韶鋼進廠鐵礦粉堆密度應用探討

葉鵬 麻國曉 何榮福 吳銳濱

摘 要：本文就韶鋼進廠鐵礦粉品種的堆密度進行了大量試驗，試驗了多方面因素對結果造成的影響，分析了硫酸渣的摻入對燒結礦轉鼓強度的影響，探討了鐵礦粉堆密度作為檢驗技術條件的可行性。

關鍵詞：堆密度；硫酸渣；轉鼓強度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.016

在鋼鐵產能過剩、競爭加劇、產品轉型升級的行業新常態背景下，各鋼廠都在降低鐵成本方面下足功夫，韶鋼也一直通過配煤配礦方案的不斷優化來開展地方鐵礦資源“性價比”研究，去年以來一直在朝著“經濟爐料”方向努力，但目前進口礦價格單邊下滑、部分地方礦已逐漸喪失優勢價格。就地方礦資源而言，基本僅憑噸度價作為性價比優劣的評判依據，雖然也綜合了S、P、Al2O3、 SiO2以及Cu 、Zn、 As等有害元素含量，而且在生產組織方面也通過配礦方案嚴控此類有害元素含量以確保高爐穩定順利，但在采購以及燒結礦等源頭質量控制上的關注度和手段相對較弱。

根據市場調查，廣東及湖南等周邊地區各類化工企業年產生硫酸渣總量約在20萬噸左右， 因其原料粒度細，燒結過多配入會影響燒結料層透氣性；同時其雜質含量高，一般SiO2為7%～10%，S為1.2%～2.5%，P為0.03%～0.06%，影響燒結及鐵水質量，但從資源回收利用、進口礦價格高企、以及降低配礦成本的角度來說，硫酸渣經過選礦處理工藝提純，全鐵含量可高達63%以上，可進行一定的利用。

鐵礦石堆密度是指鐵礦石表征在常溫、自然堆積狀態下，在空氣中單位體積鐵礦石的質量，包括鐵礦石內部的和礦石之間的空隙在內。通過堆密度試驗，摸索行之有效的驗收技術條件，可為公司降本增效提供新的思路。

1 實驗部分

1.1 檢測裝置

300mm直尺、φ200×320mm樣桶、試樣鏟。樣桶所采用的金屬板為厚3mm不銹鋼板，保證在試驗中桶周圍和底部不變形。

1.2 樣桶容積測定方法

稱取試樣約3克，在壓樣機上以約8克硼酸鑲邊墊底壓制成餅樣；其壓制條件為：壓力30t，加壓時間20 s；壓制成直徑為38 mm的圓片。制備好的樣餅檢查其外觀無裂紋、試樣無脫落等現象后用吸耳球吹凈樣餅表面粉塵，于熒光光譜儀上測定。

1.3 樣桶容積測定方法

在樣桶中裝滿飲用水后稱重，減去樣桶皮重，利用水的密度為1g/ cm3的特性測定樣桶的容積（cm3）。測定3次，其最大值與最小值之差應小于10g，否則進行第4（第5、第6）次測定，直到最大值與最小值之差小于10g，取符合要求的3次測量平均值作為樣桶的容積。該樣桶標定后作為固定量具，在使用一段時間后應重新測量容積以防止樣桶變形對試驗精度造成影響。

1.4 測試程序

1）取送檢物料約30kg作為測試堆密度試樣，將試樣分若干份倒入大試樣盤內，試樣厚度不大于3cm，用烘箱干燥2小時至不成團，不沾盤。

2）干燥試樣放于室內自然冷卻至室溫（冬天放置20分鐘，夏天放置30分鐘以上）。

3）用試樣鏟離樣桶口50mm左右將冷卻后的試樣均勻倒入樣桶，裝料時注意防止偏析，待樣桶試樣滿至溢流后，用直尺刮平料面。此過程不能抖動樣桶，不能用手等下壓料面。

4）把裝滿試樣的樣桶放到電子磅秤上稱取重量，但不要造成試樣的散落和損失，減去樣桶皮重，得出試樣凈重g。

5）計算公式。堆密度（g/cm3 ）= 物料凈重（g）/樣桶容積（cm3）

6）使用同一容器，用另外的試樣再做一次，取平均值作為測試結果。

2 結果與討論

2.1 基礎數據及影響因素

依照以上程序對韶鋼進廠鐵礦粉進行堆密度試驗，得出以下試驗數據：

對表1試驗數據中有效結果進行折線圖分析，如表2所示：

從表2可看出，除了兩個配入了硫酸渣的地方配礦的結果之外，堆密度與TFe品位基本為正比例關系，TFe品位越高，堆密度值越大，所測得單次最小堆密度為揚迪精粉1.69 g/cm3，其品位為56.37%；單次最大為巴西粗粉2.34g/cm3，其品位為62.84%；品位最高的卡粉TFe：64.24%，堆密度2.24 g/cm3。試驗受以下因素影響：

1）試樣粒度：當大粒度物料存在時，對堆密度造成一定的波動，致密的大顆粒使堆密度偏大，蓬松的大顆粒使堆密度偏小。

2）礦種地質類型：不同礦脈TFe、SiO2等含量不同，堆密度不同。

3）操作手法、樣品是否烤干：當礦種資源穩定時，嚴格按照操作規程進行操作，樣品充分烤干，不會對結果造成過大的偏差。

2.2 試驗結論

1）硫酸渣堆密度一般為1.30 g/cm3，比一般鐵礦粉堆密度1.7～2.3 g/cm3至少低0.4 g/cm3。在未配入硫酸渣的情況下，TFe品位越高，堆密度值越大（非絕對線性關系）。

2）同一礦種堆密度不同時段測得的堆密度基本一致，試驗重復性較好，可證明該礦種資源穩定。

2.3 附加燒結礦轉鼓試驗

為了解地方配礦對燒結礦轉鼓強度的影響，附加了混勻礦粉不同配比對燒結礦轉鼓強度影響試驗，試驗數據如表3所示?？梢?，在混勻礦粉中地方配礦配入量越大，燒結機燒結轉鼓強度越低，配入混勻礦粉會對燒結料層透氣性、降低轉鼓強度產生一定的不良影響。

表3：地方配礦對燒結礦轉鼓強度的影響折線圖分析

3 總結

從以上試驗數據的分析，我們可以清晰的看到，堆密度可以反映鐵礦粉的TFe基本特征，可以有效驗證礦粉中是否摻入了非原礦類物質如硫酸渣等。將堆密度測定結果作為地方礦采購技術標準或結算條款，合理劃定堆密度界線，可實現對硫酸渣摻入量的控制，為公司降本增效及把控地方礦質量拓展新的思路、途徑。

參考文獻：

[1]GB/T 14202-93《鐵礦石（燒結礦、球團礦）容積密度測定方法》

作者簡介：葉鵬（1987-），男，湖北荊州人，本科，助理工程師，主要研究方向：冶金工程。