改善球團質量的綜合技術措施及實踐

郭秀平

吉林省白山市通鋼礦業球團廠 吉林 白山 134300

引言

球團礦具有強度好、粒度均勻、形狀規則、含鐵品位高、還原性好等優點，在高爐冶煉中可起到增產節焦、改善煉鐵技術經濟指標、降低生鐵成本、提高經濟效益的作用。為適應鋼鐵工業快速發展、高爐精料技術和合理爐料結構的要求，近年來，球團礦作為優質原料得到青睞和高度重視，一些鋼鐵廠正在積極籌建或擴大球團礦產能。

1 我國球團礦生產技術的現狀

跨入二十一以來，我國球團礦的年產能提高很快，2011年年產量達到了20410萬t，(年增幅達到18%)，球團礦占爐料結構比例已經接近20%，但近幾年受燒結粉與鐵精粉的差價和成本理念的影響，球團礦年產量一路下降，2015年的年產量約為12800萬t，下降了7600萬t。目前隨礦價進入低價的新常態，我國球團礦的產量預計會很快得到新的發展。(2)我國球團礦的質量指標：鏈篦機－回轉窯球團礦的含鐵品位曾上升到高于64.5%，隨著礦價的急劇上漲，2011年又降低到低于63.50%；豎爐球團一直處于62%～63%的水平，球團礦Si O2含量在2007年前報表無數據，近幾年鏈篦機－回轉窯Si O2含量不斷升高，2014高至6.68%的程度，豎爐球團Si O2含量高于6.20%。鏈篦機－回轉窯球團的轉鼓指數達到95.0%，豎爐球團礦為90%～91%。近幾年首鋼和鞍鋼的鏈篦機－回轉窯球團礦的含鐵品位保持在65.50%以上，接近巴西進口球團礦的水平；武鋼程潮鏈篦機－回轉窯球團礦的Si O2含量低達3.75%的優良水平。邯鋼球團廠成品球的轉鼓指數達到97.0%的水平。(3)我國生產球團礦的原材料消耗：鋼鐵生產節省原材料，是資源循環實現可持續發展的一項重要舉措。噸球精礦粉消耗回轉窯球團礦已基本穩定在1000kg之內；豎爐球團礦精礦粉消耗也由2001年的1060kg，下降到接近1000kg的水平。球團礦生產的粘結劑用量，回轉窯噸球膨潤土用量已由2001年的37.43kg逐年下降到2015年19kg的水平，豎爐球團膨潤土用量也已由2001年的35.05kg逐年下降到2015年的21kg。國外球團生產膨潤土的用量為4～8kg/t，因此我國球團生產膨潤土用量還有一個較大的改善空間。我國首鋼和鞍鋼弓礦球團礦生產的膨潤土用量近幾年下降到了10～11kg/t球，已經接近國外先進水平。揚州泰富公司年產300萬t的鏈篦機－回轉窯生產線2015年工業試驗，采用北科大的國家發明專利產品富鐵復合粘結劑用量，噸球已降低到4.57kg/t的世界先進水平。(4)我國球團礦生產的工序能耗，回轉窯球團由2001年的65.35kg標煤/t球下降到2015年的29.03kg標煤/t球，豎爐工序能耗由2001年的42.84下降到2015年的26.63kg標煤/t球。帶式焙燒機是球團礦生產的一種裝備和生產新工藝，幾十年來我國僅鞍鋼和包鋼2條生產線，2010年京唐鋼鐵公司建設和投產了一條年產400萬t(面積504m2)的大型帶式焙燒機，經過短短幾年的運行，取得了良好的效果。

2 改善球團質量的綜合技術措施

2.1 優化回轉窯噴煤槍參數，提高窯頭溫度 回轉窯的燃料一般包括兩種，一種是高爐煤氣，一種是煤粉。峨口鐵礦回轉窯以煤粉作為燃料，煤粉著火慢，噴煤槍槍頭黑、火頭長，在預熱二段煙罩溫度一定的情況下，發現窯頭溫度偏低、窯內火焰不集中、峰值低，最終導致窯頭球抗壓強度偏低、窯頭球溫度偏低。但如果窯頭溫度提高幅度太大，窯中后部的結圈會明顯加劇。為此，我們進行了噴煤槍參數調整試驗，以調整火焰分布，增加窯中火焰溫度峰值。主要措施是增加旋流風配入量，使煤粉在槍頭快速著火。適當增大內風開度、降低外風開度，可以提高窯內溫度峰值，從而提高窯頭球溫度，進而相應提高窯頭球抗壓強度。噴煤槍參數調整后，對鏈篦機和回轉窯的部分參數進行了跟蹤，發現：在噴煤量、預熱二段煙罩溫度基本一致的情況下，窯頭球溫度、窯頭球抗壓強度、窯頭球和鏈篦機機頭球抗壓強度極差明顯增大，并且窯內結圈中心移向窯頭，窯口開始結圈，但窯后部結圈速度明顯減慢。

2.2 優化鏈篦機熱工系統參數 球團的焙燒過程通常可分為干燥、預熱、焙燒、均熱、冷卻五個階段，它們與球團的熱物理性質、加熱介質特性、熱交換強度和升溫速度控制有關，具體數值的變化與物料的化學組成和礦物組成有關。為此，針對鐵精礦焙燒性能的變化，提出并組織了提高系統溫度生產試驗，將鏈篦機預熱二段煙罩溫度由1025℃提高到1055℃。生產試驗數據如表6所示。結果表明，提高溫度是改善球團礦抗壓強度的有效措施。在試驗的基礎上，對溫度控制標準進行了調整，將預熱二段煙罩溫度范圍由900～1030℃調整到900～1065℃，高點溫度提高了35℃，球團礦抗壓強度提高302 N/個。同時，成品球抗壓強度合格率(球團礦抗壓強度≥2000 N/個為合格)在球團產量變化不大的情況下，由71%升至82%，提高了11個百分點。

結語

隨著我國對精料和合理爐料結構認識的提高，煉鐵技術經濟指標不斷優化，球團礦得到企業的青睞和高度重視，對球團礦需求強勁。