40%金布巴粉烧结生产实践

惠宏智，王 奎，李 楠

（陕钢集团汉钢公司，陕西 勉县 724200）

金布巴粉是由必合必拓公司提供的澳大利亚皮尔巴拉纽曼地区的布鲁克曼型铁矿粉。该矿粉具有赤铁矿和针铁矿的混合结构，其物理性能和烧结性能与PB粉相接近。受巴西淡水河谷溃坝事故持续发酵影响，普氏指数处于高位，钢铁企业外矿采购成本大幅升高，为进一步降低烧结矿成本，汉钢公司将金布巴粉比例由30%提升至40%进行了烧结杯试验和工业生产。结果均表明，将金布巴粉比例提升至40%后，烧结矿各项技术经济指标与30%金布巴粉变化不大，在满足高炉生产需求同时能够降低烧结矿成本。

1 烧结杯实验

1.1 原料条件

本次烧结杯试验所用原均来自汉钢公司烧结中和料场及三立竖窑生石灰粉。在烧结制粒过程中，理想的情况是1mm～3mm的颗粒作为核颗粒，0.2mm～0.6mm的颗粒难以粒化，应越小越好[1]。金布巴粉中0.6mm～6.3mm占比约53.57%，＞6.3mm部分占比约13.61%，粒度适中，较为均匀，有利于提升料层透气性及烧结过程矿化反应的进行。

1.2 试验方案

根据汉钢公司矿粉资源情况及烧结厂生产条件，开展了代替PB粉的试验。试验方案及烧结指标见表1。

表1 烧结杯试验配矿方案及烧结指标

1.3 试验结果分析

由表1可知，试验1水分控制在7.9%，试验2水分控制在7.8%，利用系数有所降低。表明水分波动，对烧结利用系数、烧结矿转鼓和成品率均会造成影响。这体现了烧结水分控制的重要性，因为随着制粒水分的增加，混合料制粒改善，混合料中小颗粒比例减少，料层透气性提高，改善了烧结过程中的传质传热，烧结矿产量和强度指标均得到提高。试验3与试验1相比利用系数略有降低，转鼓强度（+1.87）和成品率（+1.89）优于试验1。原因在于合理的燃料加入量，能够得到有利的烧结料层最高温度，延迟高温保持时间，烧结过程液相生成适宜，从而确保烧结矿成品率。在汉钢公司原燃料条件下，配加40%金布巴粉代替部分PB粉是可行的，能够取得较好的技术经济指标。

2 工业试验

鉴于烧结杯试验取得不错的效果，在汉钢公司烧结厂两台265m2烧结机上进一步开展工业试验，烧结矿冶金性能和技术经济指标均能达到预期目标。

2.1 烧结机工艺参数

随着金布巴粉配比的提升，巴西混合粉配比降低，实际生产将烧结燃料配比、烧结机点火温度略微提升，其主要原因为金布巴粉烧损5.13%，较巴西混合粉及精矿粉高，化学水分解耗热需求增加所致。

金布巴粉配比提升后，烧结混合料水分需求升高，主要原因为金布巴粉湿容量高，亲水性好，提升水分有利于混合料造球，改善烧结过程透气性。

随着金布巴粉配比的提升，烧结料透气性提升，烧结后料面收缩现象增加，实际生产中适当利用平料器压料，防止透气性过好造成的垂直燃烧速度过高，减少烧结后料层的收缩，提升烧结矿强度。

2.2 烧结矿质量

在金布巴粉配比提升后，通过3组配比下烧结SiO2均稳定在4.7%～4.9%，烧结矿碱度均按2.15±0.10控制，烧结矿成分基本稳定。

烧结矿MgO含量略有升高，其主要原因为金布巴粉配比提升后，烧结矿Al2O3含量的升高，为保证高炉炉渣镁铝比，同步提升烧结矿中MgO含量。

烧结矿低温还原粉化RDI+3.15mm性能出现下降，金布巴粉配比增加至40%时，烧结矿低温还原粉化率降低至69.14%，其主要原因为金布巴粉Al2O3含量较高，其配比升高后影响烧结矿Al2O3含量升高，导致烧结矿低温还原粉化率出现下降。正常生产下，汉钢公司高炉要求烧结矿Al2O3小于2.0%、转鼓指数大于78%、低温还原粉化率RDI+3.15mm大于68%，金布巴粉配比在40%时基本符合上述要求。

2.3 烧结机指标

金布巴粉配比的升高，烧结机利用系数略有下降，烧结固体燃料单耗有所升高，其主要原因为：一是金布巴粉烧损较精矿粉高，金布巴粉配比升高后导致燃料配比的升高及烧结矿出矿率下降；二是金布巴粉配比提升后因烧结矿强度、粒级的变化，影响烧结矿返矿综合配比升高。

金布巴粉配比提升至40%后，烧结机垂直燃烧速度趋于升高，其主要原因为金布巴粉粒度组成较好，有助于改善烧结机料层透气性。

金布巴粉配比提升至40%后，烧结矿成本趋于降低，其主要原因为同期金布巴粉价格较PB粉低40元/吨左右。

2.4 采取的主要措施

①实施低碳厚料层烧结技术，该公司在40%金布巴粉配比时，将烧结机料层厚度从800mm提升至950mm，厚料层有利于烧结过程自动蓄热和烧结矿强度的提升，降低固体燃料单耗。②严格执行混合料水分7.5%±0.1%控制标准，稳定下料量和水分控制，提升混合料造球效果，提升烧结过程透气性。③金布巴粉配加比例提升后，随着料层厚度的提升，改造通过布料设施，加耙松料+平料器平料，改善料层透气性。④为改善高配比金布巴粉的烧结矿质量，汉钢公司配加了20%比例的无烟煤，无烟煤发热值高，有利于褐铁矿结晶水的脱除和烧结矿液相生成。

3 结论

①烧结杯试验表明，在汉钢公司原燃料条件下将烧结金布巴粉比例由30%提升至40%，代替部分PB粉，烧结矿质量完全能满足高炉生产技术要求。②金布巴粉配比提升后，将烧结机料层厚度从800mm提升至950mm，增强了烧结过程自动蓄热，确保烧结矿质量不下滑的前提下弥补了固燃单耗高的不足。③工业试验表明，金布巴粉配比提升后，适当提升点火温度至1100℃±50℃，同时采取低碳厚料烧结技术、调整水分控制标准至7.5%±0.1%等生产措施有利于提升烧结矿质量。④因同期金布巴粉价格较PB粉低，提升金布巴粉比例至40%，较30%金布巴粉配比烧结矿成本降低15元/吨，经济效益显著。