摘  要：近年來為了降低生鐵成本，許多鋼鐵企業(yè)采用了降低燒結(jié)礦堿度的方法。本文根據(jù)酒鋼燒結(jié)礦SiO2高的特點，探索堿度變化對燒結(jié)礦的質(zhì)量、經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、冶金性能的影響，以及對高爐冶煉的影響，確定燒結(jié)礦堿度的適宜范圍，并對燒結(jié)礦堿度變化與生鐵成本的關(guān)系進行探討。

關(guān)鍵詞：高硅燒結(jié)礦 質(zhì)量　經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)　冶金性能　適宜堿度　經(jīng)濟性 

1  引言

近幾年來我公司燒結(jié)礦堿度一直穩(wěn)定在1.80倍,強度和冶金性能基本滿足高爐需要。為提高燒結(jié)礦配比降低成本，在塊礦資源不足的情況下，高爐配加部分硅石來平衡爐渣堿度。如果能夠適當(dāng)降低燒結(jié)礦堿度，可以起到減少或者不配加硅石，提高入爐品位、降低燃耗、降低生鐵成本的作用。在當(dāng)前成本競爭壓力下，許多鋼鐵企業(yè)都采取了適當(dāng)降低燒結(jié)礦堿度來降低成本的方法[1]。為此我公司開展了堿度變化對燒結(jié)礦質(zhì)量、經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、冶金性能及高爐影響的研究，提出燒結(jié)礦堿度的適宜范圍，以及燒結(jié)礦堿度變化與生鐵成本的關(guān)系，為降低生鐵成本創(chuàng)造條件。 

2 酒鋼燒結(jié)礦堿度變化情況

　酒鋼燒結(jié)礦堿度變化。

酒鋼燒結(jié)自投產(chǎn)以來，經(jīng)歷了自熔性燒結(jié)礦（Ｒ1.2）、高堿度燒結(jié)礦（R1.65-2.0）+小球燒結(jié)礦（R0.4）、高堿度燒結(jié)礦（Ｒ1.65-2.0）、固定高堿度燒結(jié)礦（R1.8）四個階段。隨著燒結(jié)礦堿度的提高，燒結(jié)及高爐的各項指標(biāo)均得到了改善。

3 燒結(jié)礦堿度對冶金性能的影響分析

一般情況下，燒結(jié)礦堿度為1.8-2.0倍時，強度、還原性好，低溫還原粉化率較低。但對于低品位、高SiO2的原料，適宜生產(chǎn)低堿度燒結(jié)礦，高品位、低SiO2的原料適宜生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦。主要是由于SiO2含量降低后，為滿足鐵酸鈣生成數(shù)量，需要增加CaO含量，提高燒結(jié)礦堿度，來確保燒結(jié)礦冶金性能[2]。

通常國內(nèi)燒結(jié)礦品位在54～57%， SiO2含量在6%左右，燒結(jié)礦堿度在1.8倍時，CaO含量在10.8%左右；酒鋼燒結(jié)礦屬于典型的低品位、高硅燒結(jié)礦，堿度1.8倍的燒結(jié)礦品位49～50%， SiO2含量8.3%，CaO含量14.9左右%。與國內(nèi)其它鋼廠相比，堿度在1.8倍時，酒鋼燒結(jié)礦CaO含量較其它鋼廠燒結(jié)礦高4.1%,高出幅度為37.96%（詳見表2）。當(dāng)酒鋼燒結(jié)礦堿度降低到1.65倍時，CaO仍比國內(nèi)平均堿度1.8倍燒結(jié)礦高出26.85%。

根據(jù)寶鋼和首鋼的研究資料顯示，在入爐燒結(jié)礦粒度在10～15mm以上，在高強度冶煉條件下，燒結(jié)礦在爐內(nèi)低溫區(qū)域（400～600℃）停留時間短，低溫還原粉化率變化對高爐的影響并不太明顯。所以在一定條件下，低溫還原粉化率并不必然對高爐順行帶來負(fù)面影響，還能夠起到均勻粒度，改善透氣性的作用[3]。

4燒結(jié)礦堿度與高爐生產(chǎn)相關(guān)性對比分析

4.1燒結(jié)礦堿度變化對高爐影響對比

根據(jù)酒鋼1#高爐歷史生產(chǎn)指標(biāo)，對比分析燒結(jié)礦堿度與高爐生產(chǎn)相關(guān)性。為保證可比性，選擇原燃料質(zhì)量及高爐配料結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)均相對穩(wěn)定的2005年3月、4-5月和2015年10月三個階段，并剔除因檢修、事故造成高爐波動的參數(shù)，相關(guān)指標(biāo)各取15天平均值進行對比，不同階段高爐配料結(jié)構(gòu)、原燃料質(zhì)量、高爐主要指標(biāo)。

（1）三個階段的入爐品位、焦比、煤比、日產(chǎn)量等主要指標(biāo)均基本一致。

（2）三個階段燒結(jié)礦堿度分別為1.92、1.66、1.80倍，入爐品位基本相同，第三階段燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度、焦碳冷強度等指標(biāo)均優(yōu)于前兩個階段；只有焦碳含Ｓ量1.29%，較前兩個階段高0.67－0.74%。

（3）三個階段的主要差異是爐料結(jié)構(gòu)，第三階段高爐熟料比94%，較前兩個階段高8－10%；

（4）各階段高爐焦比、煤比、產(chǎn)量等主要指標(biāo)均取得較好水平，說明酒鋼燒結(jié)礦堿度在此范圍的變化并未對高爐生產(chǎn)造成明顯負(fù)面影響。

4.2 堿度對燒結(jié)產(chǎn)能及燃耗的影響

4.2.1　2005年3-4月份，1#2#燒結(jié)機燒結(jié)礦堿度由1.95倍降至1.65倍，燒結(jié)礦臺時產(chǎn)量及燃料配比。

1#2#燒結(jié)機堿度1.95和1.65的兩個時段，燒結(jié)機臺時產(chǎn)量、燃料配比基本保持一致。

4.2.2　2014年3-4月份，1#2#3#燒結(jié)機燒結(jié)礦堿度由1.80倍降至1.75倍前后燒結(jié)礦臺時產(chǎn)量、返礦率及燃耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表7。

燒結(jié)礦堿度1.75倍與1.8倍期間相比：

臺時產(chǎn)量下降2t/h.臺，分析主要是由于燒結(jié)機頻繁倉滿停機影響臺時產(chǎn)量；

燒結(jié)燃料配比及燃耗略有上升，主要與第二階段燒結(jié)機降低產(chǎn)能提高燃料利用率有關(guān)；

1#2#高爐返礦率上升0.66%，3-6#高爐返礦率下降0.77%，綜合返況率基本持平。

通過上述數(shù)據(jù)對比，兩個階段燒結(jié)礦的堿度變化與燒結(jié)機臺時產(chǎn)量、燃耗、返礦率基本沒有直接對應(yīng)關(guān)系。

5 不同堿度燒結(jié)礦試驗及冶金性能測試結(jié)果

2015年10月-2016年6月份，酒鋼與西安建筑科技大學(xué)聯(lián)合進行了酒鋼燒結(jié)礦不同堿度下的質(zhì)量指標(biāo)及冶金性能試驗，具體結(jié)果如下。

5.1燒結(jié)杯試驗結(jié)果

5.1.1成品率

不同堿度下成品率指標(biāo)。

燒結(jié)礦成品率隨堿度變化的規(guī)律不太明顯。燒結(jié)礦堿度在1.3-1.5倍期間，變化幅度較大；在1.4倍-2.0倍期間，隨著堿度的上升成品率呈平緩下降趨勢，但均處于較高水平?？傮w來看，成品率在堿度1.6-2.0倍時穩(wěn)定在較高水平。

5.1.2不同堿度下燒結(jié)機利用系數(shù)變化情況

不同堿度下利用系數(shù)。

燒結(jié)礦堿度在1.4-1.9倍區(qū)間，利用系數(shù)隨堿度的上升逐步增加。

5.1.3轉(zhuǎn)鼓指數(shù)

不同堿度下轉(zhuǎn)鼓指數(shù)。

燒結(jié)礦堿度在1.3-2.0倍期間，隨著燒結(jié)礦堿度的上升，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)相應(yīng)升高。

其中堿度在1.3-1.6倍期間，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)隨著堿度同步上升幅度較大；在1.6-1.9倍期間，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)隨著堿度的上升增幅較小，相對穩(wěn)定在67～69%；總體來看，轉(zhuǎn)鼓指標(biāo)在堿度1.6倍以上時都處于67%以上的較好水平。

5.2冶金性能

5.2.1還原度

不同堿度下還原度。

堿度在1.3-1.7倍區(qū)間，還原度指數(shù)隨堿度的升高而增加；在1.6-2.0倍區(qū)間，還原度指數(shù)相對穩(wěn)定在85%以上的較高水平。

5.2.2低溫還原粉化率

不同堿度下低溫還原粉化率。

燒結(jié)礦堿度在1.3倍～1.5倍區(qū)間，隨著堿度的上升，低溫還原粉化率指標(biāo)上升幅度明顯；堿度在1.6倍～1.9倍區(qū)間，低溫還原粉化率RDI6.3%和ＲＤＩ3.15%變化量都較小，分別穩(wěn)定在96%、98.5%以上，主要原因是酒鋼鐵精礦中含有少量鋇元素，可以有效改善燒結(jié)礦的低溫還原粉化率[4]；堿度達到2.0時低溫還原粉化率下降幅度明顯。

5.2.3軟熔特性

不同堿度下燒結(jié)礦軟熔特性實驗結(jié)果。 

熔融開始溫度、熔融終了溫度隨堿度的變化整體顯現(xiàn)升高趨勢，但融化區(qū)間隨堿度的升高呈明顯的降低趨勢；最大壓差隨堿度增大呈明顯的降低趨勢;熔滴特性值隨著堿度的增大，呈現(xiàn)先降低后略增大的趨勢。

綜合軟熔性能各項參數(shù)，酒鋼燒結(jié)礦在堿度1.6～2.0倍時，軟熔指標(biāo)相對較好，堿度1.6～1.8時熔滴特性指標(biāo)最佳。

　5.3試驗結(jié)論

5.3.1燒結(jié)礦成品率：隨堿度變化的規(guī)律不太明顯，但堿度在1.6-1.9倍區(qū)間相對穩(wěn)定且在較高水平。

5.3.2燒結(jié)礦利用系數(shù)：隨著堿度的上升逐步增加。

5.3.3轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、還原度：隨燒結(jié)礦堿度增加而升高，堿度1.6倍以上增幅變小，均有較好指標(biāo)。

5.3.4低溫還原粉化率：總體較好，堿度在1.6倍～1.9倍區(qū)間基本穩(wěn)定。

5.3.5軟化熔融性能：在堿度1.3～1.6倍區(qū)間，隨堿度的上升軟化熔融性能改善，堿度1.6-1.9倍區(qū)間變化較緩，總體指標(biāo)較好，滿足高爐要求。

6 燒結(jié)礦堿度對成本的影響

6.1 堿度對燒結(jié)礦原料成本的影響

燒結(jié)礦堿度變化與品位及原料成本測算：

隨著燒結(jié)礦堿度的下降，由于石灰石用量減少，精礦增加，燒結(jié)礦品位增加，成本隨之上升。

6.2燒結(jié)礦堿度變化對生鐵原燃料成本的影響

燒結(jié)礦堿度變化與高爐指標(biāo)成本變化測算。

隨著燒結(jié)礦堿度的降低，保持入爐品位、爐渣堿度不變，進一步提高燒結(jié)礦配比，可明顯降低生鐵成本。

7 結(jié)語

根據(jù)理論、試驗結(jié)果和歷史指標(biāo)對比分析，酒鋼燒結(jié)礦堿度在1.6倍-1.9倍區(qū)間冶金性能相對穩(wěn)定，能夠滿足高爐需要?？梢愿鶕?jù)需要在1.6倍-1.9倍區(qū)間選擇適宜的燒結(jié)礦堿度，降低生鐵成本。

參考文獻：

[1]龔方泉，黃智華，李波.降低燒結(jié)礦堿度操作實踐 [J]. 江西冶金, 2013, 33(6):12-14.

[2]周傳典，高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002-8，p30.

[3]馬金芳，賈軍民，趙滿祥等，燒結(jié)礦低溫還原粉化性能對高爐生產(chǎn)的影響[C].第十五屆全國大高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會論文集.2014-9,p753.

[4]周取定　任允芙　蔣烈英，酒鋼強磁選精礦燒結(jié)的研究[J].鋼鐵,1988-6,p 10.