酸性烧结矿的开发与应用实践

周文胜

(新疆八钢南疆钢铁拜城有限公司，新疆 阿克苏842300)

新疆八钢南疆钢铁公司地处新疆阿克苏地区拜城县境内，建设有综合料场、1×430m2烧结机、2×1 800m3高炉、2×60孔焦炉、2×120t转炉及2×8机8流连铸机、1条高线机组和2条棒材机组生产线。2013～2014年，受工程建设进度及国内钢铁行业面临市场需求疲软的影响，2×1 800m3高炉未开炉投产，1台430m2烧结机建成投产后，在1座高炉生产运行阶段，烧结矿产能出现过剩，作业率不足70%，而高炉炉料采用高碱度烧结矿搭配酸性球团矿的炉料结构，其中球团矿全部外购，仅由喀什金岭球团有限公司一家供应，存在运距远、供应不稳定、价格偏高的问题，使生铁成本一直偏高。为此，公司根据钢铁市场形势和内部生产条件，决策利用富裕的烧结产能生产酸性烧结矿对高炉炉料结构进行优化，用部分酸性烧结矿代替球团矿，无论从矿石供应，还是经济效益都具有明显优势，是公司降本增效的一项新举措。

1 酸性烧结矿的生产

1.1 烧结杯试验

(1)原料准备。2013年初，由八钢公司制造管理部牵头，组织从南疆钢铁基地烧结综合料场拉运疆内铁精粉、入烧矿等铁原料合计2.4t回八钢本部，分别进行取样重新检测化学成分和粒度组成，做为烧结杯试验用原料条件。

(2)烧结杯试验。在实验室条件下共进行了碱度为0.25、0.3、0.4、0.6、1.3、1.55、1.7倍的烧结杯试验。料层厚度为700mm、650mm、580mm，铺底料为1.5kg，高约30mm，烧结矿TiO21.1%(高炉TiO2负荷20kg/t)，点火负压7850Pa，点火时间2min，烧结负压13730Pa。不同碱度烧结矿系列试验结果表明，在工业生产过程中将酸性烧结矿碱度控制在0.6倍左右是可行的，酸性烧结矿的各项指标比较符合高炉需求，而且烧结生产过程也比较容易控制。

1.2 工业试验及批量生产

1.2.1 工业生产试验

(1)指导原则。以实验室进行的酸性烧结矿多组烧结杯试验结果为指导，结合南疆原料条件，组织以钒钛铁精粉为主要原料的碱度为0.6倍的酸性烧结矿工业性生产试验。

(2)烧结工业试验。2013年8月20日，烧结厂利用430m2大型烧结机进行了第一次酸性烧结矿工业试验，考虑单独为酸性烧结矿造混匀料受场地因素限制，试验时所需铁原料不在综合料场单独进行混匀作业，而直接采取钒钛铁精粉与入烧矿直供烧结工序的方式进行，生产初始配比确定为入烧矿40%、钒钛铁精粉33%、返矿20%，另配加少量焦粉和生石灰，经过边生产、边调整，做到了一次生产试验成功。此批酸性烧结矿计划生产0.6万t，实际生产0.63万t，主控指标实绩为R2=0.63倍、TFe=53.98%、TiO2=3.32%、FeO=12.89%、转鼓=78.14%，质量符合酸性烧结矿的技术要求。在对首次工业试验进行全过程参数跟踪、记录、分析和总结的基础上，2013年10月15～18日又进行了第二次工业试验，此批酸性烧结矿计划生产1.5万t，实际生产1.61万t，主控指标实绩 为R2=0.62倍、TFe=53.64%、TiO2=3.61%、FeO=8.87%、转鼓=80.13%，产量和质量较第一次有了较大提升，转鼓指数与高碱度烧结矿(R2=1.75倍、TFe=52.89%、TiO2=0.29%、FeO=7.81%、转鼓=80.34%)接近。酸性烧结矿工业生产试验取得成功，寻找到提高酸性烧结矿产量、质量的方法及生产过程控制的最佳工艺参数，为后期大批量生产提供了宝贵经验。

1.2.2 批量生产

(1)原料准备。结合南疆资源情况，在烧结综合料场储备一定量生产酸性烧结矿所用合格铁原料，包括钒钛铁精粉和入烧矿。根据酸性烧结矿生产计划、铁料消耗及库存情况，及时协调采购部门组织好以上品种铁料的进厂工作，确保原料供应稳定。

(2)生产方式。改变铁原料上料方式，大批量生产酸性烧结矿采取钒钛铁精粉与入烧矿先在综合料场单独进行混匀作业生产酸性混匀料再输送到烧结工序进行生产的方式。利用现有设备、机具、人员在同一台430m2烧结机上进行生产高、低碱度两种烧结矿。高碱度烧结矿切换为酸性烧结矿生产过程中停机2～4h，将两种烧结矿区分开来并在料场上单独堆存。

(3)酸性混匀料生产。酸性混匀料按消耗计划组织生产，配比结构为55%～60%钒钛铁精粉+40%～45%入烧矿。

(4)扩大规模生产。南疆钢铁公司依据高炉生产需求，结合铁原料进厂及库存情况，扩大规模生产酸性烧结矿。2014年1～9月，按计划共组织了6次酸性烧结矿的生产，累计生产合格酸性烧结矿12.67万t，相比计划值10万t超产2.67万t，主控指标实绩为R2=0.56倍、TFe=53.14%、TiO2=4.04%，转鼓=80.22%，质量达到预期效果。

2 酸性烧结矿的应用

(1)高炉冶炼试验。2013年10月12～23日，南疆1×1 800m3高炉进行了配加酸性烧结矿的冶炼试验，根据预先制定的酸性烧结矿配加方案并结合生产实际情况，按3%、5%、8%、10%比例逐步配加，高炉操作方面合理控制酸性烧结矿入炉顺序，布料时把酸性烧结矿布在中间环位来稳定煤气流。由于酸性烧结矿为落地矿，为稳定炉况，要求加大烧结矿筛的检查、清理力度，同时适当调整烧结矿筛分尺寸由上8下5更换为上9下6矿筛，从而达到减少粉沫入炉的目的。冶炼试验历时12天，累计消耗酸性烧结矿约0.4万t，通过分析研究入炉酸性烧结矿不同比例下对高炉炉况的影响，摸索得出高炉在当前生产条件下，合适的酸性烧结矿配加比例经验值不宜超过8%。冶炼试验结果表明，自产酸性烧结矿质量能够满足高炉生产的要求。

(2)高炉配加酸性烧结矿生产应用。2014年1月高炉开始变料配加酸性烧结矿长周期应用于生产，酸性烧结矿使用期间，加强炉座间的技术交流，进一步优化操作。通过炉料结构优化和生产调整，截止到10月末，在确保高炉炉况稳定顺行的前提下，使高碱度和酸性烧结矿总比例由1月78%提高至10月92%，与之相对应的是球团矿比例的进一步降低由22%降至8%水平，高炉入炉料结构的选择采用了89%高碱度烧结矿+3%酸性烧结矿+8%酸性球团矿的经济炉料结构，使炼铁主原料成本降低24元/t。生产结果表明，高炉使用酸性烧结矿代替球团矿，虽然入炉品位降低，由54.96%降到54.28%水平，利用系数除公司限产政策性约束有所下降外，但高炉主要技术经济指标未受到大的影响，燃料比降低4kg/t，高炉能保持稳顺，没有因炉料结构变化而影响炼铁生产正常进行。

3 经济效益

高炉配加酸性烧结矿替代部分球团矿，自产酸性烧结矿具有比外购球团矿低200元/t的价格优势，由于价格差异，高价料减少必然节约巨大的成本费用。按公式“原料成本变化=(外购球团矿价格－自产酸性烧结矿价格)×高炉消耗自产酸性烧结矿量”计算经济效益，2013～2014年，南疆钢铁公司累计生产合格酸性烧结矿约14.91万t，高炉消耗酸性烧结矿13.41万t，降低原料费用节约成本=200×13.41=2 682万元。

4 结语

(1)新疆八钢南疆钢铁公司利用430m2烧结机进行酸性烧结矿工业生产总体趋势与实验室烧结杯试验结果基本相符。生产实践表明，在南疆原料条件下生产R2=0.6倍左右的酸性烧结矿是可行的，酸性烧结矿开发是成功的，填补了八钢在大型烧结机上生产酸性烧结矿的空白。

(2)生产实践表明，酸性烧结矿质量能够满足高炉炼铁的要求，高炉合理使用酸性烧结矿能够实现炉况稳定顺行的目的，解决了南疆钢铁公司一座1 800m3高炉生产阶段烧结产能过剩，以及替代部分高价酸性球团矿炉料的问题，丰富了高炉炉料调剂手段，为高炉进一步优化结构降低铁水成本探索出了一条行之有效的新途径。

(3)酸、碱炉料的最佳配比，还有待于在今后的生产实践中摸索。