日钢球团使用新西兰海砂生产含钛球团矿的生产实践

厉建好+姚永江

摘 要：日照钢铁球团生产线因高炉生产护炉需要含钛球团矿，使用含钛量高的新西兰海砂替代精粉进行生产。通过一个多月的生产实践，对相关控制参数进行针对性调整优化，达到了日产量稳定、膨润土配比未大幅升高、成球性能改善、窑况和球团矿质量稳定的使用效果，球团配加新西兰海砂生产的含钛球团矿能够满足日钢高炉目前的生产需求。

关键词：新西兰海砂；含钛球团矿；生产实践

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.006

1 前言

随着钢铁行业的发展，富矿资源日益枯竭，而铁矿资源需求却并没下降，且近期钢铁原燃料价格上升，钢铁产品利润下滑，使用低价矿石成为钢铁行业重点。新西兰海砂作为低价矿石的一种代表，由于粒度较粗、硬度、熔点较高，亲水性能较差，且含钛较高，目前主要应用于烧结，且配比量在5%以内，配比高会导致烧结矿冷态强度和低温还原粉化率性能下降。为了能够降低铁料成本，且利用含钛物料对高炉进行护炉延长高炉寿命，探索实践在球团中使用海砂生产含钛球团矿。

日钢海砂目前主要用在烧结矿中，配比从原来的3%提高到现在4.5%左右，而烧结矿的低温还原粉化率RDI+3.15则从原来的60.5%左右下降到目前的46.4%左右，严重影响了高炉炉况顺行。为了缓解这种状况，并实现降低原料成本，如何合理利用含钛海砂生产高钛球团矿成为日钢球团的新挑战。

2 原料概况

将日钢球团生产使用的主要原料物理化学成份进行统计汇总，详见表1：

与现用原料相比，因新西兰海砂亲水性非常差，配料直供海砂水分含量非常低，结合新西兰海砂的物理化学性质特性（品位低、粒度粗、湿容性低、熔点高），配加海砂生产球团矿的实验初期主要困难应该集中在造球。考虑物料成球原理及成球性，综合考虑后续资源情况，配料原料结构以-200目粒级和比表面积非常好的澳洲精粉（-200目98.4%、比表面积达到2100 cm2/g）为主，同时配加部分品位高的巴西精粉。

3 生产实践

3.1 实践生产前围绕造球工艺进行的调整

从公司提出使用海砂生产含钛球团，到实践生产高钛球团矿，前期准备时间只有一周的时间，主要开展的准备工作有改善配料仓和配料设备的精准性、烘干机进料前和出料后增加补水装置、备用润磨系统等。

（1）改善配料仓和配料设备的精准性。生产实践准备前期首先考虑到海砂粒級非常差、成球性影响大，必须保证实际下料量准确，围绕着如何保证准确配料开展工作。同原料储存课提前协调专门储存场地，要求上料机具严禁混料；修复料仓下料口料门的调节功能，能够根据跑盘校秤结果和实际下料情况调节料流稳定性；海砂和内部除尘灰水分低，为给造球提供合适水分的原料，在烘干机进料前皮带和出料后皮带上分别增设加水管和喷头，可以根据造球要求提前调节混合料水分；修复和调试润磨机系统，在实践生产初期确实成球困难时开启润磨机改善混合料的比表面积，提高成球性能保障造球的正常生产。

（2）圆盘造球机参数摸底测量和调整。在实际配料前将各圆盘造球机倾角进行了一次摸底测量，测量结果与生产实际情况相吻合，六台圆盘造球机各自的倾角不尽相同（47°-51°）；固定刮刀和旋转刮刀按照统一的标准进行调整，距离盘底高度，从硬件设备上提供操作保障。

3.2 生产实践过程

（1）新西兰海砂精粉配比及膨润土配比调整情况，详见表2。

按照生产使用新西兰海砂预案执行，在海砂配比及其他精粉配比调整上，以稳定-200目粒级、保障成球性及生球强度为首要目标，即增加海砂配比时降低巴西精粉配比。序号1至3依次为配加海砂的整个过程，序号4的配比调整原因是20%海砂稳定生产后澳洲精粉更换批次后-200目粒级下降6%，结合后续资源情况取消巴西精粉。

（2）新西兰海砂生产实践过程从原料配比结构序号1至4依次推进，每个阶段稳定后即开始进行下一阶段。

阶段一，初始膨润土配比设定为2.6%，配比是未配海砂前的2倍，通过圆盘造球机每半个小时的生球强度检测，膨润土配比逐步降低至1.5%，落下强度仍达到11次/个球以上。圆盘造球机根据使用海砂后的造球效果对角度重新进行调整，原倾角较大的4#盘调整至49°、5#盘调整至48°，调整后造球岗位继续对每个球盘成球情况进行总结；链篦机及回转窑内未见异常变化，生产出于可控状态，稳定生产16小时后开始阶段二。

阶段二，根据阶段1造球岗位出现的原料水分波动大、原料水分小时球盘加水量不足的情况，停用烘干机的煤气热风烘干作用（即烘干机灭火），只利用烘干机筒体转动的混匀作用。停用烘干机的烘干功能2小时后，海砂配比调整至15%。烘干机灭火后混匀料的水分波动小，造球原料水分相对阶段1要稳定，生球落下强度在达到10次/个球的基础上，膨润土配比降低至1.2%；回转窑窑头及窑尾轻微扬尘，生产条件处于可控良好状态，稳定生产16小时后开始阶段三。

阶段三，海砂配比提高至20%后，膨润土配比提高0.2%至1.4%后生球落下强度方能达到8次/个球。通过前两个阶段的生产实践，生球落下强度控制原则统一为8次/个球，原因：生球落下强度过高，生球水分大，链篦机布料岗位操作困难、进入预热段爆球率大幅增加；生球落下强度低于7次，链篦机返矿量及干燥过程中碎球率升高明显，故生球落下强度控制在8-9次/个球为宜。调整4#5#球盘后，通过阶段二的生产岗位操作反馈，成球效果不及1#2#6#圆盘造球机好，随即将各球盘角度重新进行了优化调整，最终调整结果如表3所示。

阶段四，海砂配比达到20%后结合后续资源情况取消巴西精粉，原料粒级总体改善提高1%，生球落下强度仍控制在8次/个球的标准，膨润土配比下降0.2%。回转窑及链篦机工艺运行情况整体向好，回转窑窑内结圈可控。

（3）生产实践不同阶段参数对比（表4），工艺参数控制相对稳定。

（4）在不牺牲产量、不大幅提高膨润土消耗、不降低球团矿质量、不升高球团矿成本的生产实践组织原则下，通过四个阶段的连续稳定生产，球团矿日产量稳定在3600-3650t/d，球团矿TiO2含量稳定在1.45%左右、抗压强度达到2800N/个球、FeO含量≤2.0%、球团矿还原膨胀指数10.49%，各项技术指标未出现下降，达到了预期效果。

3.3 经济效益测算

（1）直接经济效益。新西兰海砂与澳大利亚精粉使用经济性进行对比，效益非常可观。日钢球团日产量未受使用海砂影响，故仅考虑直接材料经济效益一项，按照精粉原料价格差进行计算，新西兰海砂比澳大利亚精粉价格低134.6元/t，日产量3650t，每日直接材料经济效益49万元，月降低实际成本1470万元。

（2）间接经济效益。球团稳定配加海砂后，烧结矿中海砂配比下降，有利于对提高烧结矿冶金性能和降低槽下返矿率，利于烧结矿产能提高和烧结矿成本降低，更对高炉护炉起到积极作用。

4 总结

（1）新西兰海砂的物理化学性质特性（品位低、粒度粗、湿容性低、熔点高），配加海砂生产球团矿的实验初期主要困难应该集中在造球。（2）在海砂配比及其他精粉配比调整上，以稳定-200目粒级、保障成球性及生球强度为首要目标。（3）在不牺牲产量、不大幅提高膨润土消耗、不降低球团矿质量、不升高球团矿成本的生产实践组织原则下，通过四个阶段的连续稳定生产，球团矿日产量保持3600-3650t，球团矿TiO2含量稳定在1.45%左右、抗压强度达到2800N/个球、FeO含量≤2.0%、球团矿还原膨胀指数10.49%，各项技术指标未出现下降，达到了预期效果。（4）使用低价矿石经济效益非常可观。仅考虑直接材料经济效益一项，按照精粉原料价格差进行计算，新西兰海砂比澳大利亚精粉价格低134.6元/t，日产量3650t，每日直接材料经济效益49万元，月降低实际成本1470万元。（5）球团稳定配加海砂后，烧结矿中海砂配比下降，有利于对提高烧结矿冶金性能和降低槽下返矿率，利于烧结矿产能提高和烧结矿成本降低，更对高炉护炉起到积极作用。endprint