邯钢烧结配矿结构优化实践

霍红艳 靳志刚 班耀斌

(河钢集团邯钢公司)

邯钢烧结配矿结构优化实践

霍红艳 靳志刚 班耀斌

(河钢集团邯钢公司)

通过研究含铁料基础性能，分析各种配矿结构对烧结过程的影响规律，确定主流矿种及其合理区间，在此基础上，结合综合成本、有害元素、资源库存等因素进行动态优化调整，贯彻稳硅控铝思路，根据生产需要及主流料资源制定更加合理的配矿结构。

基础特性 主流矿种 动态优化 配矿结构

0 前言

目前邯钢烧结用铁矿石优质资源日益紧张，价格一路攀升，且数量保供和质量稳定难以控制。为稳定生产、控制铁前成本，生产中要优先选用性价比高的主流原料，来设定结构主框架，同时为了降低成本，需要配加部分低质、低价料，但低质料普遍成分波动大，有害元素含量高，为满足生产需要，需对配矿结构进行合理制定、进一步优化。

1 配矿研究思路

国内外在烧结配矿结构上均做了大量研究，合理的配矿结构要充分考虑到资源保障和基础特性，实现质量和成本的双赢，总体要求是烧结矿成分达标、性能满足高炉需要、资源保障可控、成本经济[1]，在粉矿配比上，除了原始粒度组成，也要充分考虑到粉矿高温基础特性互补，确定合理的配矿区间[2]，综合考虑烧结原料原始粒度和性能，对多种配矿结构进行烧结杯试验，通过烧结过程分析和成品性能检测，从而确定优选顺序[3],邯钢炼铁部依托铁前实验室和产学研项目，在全流程性价比排序、基础特性互补配矿、低价料合理搭配方面进行了大量研究和生产实践。

2 配矿优化研究与实践

2.1 基础特性研究

依托华北理工大学产学研合作，对邯钢在用铁料同化性、液相流动性、黏结相、铁配钙生成能力、连晶特性进行了系统研究。目前邯钢在用主流铁料中的澳系矿粉：赤铁矿PB、纽曼粉和褐铁矿扬迪粉，三者易还原，品位较高，但其Al2O3相对较高，制约其配比的进一步加大；巴非系料(巴卡、南非)也为赤铁矿，易还原，品位高，是优质的入烧原料；精粉类料(司家营，邯邢)为磁铁矿，难还原，可烧性好；非主流低质、低价料和含铁废料，优点是价格相对便宜，但最大缺点是有害元素含量高，制定配矿结构时要确保有害元素含量不超标。

研究结果表明：含铁原料的同化温度、液相流动性过高或过低对烧结矿的冶金性能都是不利的，适宜的同化温度在1 250 ℃～1 280 ℃之间，适宜的液相流动性指数在0.7～1.6之间，而黏结相自身强度一般要求尽量高。邯钢几种铁矿粉的烧结基础特性差异较大，单种矿很难满足烧结生产的要求，因此根据铁矿石高温特性互补原理配制出混合矿是很有必要的。

邯钢铁矿粉烧结基础特性的综合评价结果见表1。

表1 铁矿粉烧结基础特性的综合评价*

注：+++ 该项指标较好；++ 该项指标适中；+ 该项指标较差。

巴西卡粉、南非粉的烧结基础特性最好，涞源精粉、司家营粉、邯邢精粉、PB、小卡粉、北非粉和纽曼粉次之，以上矿粉可以作为主矿使用；高碱度精粉、国王粉、PMC精粉、杨迪粉较差，应与其他矿粉配合使用并控制配加比例。通过基础特性研究，从烧结性能确定出主流矿种及其合理配矿区间。

2.2 综合成本优化

在满足化学成分约束、粒度组成约束、烧结基础特性约束条件之后，需要根据资源品种、库存进行选择，为了全面衡量各资源成本差异，邯钢炼铁部自主开发了性价比综合评测软件(如图1所示)，除吨度价外，综合考虑原料加工费、镁铝比、吨矿灰耗、折算燃料消耗等因素影响，通过此程序来全面评价入烧铁料性价比，决定优选区间和配比，从成本角度为优化配矿结构提供数据支撑。

2.3 配加高比例褐铁矿生产

图1 性价比综合评价表

扬迪粉作为典型性价比较高的褐铁矿，由于其结晶水高、烧损大、疏松多孔等原因在配矿中受到限制，业内均对褐铁矿高配比使用进行研究[4-5],邯钢炼铁部自2015年以来经过10组烧结杯试验研究，结合烧结工业试验，采取压料、厚料层、互补配矿技术，生产中杨迪粉配加比例提高到35%以上，且保持了较好的烧结矿质量(如图2所示)。

2.4 低质料优化使用

2.4.1 烧结矿铝硅比(Al2O3/SiO2)的控制

随着结构中澳系料配比升高，加上小品种料质量较差，由原料带入烧结矿的Al2O3呈上升趋势，烧结矿Al2O3含量由前期1.85%上升到近2.05%左右，高炉渣Al2O3含量峰值超过17.0%，炉渣特性和高炉操作负面影响大，影响高炉顺行。烧结矿SiO2过低会使烧结时液相产生不足，导致烧结矿强度下降，而且在入烧Al2O3量不变的情况下，Al2O3/SiO2也会升高；因此生产中在保证烧结矿品位的前提下，保持适宜烧结矿SiO2含量，把控混匀料铝硅比，贯彻“稳硅控铝” 配矿思路，实际生产中烧结矿中的Al2O3/SiO2严格控制在0.39以下。

图2 褐铁矿配比与转鼓强度趋势

2.4.2 配矿结构制定应严控有害元素含量

按照单品种料、混匀料、烧结矿三级管控措施，即入场后单品种料、配混后混匀料、烧成后成品矿必须进行有害元素分析，对三级管控中每个节点制定有害元素上限，确保小品种料配加后有害元素可知可控。有害元素控制标准见表2。

表2 有害元素控制标准 / %

3 生产实践效果

(1)通过基础特性研究，掌握各品种资源合理的配矿区间，利用互补特性和优化操作，进一步提高了褐铁矿配比，2016年4月份以杨迪粉为代表的高性价比褐铁矿配比最高达到36%，实现了烧结矿成本和质量双赢。

(2)综合平衡资源、成本等因素，在有害元素可控的基础上，稳定主流矿动态优化资源，增加高性价比地方料使用，低价料配比由2016年上半年的2.3%的提到5%，含铁废物料配加达到100 kg/t铁以上，2016年配矿结构如图3所示。

图3 2016年配矿结构

(3)根据资源状况及综合性价比评测结果，稳定主流矿结构，采用澳系矿粉+巴系矿粉+国内精粉+废杂返矿模式，控制高铝澳系纽曼粉、PB粉用量，根据单品种成分变化动态调整低硅资源配比，长期贯彻“稳硅控铝"策略，稳定和改善烧结矿质量。2016年烧结矿主要指标见表3。

表3 2016年烧结矿主要指标

4 结语

(1)通过含铁原料基础特性研究，确定在用资源合理配矿区间，结合综合性价比评测，优选配矿结构，满足了烧结配矿质量、成本综合需求；

(2)按照稳硅控铝策略，通过稳定主流矿种、动态优化各品种资源，稳定了烧结矿质量，在有害元素负荷可控的基础上，增大低价料配比，进一步拓宽资源保障渠道，降低了配矿成本。

[1] 马西武,彭志强.浅谈烧结低成本配矿[J].烧结球团,2011(10)：27-29.

[2] 吴胜利,戴宇明,裴元东,等.基于特矿粉高温特性互补的烧结矿优化配矿[J].北京科技大学学报,2010(6)：719-724.

[3] 刘丽红,许秋慧,方丽萍.烧结配矿的实验研究[J].河北冶金，2005(6)：9-11.

[4] 武轶,黄发元,金俊,等.高比例杨迪粉烧结优化实验的研究[J].钢铁研究，2011(4)：7-10.

[5] 黄柱成,易凌云,胡兵,等.高配比褐铁矿的烧结配矿实验研究[J].钢铁，2012(5)：9-13.

PRACTICE OF SINTERING BLENDING OPTIMIZATION IN HAN STEEL

Huo hongyan Jin Zhigang Ban Yaobin

(Han Steel Company of HBIS Group)

By research of basic characteristics of iron ore, the effecting regulation on sintering process is analyzed for all kinds of blending structure; Meanwhile, mainstream minerals and its using range is determined and is adjusted though dynamic optimization as factors of composite cost, harmful elements, present abundance, and so on; as a result, the reasonable blending structure is drew up according to production requirement and resource of mainstream minerals in stabilizing the ratio of Al2O3/SiO2under rule.

basic characteristics mainstream minerals dynamic optimization blending structure

艳，助理工程师，河北.邯郸(056003), 河钢集团邯钢炼铁部生产技术科；

2017—3—25