提高石灰石粉配比对烧结矿物质量的影响研究与应用

2020-04-20张红彪王伟刚

世界有色金属 2020年2期

张红彪，王伟刚

（山东钢铁集团莱芜分公司型钢炼铁厂，山东莱芜 271104）

生石灰、白云石、石灰石等是烧结矿生产的主要熔剂。未配加石灰石粉时，两台265m2烧结机每月消耗白灰量4万t～5万t，但长时间下来货源供小于求，影响到烧结机的产能。近年来，国家倡导绿色环保生产，国内部分白灰生产厂家被迫关闭，造成烧结熔剂成本价格明显提升。为稳定冶炼高炉生产，提高烧结矿质量指标和高炉技术经济指标，开始取消熔剂白云石，配加“生石灰+石灰石”的熔剂结构，目的通过实验找到合理的石灰石、生石灰的配比，达到烧结的最佳状态，降低烧结成本。

1 采取的主要措施

1.1 提高混合机制粒效果，改善原始料层透气性

原混合机衬板材质为含油尼龙衬板，容易导致混合机筒体内部大面积粘料，特别是二次混合机进料端，粘料厚度达600mm～700mm，影响混合机制粒效果，造成原始料层透气性下降。将含油尼龙衬板更换成陶瓷衬板，混合机衬板粘料情况有较大改善。同时研发新型喷头并优化加水方式。经过多次试验验证，在进口2.5m处使用第一个喷头，喷头之间间隔600mm，同时调整喷头角度为30°，目前二次混合机内共使用喷头9个，较前期减少4个喷头，雾化效果较好。混合料平均粒径达到4.2mm～4.5mm，制粒效果突出。

1.2 提高混合料温度，改善烧结过程料层透气性

混合料从配料、混合、布料、运输等环节均有不同程度的热量散失，混合料到达圆辊出料口时料温35℃～45℃，导致烧结过程中过湿层加厚，对透气性、终点温度等影响较大。原小矿槽周边已安装一排26个蒸汽喷头，在此基础上再增加一排26个蒸汽喷嘴，上下交错布置，防止物料堆积。管道末端加装疏水阀门用于保压提压。在梭式布料小车四周安装除尘布袋软密封，矿槽上部周围密封改造，实现矿槽内保温，减少热量损失。皮带通廊、转运站料线全封堵。各皮带通廊、转运站、厂房窗户用阳光板封堵，厂房门口增设隔热门帘，漏斗上部用皮子密封。改造后烧结混合料温度由此前的35℃～45℃提升至55℃～60℃之间，达到了预期效果。

图1 混合机陶瓷衬板

图2 加水雾化效果

1.3 研究实施800mm～850mm厚料层烧结技术创新

通过精确定位布料小车行程及端部滞留时间、解决小矿槽两侧大颗粒偏析问题，使大颗粒物料向小矿槽中间聚集，减少两侧边缘效应的影响。设置可调式料面压辊、对料面进行适当压料，布料效果以“中部平整，两端微弧”为目标，同时在泥辊下料口两侧增加挡料板，避免台车溢料现象发生。

在圆辊后方安装简易刮料装置，随着圆辊的转动，自动清理辊皮粘料，保证了下料通畅。铺底料厚度由原来的30mm～40mm提高至50mm～60mm，增加料层底部透气性。265烧结机栏板高度750mm，通过以上措施，使布料厚度达到了800mm～850mm，充分利用料层自动蓄热作用，克服了石灰石配比提升后对烧结矿质量的不利影响。

1.4 研究高石灰石占比下低炭及高强度粉末烧结技术创新

原矿料结构中精粉矿比例占20～25%，褐铁矿比例30%～40%，经混合机后，混合料水分7.5%～7.7%左右，配炭量3.9%～4.2%，典型的“大水大炭”式烧结，烧结矿FeO含量偏高。石灰石配比不断提升后，为改善料层透气性，将混匀料中精粉比例降至10%～15%，同时增加一定的粗粉比例，促进混合料制粒效果，通过厚料层烧结，将配炭量降至3.6%～3.9%。前期混合料水分依靠人工控制，存在个人经验差异。当水分波动时，人工不能及时发现，进而导致生产波动，严重时还可能导致停机。安装混合料水分微波在线监测后，混合料水分控制更加平稳，混合料水分也由前期的7.5%～7.7%降至7.2%～7.4%之间，实现了低水分烧结。

为了强化“造球”核心，促进液相量生成，对三筛筛网尺寸进行了改造，筛孔尺寸由4.5mm扩大为5.0mm，烧结内部返矿粒度＞5mm粒级含量由原来的15%～20%提升至20%～25%左右，为混合料制粒提供充足的“基核”，改善制粒效果与烧结料层透气性。同时筛分效果增强，成品烧结矿粉末含量降低。为降低成品烧结矿中“大块”组成。达到燃料粒度＜3mm占78%～82%的工艺要求，在原有一台小焦筛的基础上，又并列增加了一台小焦筛。燃料预筛分效率及效果大大提高。在现有四辊破碎机能力的基础上，燃料粒度合格率达到95%以上，成品烧结矿粒度组成趋向均匀。

2 效果检查

通过几年的研究实践，目前石灰石粉使用比例占熔剂的70%～75%，由265m2烧结机供料的两座1880m3高炉炉况运行平稳，未出现炉况不顺、休风等状况，实现烧结低耗高炉稳产模式。烧结机产能未受到影响，目前两台265m2烧结机烧结矿产量15500t/天～15700t/天，烧结机利用系数由原来的1.15提高至1.22。烧结矿实物质量并未受到影响，其中烧结矿转鼓指数提高到79%以上，筛分指数降低到4.5%以下，在使用高石灰石占比情况下，两项指标达到国内领先水平。