改善球团质量的综合技术措施及实践

2019-07-12郭秀平

探索科学(学术版) 2019年7期

郭秀平

吉林省白山市通钢矿业球团厂吉林白山 134300

引言

球团矿具有强度好、粒度均匀、形状规则、含铁品位高、还原性好等优点，在高炉冶炼中可起到增产节焦、改善炼铁技术经济指标、降低生铁成本、提高经济效益的作用。为适应钢铁工业快速发展、高炉精料技术和合理炉料结构的要求，近年来，球团矿作为优质原料得到青睐和高度重视，一些钢铁厂正在积极筹建或扩大球团矿产能。

1 我国球团矿生产技术的现状

跨入二十一以来，我国球团矿的年产能提高很快，2011年年产量达到了20410万t，(年增幅达到18%)，球团矿占炉料结构比例已经接近20%，但近几年受烧结粉与铁精粉的差价和成本理念的影响，球团矿年产量一路下降，2015年的年产量约为12800万t，下降了7600万t。目前随矿价进入低价的新常态，我国球团矿的产量预计会很快得到新的发展。(2)我国球团矿的质量指标：链篦机－回转窑球团矿的含铁品位曾上升到高于64.5%，随着矿价的急剧上涨，2011年又降低到低于63.50%；竖炉球团一直处于62%～63%的水平，球团矿Si O2含量在2007年前报表无数据，近几年链篦机－回转窑Si O2含量不断升高，2014高至6.68%的程度，竖炉球团Si O2含量高于6.20%。链篦机－回转窑球团的转鼓指数达到95.0%，竖炉球团矿为90%～91%。近几年首钢和鞍钢的链篦机－回转窑球团矿的含铁品位保持在65.50%以上，接近巴西进口球团矿的水平；武钢程潮链篦机－回转窑球团矿的Si O2含量低达3.75%的优良水平。邯钢球团厂成品球的转鼓指数达到97.0%的水平。(3)我国生产球团矿的原材料消耗：钢铁生产节省原材料，是资源循环实现可持续发展的一项重要举措。吨球精矿粉消耗回转窑球团矿已基本稳定在1000kg之内；竖炉球团矿精矿粉消耗也由2001年的1060kg，下降到接近1000kg的水平。球团矿生产的粘结剂用量，回转窑吨球膨润土用量已由2001年的37.43kg逐年下降到2015年19kg的水平，竖炉球团膨润土用量也已由2001年的35.05kg逐年下降到2015年的21kg。国外球团生产膨润土的用量为4～8kg/t，因此我国球团生产膨润土用量还有一个较大的改善空间。我国首钢和鞍钢弓矿球团矿生产的膨润土用量近几年下降到了10～11kg/t球，已经接近国外先进水平。扬州泰富公司年产300万t的链篦机－回转窑生产线2015年工业试验，采用北科大的国家发明专利产品富铁复合粘结剂用量，吨球已降低到4.57kg/t的世界先进水平。(4)我国球团矿生产的工序能耗，回转窑球团由2001年的65.35kg标煤/t球下降到2015年的29.03kg标煤/t球，竖炉工序能耗由2001年的42.84下降到2015年的26.63kg标煤/t球。带式焙烧机是球团矿生产的一种装备和生产新工艺，几十年来我国仅鞍钢和包钢2条生产线，2010年京唐钢铁公司建设和投产了一条年产400万t(面积504m2)的大型带式焙烧机，经过短短几年的运行，取得了良好的效果。

2 改善球团质量的综合技术措施

2.1 优化回转窑喷煤枪参数，提高窑头温度回转窑的燃料一般包括两种，一种是高炉煤气，一种是煤粉。峨口铁矿回转窑以煤粉作为燃料，煤粉着火慢，喷煤枪枪头黑、火头长，在预热二段烟罩温度一定的情况下，发现窑头温度偏低、窑内火焰不集中、峰值低，最终导致窑头球抗压强度偏低、窑头球温度偏低。但如果窑头温度提高幅度太大，窑中后部的结圈会明显加剧。为此，我们进行了喷煤枪参数调整试验，以调整火焰分布，增加窑中火焰温度峰值。主要措施是增加旋流风配入量，使煤粉在枪头快速着火。适当增大内风开度、降低外风开度，可以提高窑内温度峰值，从而提高窑头球温度，进而相应提高窑头球抗压强度。喷煤枪参数调整后，对链篦机和回转窑的部分参数进行了跟踪，发现：在喷煤量、预热二段烟罩温度基本一致的情况下，窑头球温度、窑头球抗压强度、窑头球和链篦机机头球抗压强度极差明显增大，并且窑内结圈中心移向窑头，窑口开始结圈，但窑后部结圈速度明显减慢。

2.2 优化链篦机热工系统参数球团的焙烧过程通常可分为干燥、预热、焙烧、均热、冷却五个阶段，它们与球团的热物理性质、加热介质特性、热交换强度和升温速度控制有关，具体数值的变化与物料的化学组成和矿物组成有关。为此，针对铁精矿焙烧性能的变化，提出并组织了提高系统温度生产试验，将链篦机预热二段烟罩温度由1025℃提高到1055℃。生产试验数据如表6所示。结果表明，提高温度是改善球团矿抗压强度的有效措施。在试验的基础上，对温度控制标准进行了调整，将预热二段烟罩温度范围由900～1030℃调整到900～1065℃，高点温度提高了35℃，球团矿抗压强度提高302 N/个。同时，成品球抗压强度合格率(球团矿抗压强度≥2000 N/个为合格)在球团产量变化不大的情况下，由71%升至82%，提高了11个百分点。