù);生產(chǎn)實踐【作者】孫'沛勛;戴保才漲洪亮;程廣田;李曉華【作者單位】安陽鋼鐵股份有限公司;安陽鋼鐵股份有限公司;安陽鋼鐵股份有限公司;安陽鋼鐵股份有限公司;安陽鋼鐵股份有限公司【正文語種】中文0前言燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性直接影響到整個鐵前系統(tǒng)的成本和生產(chǎn)穩(wěn)定，其冷態(tài)強度是生產(chǎn)過程中一項重要指標。安鋼各燒結(jié)系統(tǒng)的供料方式存在差異，受場地限制，部分機組沒有二次混勻料場，被迫采用單品種鐵料配礦的生產(chǎn)工藝，在這種條件下原料的理化指標波動較大，對燒結(jié)礦質(zhì)量造成了較大影響。為了穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量，提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)，從燒結(jié)礦成分入手，結(jié)合燒結(jié)杯試驗數(shù)據(jù)，針對不同階段的燒結(jié)礦質(zhì)量指標進行對比分析，尋找FeO、SiO2、Al2O3等組分對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響，為生產(chǎn)提供合適的成分控制范圍，達到穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量，降低成本，促進高爐順行的目的。1概況2013年3月份以來，燒結(jié)系統(tǒng)配加的鐵礦石以南非粉、巴西粉、澳大利亞褐鐵礦粉為主，同時根據(jù)來料情況以及質(zhì)量要求，搭配使用加精粉、國內(nèi)酸性精礦、俄羅斯精粉等進行調(diào)節(jié)，原料配比結(jié)構(gòu)調(diào)整幅度較小，燒結(jié)性能相對穩(wěn)定。部分進口礦石成分見表1。表1進口礦石成分Zn/%俄羅斯精粉礦種TFe/%SiO2/%Al2O3/%S/%P/%K2O/%Na2O/%63.911.021.890.220.050.040.040.03加精粉65.744.650.580.070.0190.010.030.01南非粉63.346.311.740.030.050.210.020.01澳褐58.994.211.810.020.060.020.020.03巴西粉63.783.891.30.030.460.020.010.01在這種原料條件下，收集3月份至12月份燒結(jié)礦化驗成分數(shù)據(jù)，繪制出FeO、SiO2、Al2O3等組分對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響趨勢圖。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)點的落點范圍、密集程度和相關(guān)性等，結(jié)合張金柱［1］、李光森［2］、江正［3］等實驗研究結(jié)論對各個因素之間的相關(guān)性進行分析，用反推的方法確定適宜的燒結(jié)礦成分指標控制范圍。2影響轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的因素分析SiO2對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響SiO2是液相生成的基礎(chǔ)，對燒結(jié)礦的固結(jié)成型具有重要作用。適當降低SiO2含量可減少高爐渣量和能耗，改善燒結(jié)礦的還原性和高溫冶金性能。但SiO2含量過低，燒結(jié)過程中產(chǎn)生的液相量少，燒結(jié)礦強度變差，低溫還原粉化加劇。實際生產(chǎn)過程中燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)與SiO2的相互關(guān)系如圖1所示。圖1SiO2對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響趨勢由圖1可以看出，當SiO2>4.4%時，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)均維持在較高水平(281%),4.4%-4.7%之間相對密集，數(shù)據(jù)更加集中。以整體趨勢觀察，SiO2>4.4%時，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)隨著SiO2的含量升高而升高。實驗研究表明，在高堿度(R>1.8)、CaO含量一定的情況下，SiO2含量對鐵酸鈣的形態(tài)起到?jīng)Q定性的作用，SiO2含量很低時只能形成塊狀鐵酸鈣，X射線分析其化學式為CaO?2Fe203。SiO2含量>3%時，鐵酸鈣明顯由塊狀向針狀發(fā)展，隨SiO2含量增加，逐漸變?yōu)閺秃闲歪槧铊F酸鈣(SFCA)。液相中針狀鐵酸鈣含量增加，流動性改善，反應更為充分，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)明顯提高。由于原料條件限制，目前部分機組燒結(jié)礦SiO2含量偏低，應將SiO2含量提高至4.4%以上。同時，在堿度相同條件下，當SiO2含量>6%時，液相中強度高的針狀鐵酸鈣比例將降低，燒結(jié)礦在高負壓下易形成薄壁大孔結(jié)構(gòu)，導致轉(zhuǎn)鼓指數(shù)下降，生產(chǎn)中需要對其上限進行控制。FeO對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響研究和生產(chǎn)實踐表明，適當提高FeO含量，可保證燒結(jié)礦中生成足夠的液相，有利于改善燒結(jié)礦強度。FeO含量的高低主要取決于原料配碳量，提高配碳量，燒結(jié)料層的還原性氣氛增強，有利于FeO的生成，考慮FeO過高對燒結(jié)礦還原性能和能耗的影響，應控制在合理的區(qū)間內(nèi)。實際生產(chǎn)過程中燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)與FeO的對應關(guān)系如圖2所示。圖2FeO對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響趨勢由圖2可以看出，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)>80%時，F(xiàn)eO集中在7%~8.5%的區(qū)間，其中以7%-7.5%最為密集;FeO含量在7.5%-8.0%時，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)均維持在較高的水平(81%左右)，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)隨著FeO含量的增加有上升趨勢。研究表明：增加配碳量提高了焙燒過程中的燃燒溫度，還原氣氛增強，形成的鐵橄欖石粘結(jié)相增多，在一定范圍內(nèi)，起到了改善強度的作用。當配碳量過多或過少時，都會帶來一系列負面效應。過多時，燒結(jié)溫度高，燃燒帶變寬，透氣性惡化，不利于針狀鐵酸鈣的形成，燒結(jié)礦的還原性能變差;過低時，液相量不足，鐵礦石的結(jié)晶程度不充分，礦物組成玻璃質(zhì)粘結(jié)相增多，造成燒結(jié)礦多孔洞，強度差，成品率下降。因此，合理配碳量的選擇，應根據(jù)具體的原料條件以及改善燒結(jié)礦性能進行綜合考慮，在保證燒結(jié)礦強度的基礎(chǔ)上，將FeO控制在7%~8%左右。AI2O3對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響關(guān)于AI2O3對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響，目前存在許多不同的觀點。依據(jù)本廠數(shù)據(jù)分析，其對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響并非線性關(guān)系，根據(jù)不同的原料條件情況，轉(zhuǎn)化的節(jié)點存在一定差異，但是總體趨勢是一致的。實際生產(chǎn)中燒結(jié)礦AI2O3含量與轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的相互關(guān)系如圖3所示。圖3AI2O3對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響趨勢由圖3可以看出，當轉(zhuǎn)鼓指數(shù)大于80%時，AI2O3集中在1.8%-2.2%之間，在該區(qū)間內(nèi)，以AI2O3含量2.0%為節(jié)點。含量低于2.0%時，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)隨著AI2O3含量增加而小幅度改善。分析認為：當AI2O3含量較低時，燒結(jié)礦的礦物組成比較復雜，粘結(jié)相除了有CF外，還有C2F,C2S，增加AI2O3含量可以促進鐵酸鈣的生成，抑制了燒結(jié)礦中正硅酸鈣的形成，從而改善了燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù);當其含量高于2.0%后，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)出現(xiàn)下行趨勢。這時，燒結(jié)礦中玻璃質(zhì)增加，液相粘度升高，使燒結(jié)礦的致密性受到抑制，形成細的粘結(jié)鍵和大量孔洞結(jié)構(gòu)，使得燒結(jié)礦在冷卻過程中受到多種應力的作用而產(chǎn)生裂紋，導致燒結(jié)礦碎裂，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)變差。當燒結(jié)礦中AI2O3含量超過2.2%時，在赤鐵礦中AI2O3的固溶量增加，促使Fe2O3再結(jié)晶，由粒狀向片狀發(fā)展，整個顆粒結(jié)合為片狀結(jié)晶態(tài)，F(xiàn)e2O3還原時產(chǎn)生的膨脹應力由較為分散變得相對集中，導致膨脹激烈化;另外，AI2O3含量的增加，在鐵酸鈣中A12O3的固溶量增加，促進了板狀鐵酸鈣的生成，而板狀鐵酸鈣在低溫下就開始還原產(chǎn)生應力，降低了燒結(jié)礦抵御裂紋擴展的能力，加劇了粉化的產(chǎn)生。若Al2O3含量超過2.2%后，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)可能低于80%。建議生產(chǎn)過程中將A12O3含量控制在1.8%-2.2%之間，保證轉(zhuǎn)鼓指數(shù)穩(wěn)定。3改進措施通過對實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，研究FeO、SiO2、A12O3等組分變化對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響，生產(chǎn)中采取了以下措施改善燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)。3.1合理配加高硅礦石通過對比可以看出，SiO2是影響燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的主要因素，增加SiO2含量對提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)最為有效。生產(chǎn)過程中，根據(jù)配料計算，適當增加了南非粉、巴西粗粉等高硅礦的原料配比，同時配加性價比較好的高硅非主流礦。通過不同硅含量原料進行合理搭配，將SiO2含量從目前的4.5%左右提高至4.8%以上，同時將上限控制在6%以下。生產(chǎn)表明：燒結(jié)礦液相生產(chǎn)能力明顯提高，液相量增加，成品燒結(jié)礦性能改善。3.2調(diào)整原燃料結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中，F(xiàn)eO含量高低直接受原料條件以及燃料條件的影響。首先，調(diào)整原料中精礦和粉礦的比例，提高磁鐵礦配比，增加混合料中的原始FeO含量。其次，嚴格控制燃料粒度，避免燃料粒度過大或過粉碎，保證合理的粒度組成，保持燒結(jié)過程適當?shù)倪€原性氣氛以及較長的高溫保持時間，在不增加燃料消耗的同時改善燃料質(zhì)量。通過以上措施，生產(chǎn)中將燒結(jié)礦FeO含量控制在7%~8%范圍，保證燒結(jié)礦強度滿足高爐強化冶煉要求。3.3控制原料鋁硅比燒結(jié)礦中的A12O3含量對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響呈現(xiàn)非線性特征，生產(chǎn)中應對鋁含量的上下限進行控制。目前各燒結(jié)系統(tǒng)的原料條件存在差異，對于鋁含量相對較高的機組，降低了部分高鋁澳礦的配加比例。同時在其他機組配加部分性價比較高的高鋁非主流礦。在提高Al2O3含量的同時，將燒結(jié)礦中的鋁硅比控制在0.1~0.4，以促進針狀鐵酸鈣液相的形成，提高燒結(jié)礦的強度以及還原性，滿足高爐需求。4改進效果2014年1月份以來，通過在生產(chǎn)操作過程中不斷改善原燃料結(jié)構(gòu)、合理搭配礦石品種，將影響燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的相關(guān)組分控制在合理范圍內(nèi)。生產(chǎn)過程中燒結(jié)機操作條件明顯改善，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高并呈現(xiàn)逐月上升的趨勢。一季度燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)如圖4所示。圖4一季度燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)2014年一季度轉(zhuǎn)鼓指數(shù)平均值為80.89%，比2013年全年平均值79.68%提高了1.21個百分點。1月份、2月份、3月份轉(zhuǎn)鼓指數(shù)分別為80.49%、80.89%、81.28%，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)逐月提高，燒結(jié)礦冷態(tài)強度以及冶金性能均有不同程度改善。在轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高的同時，由于成品燒結(jié)礦中的SiO2含量增加，燒結(jié)礦粒度組成優(yōu)化，高爐料柱整體透氣性改善，氣流分布均勻，高爐順行情況良好。在保證爐渣性能的基礎(chǔ)上，適當提高A12O3控制上限，為燒結(jié)系統(tǒng)配加經(jīng)濟性好的高鋁礦粉提供了有利條件。在改善燒結(jié)礦冶金性能的同時大幅度降低了高爐原料成本，實現(xiàn)了優(yōu)化操作和降低成本的有機結(jié)合。5結(jié)語通過對比分析SiO2、FeO、A12O3等組分含量對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響，應適當提高燒結(jié)礦中的A12O3、SiO2含量，穩(wěn)定FeO含量。生產(chǎn)過程中通過合理配加性價比較高的高鋁礦、高硅礦，將燒結(jié)礦鋁硅比控制在0.1~0.4，為還原性好，強度高的針狀鐵酸鈣粘結(jié)相的形成創(chuàng)造了有利條件。同時，優(yōu)化燃料粒度組成，減少燃料中的大顆粒、避免過粉碎，保證了燒結(jié)料層具備適當?shù)倪€原性氣氛和適宜的高溫持續(xù)時間。實踐表明，通過采取上述措施，在降低原燃料結(jié)構(gòu)成本的同時