高鋁礦燒結生產實踐

曹繼禮，成昌省，毛友莊，何劍飛

（山鋼集團萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

高鋁礦燒結生產實踐

曹繼禮，成昌省，毛友莊，何劍飛

（山鋼集團萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

研究了高鋁礦物理化學性能，為了降低燒結礦成本，將其配入到山鋼集團萊蕪分公司煉鐵廠265 m2燒結機上使用。介紹了高鋁礦對燒結礦的影響，通過優化配礦、端部料返回、提高FeO值、增加布料料層厚度等措施，使燒結機平穩生產，滿足了高爐對燒結礦的質量要求。

高鋁礦；燒結；生產；實踐

1 引言

近年來，鋼鐵業受到了嚴重的經濟危機，原料價格上漲、鋼材價格持續低迷等等，為保生存求發展，各企業不斷降低生產成本，提高企業效益。在燒結生產中，礦料結構是決定燒結礦質量重要條件，礦料成本約占燒結總生產成本的80%。近年來由于國內鐵礦資源嚴重不足，大量進口處于壟斷價格的國外鐵礦粉，供求關系日趨緊張，給燒結配料降本增效帶來困難。使用新礦種，推行經濟配料，是降低礦料成本、應對鋼鐵企業危機的關鍵途徑。高鋁礦A具有較高的價格優勢，在原料中增加配比降本增效明顯。

2 高鋁礦物理化學性能實驗研究

2.1 對高鋁礦A取制樣，化驗成分

高鋁礦A為低硅高鋁褐鐵礦。高鋁礦成分見表1。

表1 高鋁礦A成分

2.2 高鋁礦A的粒度等物理指標

高鋁礦A雖然定義為粗粉，但實際為塊礦和粉礦的混合礦，且粒度波動較大。由于高鋁礦A含水量偏大，礦料黏性大，為降低生產成本，沒有對高鋁礦A進行分級和破碎，而是直接配加到燒結混勻料堆中使用。高鋁礦A平均粒度組成見表2。

表2 高鋁礦A平均粒度組成

2.3 熔滴性能實驗

對高鋁A礦做了熔滴性能實驗，熔滴性能結果見表3。

表3 高鋁A礦軟融滴落性能

通過實驗可以看出高鋁礦A的軟熔區間較大，明顯高于常用澳礦、巴粗等主要礦種，相差溫度達到150～200 ℃[1]。

2.4 高鋁礦燒結杯實驗

在掌握了高鋁礦A的物理化學性質后，為了更有效地研究對燒結生產的影響，進行了工業試驗前的燒結杯實驗，燒結礦堿度均按2.0進行控制，燒結礦中MgO含量控制在2.3%左右，采用直徑Φ200 mm燒結杯，布料料層厚度530 mm，鋪底料500 g，混合機為Φ500 mm×1 200 mm圓筒混合機，混合時間2 min，混勻料水分控制在7.6%。

通過多次單燒實驗，均未生成燒結礦。實驗結果原因分析：高鋁礦A由于大顆粒塊狀物過多，點火后燒結負壓低，燃料燃燒速度太快，燃燒層高溫保持時間過短，導致液相生成量少，沒有形成鐵酸鈣體系，無法順利形成燒結礦，盡管增加燃料配比至5.5%，但70%的燒結料還以生料形態存在。結果證明，單燒高鋁礦A難以形成燒結礦。

3 高鋁礦對燒結生產的影響

在實際工業生產中，因為燒結杯實驗單燒高鋁礦A沒有形成針狀鐵酸鈣體系的燒結礦，所以沒有直接在原料中配加太高比例的高鋁礦A，而是按照2%～10%之間的比例循序漸進地配加到燒結原料中的，通過生產實踐，不斷總結分析，慢慢增加配入比例。燒結礦各項物理化學指標對比見表4、表5。

表4 燒結混勻料中配入不同比例高鋁礦A的燒結礦成分平均值

表5 燒結混勻料中配入不同比例高鋁礦A的燒結礦物理指標平均值

隨著高鋁礦A配入比例的不斷增加，燒結礦中的鋁含量不斷增加，為了適應高爐爐渣鋁含量≤16%及爐渣流動性的要求，燒結礦品位略有降低，硅鎂含量有所增加。對燒結礦工藝的主要影響有：

3.1 物理指標變差

燒結礦中含有一定量的Al2O3有利于四元系針狀交織結構鐵酸鈣的形成，可以提高燒結礦強度；但Al2O3太高時，則有利于玻璃質的形成，對燒結礦的強度和低溫還原粉化性能不利[2]。當高鋁礦A配入比例增加到5%以上時，燒結礦中鋁含量達到2.3%以上，鋁含量增加造成燒結礦中針狀鐵酸鈣數量減少，使燒結礦強度明顯下降，轉鼓指數、篩分指數等物理指標大幅降低，燒結礦粉末率增加，返礦增多。返礦內部循環量由原來的28%增加到35%左右，成品率的降低導致燒結機日產量降低，水單耗電單耗升高，燒結總成本升高。

3.2 燒結礦中含有生礦

萊鋼265 m2燒結機布料厚度一般為760 mm，一個料面運行時間約為40 min，所以燃燒層高溫保持時間大約有3～4 min。由于高鋁礦A鋁含量較高，軟熔點922 ℃，很多塊狀礦石來不及軟化生成液相，燃燒層即已經燒結完成，向下移動，導致燒結礦中存在大量高鋁礦A的生礦，外表顏色由原先的黃色經燒結后變為略顯紅色。大量高鋁塊礦存在于燒結礦中，實際上并未參與燒結過程，浪費大量燃料，而且極易造成燒結礦取樣偏差。

3.3 燒結礦化學指標波動大

高鋁礦A含鐵品位為57%左右，大量配入，勢必造成燒結礦品位下降。同時，由于大量不能燒結的塊礦存在于混勻料中，且數量未知，致使白灰配加量、白云石配加量、燃料配加量均有更大的誤差，燒結礦成分波動較大。配加高鋁礦A后燒結礦化學指標合格率降低了5%左右。

3.4 燒結礦冶金性能

對燒結礦冶金性能也產生較大影響，RDI（+3.15）指數配入高鋁礦A之前平均為73.47，配入之后平均為71.09，爐內粉末量增加，惡化了高爐料層透氣性，對高爐冶煉產生較大的影響。

4 應對措施

4.1 加強配料控制，精準預測燒結原料成分

在配料之前，預測燒結礦成分，適當調整原料結構。結合燒結生產適應能力及工藝改進，不斷增加高鋁礦A的配入量。在成本受控的前提下，配料時優先使用其它低鋁礦資源，使混勻料中的鋁含量不至于升高太多。由于高鋁礦A僅是有害雜質鋁含量較高，其它有害元素含量較低，所以在爐渣中的鋁含量不超過16%時，對生產是較為有利的。

優化各種礦料，保證硅含量既能平衡燒結礦堿度，又能滿足高爐造渣的雙重需要。MgO含量控制在2.4%～2.7%之間，提高爐渣流動性，但要避免MgO過高影響燒結礦強度和品位。精準配料及預測，使生產處于受控狀態，有利于燒結克服燒損增大、硅鋁鎂含量升高等帶來的不利影響，保證了燒結礦強度、粒度等物理指標。

4.2 混勻料堆端部料返回

鐵礦粉經一次料場到二次料場混勻造堆時，規定最少布料層數為400層以上。考慮到效率因素，布料料流可以在600～700 t/h之間調整。由于在料堆端部時堆料機返回點不能精確定位，料堆端部料成分波動較大，粒度偏析較為嚴重，必須返回料堆處理，不能直接作為燒結原料使用。根據料堆的大小，兩端端部料共返回約1 000～2 000 t，由此提高了混勻料堆成分的均勻性，較大程度地減輕了換堆期間生產的波動。

4.3 清除部分塊礦

為了盡可能清除掉混勻料中的高鋁塊礦，對料堆取樣方式也做出了適當的調整。混勻料堆每跨長約300 m，寬度30 m。原料經過配料造堆后，在二次料場混勻料堆會由于生礦塊的偏析作用，塊礦從堆頂滾落，集中在混勻料堆底部，其中寬度方向底部兩端塊礦最為集中，約厚1 m。在取料機取料時，留下料堆橫向兩端各1.5 m的塊礦層，由斗車集中汽運后破碎處理，大約可以減少30%的塊礦進入燒結混勻料中，減輕了對燒結生產的影響，節約了燃料等消耗。

4.4 提高燃料配加量

高鋁礦A粒度較大，燒結燃燒層無法使之軟熔，生成的液相量又不足以包裹大顆粒的塊礦，塊礦反而影響液相的發展，造成燒結礦強度差，粉末量增加。生產中適當提高燃料配加量，使燒結礦FeO值處于8.5～10.0之間。燃料增多提高了燃燒層溫度和厚度，延長了高溫保持時間，液相量增多，使高鋁礦-15 mm以下粒級礦粉基本同化于燒結礦中，燒結礦強度等物理指標得到很大改善。

4.5 減少漏風率，提高布料料層厚度，減小燒結機機速

每臺燒結機工藝參數穩定，原料條件一定時，布料料層厚度也有一個確定值，此時的燒結機生產處于最佳狀態。

厚料層使料層高溫帶寬度相應增加，改善了礦物的結晶條件，因而燒結礦強度及成品率上升，增加了產質量。其次，料層升高，料層自動蓄熱能力增加，提高了燒結最高點溫度水平及高溫保持時間[3]。厚料層對高鋁礦燒結作用明顯，為了使布料厚度增加，對影響漏風率的設備進行了改造。

燒結機主要漏風部位是在臺車滑板與滑道、臺車與臺車之間、風箱系統管道、電除塵系統墻體破損部位等處，這些部位的漏風占總漏風量的80%以上。為了減少滑板漏風，更換了部分漏風嚴重的臺車滑板，并且改造了燒結機潤滑系統，優化自動給油時間，有效降低了漏風率；電除塵器和風箱系統管道漏風，增加日常維修維護力度，定修期間集中焊補更換。采取這些措施后，燒結機漏風率有一定程度的降低。

同時，在保證燒結礦產量的前提下，適當降低燒結機機速，加強料溫、水分、堿度、布料、點火等工藝控制，為厚料層燒結提供條件。料層布料厚度由原來的760 mm增加到800 mm。措施執行前后燒結礦指標對照見表6。

表6 措施執行前后燒結礦指標對照表

5 小結

通過精確配料，提供了成分均勻且合理的含鐵混勻料。改進取料機取料方式，去除了一定量的塊礦。提高燒結混勻料燃料配加量，減少漏風率，提高布料料層厚度，適當減小燒結機機速等措施的實行，使燒結生產各項指標明顯改善，原料配料時的高鋁礦A最高配入量達到15%以上，燒結礦產質量保持穩定，滿足了高爐生產的需要。

[1] 張明，姬光剛，張均賓，等.萊鋼1 000 m3高爐高鋁礦冶煉實踐[J].山東冶金，2013（4）：3-4.

[2] 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版社，2008：32.

[3] 曹繼禮.萊鋼4#265 m2燒結機節能降耗實踐[J].冶金能源，2012（4）：19-21.

Practice of High Aluminum Content Ore Sintering

CAO Ji-li, CHENG Chang-sheng, MAO You-zhuang and HE Jian-fei
（Iron-making Plant, Laiwu Subsidiary, Shagang Group, Laiwu, Shandong province 271104, China）

The paper studies the physical and chemical properties of high aluminum content ore. In order to reduce the cost of sinter ore, the said ore is blended and used at 265m2sintering machine at Ironmaking Plant, Laiwu Subsidiary, Shagang Group. The influence of high aluminum content ore on sinter is described. By optimizing ore blending and end material return, increasing FeO value and adopting high bed sintering, sintering machine produces smoothly and stably, meeting the requirement by blast furnace on sinter quality.

high aluminum content ore; sintering; production; practice

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.05.002

2014-01-28

2014-02-19

曹繼禮（1984—），男，安徽人，工程師，主要從事技術管理工作。