李  迪  曾凡波  劉  桐

(中天鋼鐵集團(tuán)第三煉鐵廠)  

摘  要  燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度對高爐指標(biāo)提高有重大的意義，中天鋼鐵集團(tuán)北區(qū)提高180-1#機燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度77%提升至78%，對應(yīng)6號高爐返礦率從15.6%下降至13.9%，顯著效果；同時隨著燒結(jié)礦強度提升，高爐料柱透氣性改善，有利于高爐原料結(jié)構(gòu)向降低燒結(jié)配比方向調(diào)整，有利于高爐強化冶煉。

關(guān)鍵詞  燒結(jié)礦  轉(zhuǎn)鼓強度  高爐  返礦率   

1  前言

中天鋼鐵集團(tuán)為配合國家環(huán)保新政策于2017年關(guān)停、拆除兩臺90 m2燒結(jié)機，目前燒結(jié)礦產(chǎn)能不足，高爐原料結(jié)構(gòu)中燒結(jié)配比僅能維持在65%左右。受制于現(xiàn)狀，為增加燒結(jié)礦入爐量，減少燒結(jié)返礦量，提出了通過提高燒結(jié)礦強度來降低返礦率，進(jìn)而提高有效入爐量的思路。

根據(jù)參考文獻(xiàn)[1-6]和相關(guān)鋼鐵廠家實際生產(chǎn)經(jīng)驗，合理搭配礦種、使用優(yōu)質(zhì)生石灰、適當(dāng)提高燒結(jié)礦SiO2、保證合理料層厚度和透氣性、改變?nèi)剂吓浔?、延長燒結(jié)礦高溫保持時間、控制好燒結(jié)礦FeO%區(qū)間、控制好燒結(jié)終點溫度、負(fù)壓、摸索合適的燃料粒級分布、合適的燒結(jié)堿度、Al2O3%和MgO%含量、使Al2O3/SiO2＜0.4等這些措施均能提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度。

結(jié)合中天現(xiàn)狀，開展了提高燒結(jié)礦強度的攻關(guān)，并分析了中天鋼鐵6號高爐（660m3）在1#機（180m2）燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度提升前后高爐返礦率和燒結(jié)返礦率的變化；分析并總結(jié)了了燒結(jié)礦強度提升后對高爐冶煉的影響。

2  研究方法

在實驗期內(nèi)，我們保證6號高爐所用燒結(jié)均來自一燒結(jié)180-1#機，燒結(jié)配料和成分、6號高爐所用焦炭品種、塊礦和球團(tuán)品種、6號高爐槽上倉位等參數(shù)均基本穩(wěn)定；通過每天做篩分，得出6號高爐每天實際的燒結(jié)礦返率，得出燒結(jié)礦強度對返礦率和高爐指標(biāo)的影響。

3  研究內(nèi)容

3.1  提高燒結(jié)礦強度攻關(guān)

試驗期，燒結(jié)工序做了以下工作來保障提升燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度：

（1）確保延長燒結(jié)高溫反應(yīng)時間；

（2）提高燒結(jié)燃燒帶厚度；

（3）降低燒結(jié)垂直燒結(jié)速度； 

（4）研究燒結(jié)礦返礦率，分析燒結(jié)礦強度提升后對燒結(jié)礦成品率及燒結(jié)產(chǎn)量的影響。

3.2  燒結(jié)礦強度提高對高爐冶煉的影響

（1）燒結(jié)礦強度提升后高爐冶煉操作參數(shù)的影響及高爐參數(shù)調(diào)控方向；

（2）燒結(jié)礦強度提升后對高爐冶煉指標(biāo)的影響；

4  結(jié)果分析與討論

4.1  燒結(jié)礦強度提升及效果

4.1.1  燒結(jié)礦強度提升

在實施提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度后，為了確保延長燒結(jié)高溫反應(yīng)時間，提高燒結(jié)燃燒帶厚度，降低燒結(jié)垂直燒結(jié)速度，燒結(jié)機速降低0.5-1Hz，燒結(jié)上料量減少5~10t/h，燒結(jié)料層厚度控制在810mm，降低燒結(jié)料層原始透氣性，具體如下表2所示。

燒結(jié)礦強度從8月1日起均值提升至78%（78.02%），如下圖1所示。相比實驗前，主要是減少了77%以下的強度值，晝夜強度波動減少，整體數(shù)值上升且穩(wěn)定。

對應(yīng)返礦率和燒結(jié)返礦率，隨燒結(jié)強度上升高爐返礦率在下降，燒結(jié)返礦率也在降低，大致為燒結(jié)強度提升1%，返礦率降低3%（包含塊礦、球團(tuán)），燒結(jié)返礦率降低約2%，具體如圖2、圖3所示。

4.1.2  燒結(jié)礦強度提升與燒結(jié)礦質(zhì)量變化

（1）燒結(jié)礦中FeO基本沒有變化

根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，F(xiàn)eO提升幅度較小，對強度影響有但不是最主要的。本次實驗期間燒結(jié)礦中亞鐵含量變化較小，按要求控制在8%-8.5%。

（2）燒結(jié)礦中SiO2、Al2O3和MgO

根據(jù)“提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度的生產(chǎn)實踐” [3]和“影響燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度的因素研究”[2]，燒結(jié)礦中SiO2保持在5%-5.5%，保證Al2O3/SiO2＜0.4，同時MgO控制在2.5%左右。實驗中三者含量均小幅下降，保證了燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強度的穩(wěn)定提升，具體如圖5所示。

4.2  燒結(jié)強度對高爐技術(shù)指標(biāo)的影響

4.2.1  實驗期間高爐生產(chǎn)基本情況

實驗期間因燒結(jié)礦供應(yīng)出現(xiàn)缺口，燒結(jié)礦堿度R2中線由實驗前的2.05提高到實驗期間的2.15，如圖6所示；實驗期間高爐原料結(jié)構(gòu)中燒結(jié)礦配比由實驗前的70%降到65%并維持穩(wěn)定，如圖7所示；球團(tuán)比例由16%增加到21%；塊礦比例14%維持不變（修正了8月21日檢修數(shù)據(jù)）。

隨著球團(tuán)比例增加，料柱堆密度增加；球團(tuán)礦堆角小，易于將滾向邊緣和中心；酸性球團(tuán)相比燒結(jié)礦而言軟化溫度低等，以上綜合效果致料柱透氣性差。但本次試驗期間燒結(jié)比例降低、球團(tuán)比例增加過程中料柱透氣性指數(shù)變化不大，如下圖8所示，這與實驗期間燒結(jié)礦強度提升有著密切關(guān)系。同時，試驗期間因料柱透氣性變化不大，燒結(jié)比例降低對高爐順行及透氣性影響較小且隨著球團(tuán)比例增加入爐品位提高，如下圖9所示。

4.2.2  燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓提升后提高冶強操作

有上述基礎(chǔ)條件，高爐在燒結(jié)礦強度改善期間進(jìn)行了提高冶強操作：增加風(fēng)機靜葉以提高風(fēng)量，如圖10所示；同時提高富氧率、增加噴煤相結(jié)合，富氧率變化如圖11所示。

隨著風(fēng)機增加靜葉，富氧增加，高爐接受程度較好，風(fēng)量有所增加，基礎(chǔ)風(fēng)量由原先的1760-1800m3，提高到1800-1850m3，表明燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強度上升有利于高爐增加冶煉強度。

4.2.3  燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓提升后高爐操作經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化

隨燒結(jié)礦強度上升，爐況順行，產(chǎn)量提升，總體取得了較好地經(jīng)濟(jì)效益，主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如下表3所示。

實驗期內(nèi)消耗略有上升，主要是隨著冶煉強度提高，煤氣流速增加在爐內(nèi)停留時間降低，利用率略有下降，由46.59%降低到46.3%；同時，富氧率增加，提高煤比、適量提高負(fù)荷有關(guān)。

5  效益測算

僅單一個6號高爐，在燒結(jié)礦強度從77%提高到78.02%，返礦率降低1.7%，燒結(jié)返礦率降低了1.8%，8月全月6號高爐減少燒結(jié)返礦380噸，按一燒結(jié)8月成本937.40元/噸計算，效益在35.62萬元，加上減少的拉返礦運費，總效益為35.72萬元，噸鐵4.40元。燃料比增高4kg，主要是煤比增加了4kg，成本增加3.97元/噸。和7月對比，增產(chǎn)60噸/天，增產(chǎn)效益5.50元/噸。燒結(jié)因提升強度，成本增加1.88元，則算成噸鐵為2.38元/噸，合計增加效益3.55元/噸，預(yù)計6號高爐全年增加效益345.06萬元，推廣至北區(qū)，全年降本在2044.8萬元以上（1號高爐停爐未計算在內(nèi)），效益顯著。

6  結(jié)論

（1）現(xiàn)有燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強度范圍下（76-80），通過延長燒結(jié)高溫反應(yīng)時間，提高燒結(jié)燃燒帶厚度，降低燒結(jié)垂直燒結(jié)速度有利于提高燒結(jié)礦強度。

（2）燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度對燒結(jié)返礦率和返礦率有較大影響，呈現(xiàn)反比例關(guān)系，目前條件下，燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強度提升1%，返礦率降低3%。

（3）提高燒結(jié)礦強度有利于高爐原料結(jié)構(gòu)向降低燒結(jié)配比方向調(diào)整，同時有利于高爐強化冶煉。

（4）根據(jù)本次工業(yè)實驗，公司將燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強度中線從76±1%上調(diào)至78±1%。

7  參考文獻(xiàn) 

[1] 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.

[2] 陳有生，等.影響燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度的因素研究[J].柳鋼科技.2010.1.

[3] 茍元虎，等.提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度的生產(chǎn)實踐[J].安徽冶金.2013.4.

[4] 李井成，等.武鋼提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度的實踐[J].武鋼技術(shù).2007.4.

[5] 梁合敏，等.邯寶煉鐵廠提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度的實踐[J].燒結(jié)球團(tuán).2008.12.

[6] 周國凡，等.提高高鐵低硅結(jié)礦強度的實驗研究 [J].鋼鐵研究.2007.4.