呂梁建龍全外粉燒結配礦及生產實踐

唐永紅，李炳岳，劉建渭，席文強

針對目前國內鐵精粉選礦成本高、外礦含鐵原料市場價格優(yōu)勢突出的現狀，為進一步優(yōu)化配比結構，在確保煉鐵高爐生產穩(wěn)定順行的基礎上，最大程度地降低鐵前成本，實現生產效益最大化，呂梁建龍200m2燒結機于2021年9月9日組織進行全外礦燒結生產實踐。

1 礦粉市場分析、礦種選擇

（1）根據連鐵期貨2201及普氏（62%FE）指數走勢對外礦市場進行分析預測。

8月底外礦挺價交貨，拉動現貨市場情緒，在一波上漲行情后，港口現貨市場成交明顯有所減量，再加上當前環(huán)保組進場，限產加嚴趨勢下，鐵礦石需求繼續(xù)被壓制，上周進口鐵礦石市場震蕩偏弱運行。截至9月3日，大連商所期貨鐵礦石2201收盤價從8月30日的835降到3日786，下降49點；普氏指數由8月30日的157.75美元/噸降低到3日的145.05美元/噸，下降12.7美元/噸。全國45個港口進口鐵礦庫存為13099.15萬噸，環(huán)比增178.25萬噸；日均疏港量291.68萬噸降4.8萬噸。據此推測外礦市場繼續(xù)看跌。

圖1 連鐵期貨2201日均線

圖2 普氏（62%FE）指數趨勢圖

（2）國內精粉、外礦粉性價比綜合測算。根據國內精粉、外礦粉市場價格，在當前燒結配礦結構和高爐爐料結構基礎上，測試同比例置換基準主礦粉（麥克粉比例26.5%），測算燒結礦品位、燒結礦成本、綜合入爐品位、鐵水成本和成本排名（見表1），確定全外粉燒結主配礦結構和降本經濟礦種。

表1 精粉、外粉性價比綜合測算排序表

2 策劃配礦方案

（1）根據各礦粉基礎特性（見表2）進行互補搭配，確定中高品位外粉礦種：巴混BRBF粉、麥克粉，中等品位外粉：FMG混合粉、超特粉。

表2 外礦粉基礎特性數據

因混勻料場正在建設、燒結配料礦槽數量不足，限制礦粉種類選用，燒結配礦方案選用3種～4種外礦粉。

表3 燒結配礦調整方案

成本對比燒結礦成本對比 - -38.00 -53.17 -15.30 -85.21鐵水成本對比 - -41.39 -49.32 5.39 -56.49鐵水成本排序 4 3 2 5 1渣中鋁渣比 374 382 390 385 401渣比對比 - 9 16 11 28渣中鋁 16.11 16.04 15.99 16.25 15.97渣中鋁對比 - -0.06 -0.12 0.14 -0.14

（2）進行燒結杯實驗對配礦方案可行性論證。對方案1、方案2、方案4進行燒結杯實驗論證其可行性（見圖3）。

圖3 配礦方案燒結杯實驗報告

根據系統(tǒng)的燒結杯實驗論證，最終確定方案2為全外粉燒結配礦方案，并進行工業(yè)生產。

3 燒結生產過程控制要點及優(yōu)化措施

（1）針對全部使用外礦粉后，易出現的燒結粒度碎、燒結礦強（1）針對全部使用外礦粉后，易出現的燒結粒度碎、燒結礦強度差、轉鼓指數下降等問題，從燃料粒度控制、混合料水分、燒結終點溫度等方面采取了一系列的工藝優(yōu)化措施。

①提高焦粉燃料破碎粒度。焦粉破碎粒度0mm～3mm粒度比例由原≥72%提高至≥75%，進一步改善外礦粉大顆粒粘附焦粉效果，利于燒結料層垂直方向上燃料分布均勻。②燒結礦FeO由原8.5～9.0%上調至9.0%～9.5%，保證燒結礦粒度和強度同時避免影響燒結礦還原性。③加強一次配料、二次配料工藝管理，保持各物料下料穩(wěn)定精確，并對FMG混合粉、麥克粉褐鐵礦和熱返礦進行水霧預潤濕，改善制粒效果。④加強一混、二混、燒結機看火崗位和配料崗位之間的聯系，保持混合料水分穩(wěn)定，嚴禁跑干、濕料，控制燒結機泥輥處混合料水分波動＜0.2%。⑤全外粉燒結后，為適應褐鐵礦比例大幅增加對燒結工藝參數要求，將混合料水分由8.0%調整至8.5%。⑥強化燒結布料管控，堅持厚料層燒結，燒結料層厚度控制在850mm，滿鋪適當壓料，料面布平、均勻，充分利用厚料層燒結的蓄熱作用，大煙道負壓由原15.5kPa～16.0kPa提高至16.0kPa～16.5kPa。⑦嚴格控制燒結終點溫度，要求終點控制在倒數第二個風箱，終點溫度控制在350℃～400℃，機尾紅層控制在1/4～1/3，確保燒好燒透。

圖4 刮料板及燒結料面點火效果

（2）適應全外粉燒結的設備改造。

①將原高比例精粉燒結時燒結機九輥布料器下方的松料器（兩層），撤掉下層松料器。全外粉燒結后燒結料層透氣性明顯改善，松料器對燒結料層帶來二次過分疏松引起的燒結料層透氣性不均勻，減少臺車寬度方向上的風量分布不均勻引起的燒結過程不均勻。②一混、二混加蒸汽預熱，在一混、二混原分段加水管鋼絲繩上加設蒸汽管道，每隔50公分增設一組蒸汽噴嘴，向下噴灑蒸汽。同時為降低預熱蒸汽中冷凝水對混合料水分波動影響，對預熱蒸汽管道加設脫水器，減少蒸汽帶水，穩(wěn)定混合料水分控制。③燒結機臺車增設刮料壓料一體壓料板。使用三塊寬度40公分格柵板，長度分別為120公分、100公分、120公分錯位放置由鐵鏈固定至點火器之前。通過格柵板對料層的壓覆平整，并將表層大顆粒（粘附燃料少）刮至表層以下。減少料面不平對點火火焰的折射散射，同時可增加料面表層的含碳量，利于改善點火效果，提高燒結料面成礦率。

4 全外粉燒結生產參數和質量指標對比

（1）燒結生產參數對比。（表4）。

表4 變料前后燒結生產參數

（2）燒結成品礦成分、質量指標對比。（表5）。

表5 變料前后燒結礦成分、質量指標

（3）燒結成品礦高溫性能指標對比。（表6）。

表6 變料前后燒結礦高溫性能指標

通過以上措施，全外粉厚料層燒結，因褐鐵礦、赤鐵礦比例增加，磁鐵礦精粉比例降低，燒結礦還原性得到一定的提高。上調燃料配比，燒結礦FeO適量上控至9.0%～9.5%，保證燒結礦還原性前提下，消除粒度和強度指標變差情況。

全外粉燒結低溫還原粉化RDI+3.15指標略降3.1%，處于較優(yōu)水平，遠滿足高爐生產用料要求，故不犧牲還原性指標提高低溫還原粉化指標。

全外粉燒結礦開始軟化溫度T10降低24℃，軟化區(qū)間變寬增大11℃，熔滴開始溫度Ts降低16℃，熔滴區(qū)間變窄減小7℃，對高爐軟熔帶滴落帶寬度和位置帶來一定影響，需通過微調高爐操作方針、優(yōu)化爐料結構消除。

5 結語

（1）呂梁建龍使用全外粉燒結，摒棄之前經驗配礦理念，確（1）呂梁建龍使用全外粉燒結，摒棄之前經驗配礦理念，確定“市場跟蹤預測、礦粉性價比測算、礦粉基礎特性測定、制定配礦方案、燒結杯實驗論證、工業(yè)生產實驗”整套科學性配礦研究至工業(yè)化生產流程。

（2）通過系統(tǒng)的燒結杯實驗及高溫性能實驗，對多個配礦方案進行實驗論證，提前總結全外礦粉燒結工藝控制標準，并確定了最佳的全外粉燒結生產配比，為進一步優(yōu)化配料結構、穩(wěn)定燒結生產、降低燒結礦成本積累了寶貴的經驗。