閻占海  張化明  霍紅艷

（河鋼集團(tuán)邯鄲分公司）

摘  要  介紹了邯鋼低硅高鎂球團(tuán)礦實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)線投籠試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)的情況。實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了提高球團(tuán)礦入爐品位、降低硅含量、改善冶金性能的目標(biāo)。確定了球團(tuán)礦合理的硅和鎂含量范圍、適當(dāng)?shù)逆?回-環(huán)三機(jī)熱工參數(shù)。實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞  球團(tuán)  低硅高鎂  投籠  冶金性能

1  前言

為適應(yīng)京津冀地區(qū)環(huán)保形勢的要求，邯鋼高爐將增加球團(tuán)礦配比，減少燒結(jié)礦產(chǎn)能。鎂質(zhì)球團(tuán)在實(shí)現(xiàn)燒結(jié)鎂轉(zhuǎn)移、改善球團(tuán)冶金性能方面有著極大優(yōu)勢，濟(jì)鋼、鞍鋼、梅鋼、馬鋼等企業(yè)在鎂質(zhì)球團(tuán)生產(chǎn)及使用上都取得了提產(chǎn)、降耗、改善渣系性能的良好效果[1～5]，為此邯鋼利用現(xiàn)有200萬噸鏈-回-環(huán)球團(tuán)生產(chǎn)線，開展低硅高鎂球團(tuán)礦生產(chǎn)，效果良好。

2  試驗(yàn)用原料

根據(jù)外廠鎂質(zhì)球團(tuán)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，鎂質(zhì)添加劑可采用氧化鎂、白云石粉、菱鎂石粉及其輕燒粉、蛇紋石粉、鎂質(zhì)膨潤土、富鎂精粉等途徑，國內(nèi)都取得過成功經(jīng)驗(yàn)[6～9]，對邯鄲本地白云石粉、氧化鎂粉實(shí)驗(yàn)室及投籠試驗(yàn)，均出現(xiàn)細(xì)度問題影響造球效果及成品抗壓強(qiáng)度，且現(xiàn)場增加密封配料倉投入費(fèi)用高，為此采用富鎂精粉增鎂途徑，進(jìn)行鎂質(zhì)球團(tuán)生產(chǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)原料為進(jìn)口球粉為主，國內(nèi)精粉為輔，精粉4為赤鐵礦，其它為磁鐵礦，具體情況見表1，表2，預(yù)測成品充分見表3。

3  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募斑^程

3.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

本實(shí)驗(yàn)主要通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、投籠試驗(yàn)，驗(yàn)證在當(dāng)前的原料條件下，焙燒低硅高鎂球的可行性，并確定合理的精礦配比，研究球團(tuán)礦性能的影響因素，為連續(xù)性的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

3.2  實(shí)驗(yàn)室生球制備和焙燒

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)膨潤土配比2.0%，生球在φ0.55 m 的小型造球盤上制備，球盤傾角50°，轉(zhuǎn)速 25r/min左右，造球時(shí)間8min，生球水分控制在 9±0.2 %。 生球中 8～15 mm粒級占95 %以上，取10～15mm的球團(tuán)作為試驗(yàn)球團(tuán)。生球平均抗壓1.5次—2.1次。

3.3  預(yù)熱和焙燒試驗(yàn)

為了縮短試驗(yàn)時(shí)間，預(yù)熱和焙燒試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行，試驗(yàn)在φ60mm管爐中進(jìn)行，預(yù)熱10min，焙燒10min，緩冷5min。

3.4  投籠試驗(yàn)

投籠試驗(yàn)用的籠子規(guī)格φ150×350，用不銹鋼筋焊接而成，縫隙小于5mm，每次投籠前裝入在實(shí)驗(yàn)室造好的生球300個(gè)，在鏈箅機(jī)尾部一次投兩個(gè)籠子，在環(huán)冷機(jī)出料口取出。取球后先查驗(yàn)籠內(nèi)球的爆裂情況并查清剩余的完整球數(shù)量，然后送實(shí)驗(yàn)室做抗壓檢測和冶金性能指標(biāo)檢測。

3.5  工業(yè)試驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及投籠試驗(yàn)均取得成功的情況下，組織了小規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)，對造球、熱工等參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，最終確定了工業(yè)生產(chǎn)時(shí)的相關(guān)參數(shù)。

4  實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和投籠試驗(yàn)取得了較為滿意的效果，且投籠試驗(yàn)所獲得的球團(tuán)未出現(xiàn)明顯爆裂的情況，詳見表4、表5。

4.1  高鎂精粉對生球強(qiáng)度和膨潤土配比的影響

由于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)效果不明顯，這一實(shí)驗(yàn)主要在產(chǎn)線上進(jìn)行。表1中精粉5為高鎂礦，其配比對生球強(qiáng)度和膨潤土配比影響較大，主要是因?yàn)樵摰V種粒度較差，-200目含量僅為50%左右，親水性也較差。

表4可以看出，高鎂精粉配比增加對生球強(qiáng)度有顯著影響，在膨潤土配比不變的情況下，隨著高鎂精粉配比增加，生球強(qiáng)度顯著下降，要保證生球強(qiáng)度，必須大幅提高膨潤土配比。

4.2  預(yù)熱及焙燒溫度對高鎂球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的影響

配加高鎂精粉后，球團(tuán)礦中鎂含量發(fā)生顯著變化，對球團(tuán)礦熱工制度產(chǎn)生了明顯的影響，鎂含量和熱工參數(shù)的變化如下表5。

試驗(yàn)表明，隨著球團(tuán)礦中鎂含量逐漸升高，所需的預(yù)熱和焙燒溫度也逐漸升高，但球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度卻呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。

4.3  低硅含鎂球團(tuán)冶金性能研究

將球團(tuán)礦鎂含量固定在2.5%左右進(jìn)行投籠試驗(yàn)，考察溫度與冶金性能的關(guān)系，結(jié)果如表6。

據(jù)上表可以看出，鏈箅機(jī)預(yù)熱溫度和窯頭溫度對球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度有顯著影響，前三組投籠盡管焙燒溫度已經(jīng)高達(dá)1280℃，但是成品球抗壓強(qiáng)度依然不高，當(dāng)預(yù)熱溫度和窯頭溫度增加到一定程度以后，成品球抗壓強(qiáng)度顯著升高。

此外，六組投籠試驗(yàn)中，后三組投籠試驗(yàn)得到了合格球團(tuán)，與前三組不合格球團(tuán)比較，還原膨脹存在顯著差異，但還原度差異不大。

根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，后期進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，也取得了滿意的結(jié)果，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)，滿足了高爐的需求。在連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)過程中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鏈箅機(jī)預(yù)熱溫度低于1050℃時(shí)，窯中含粉率明顯增加，窯中焙燒氣氛惡化，環(huán)冷機(jī)料層透氣性嚴(yán)重惡化，除了引起球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度下降外，窯中結(jié)圈的速度有明顯加速的趨勢，成品皮帶出紅球的次數(shù)明顯增加。

5  結(jié)語

用配加高鎂精粉的方法在鏈-回-環(huán)球團(tuán)生產(chǎn)線上生產(chǎn)低硅高鎂球團(tuán)礦是可行的。

與普通酸性球團(tuán)礦相比，低硅高鎂球團(tuán)的預(yù)熱及焙燒需要更高的溫度，尤其是更高的預(yù)熱溫度和窯頭溫度。焙燒溫度增加到一定程度，繼續(xù)增加溫度對球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度影響不顯著。

低硅高鎂球團(tuán)焙燒強(qiáng)度不夠時(shí)，可能引起嚴(yán)重的還原膨脹，由于本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有限，暫不能下肯定的結(jié)論，尚需進(jìn)一步研究。

鏈-回-環(huán)工藝條件下焙燒低硅高鎂球團(tuán)，掌握好預(yù)熱溫度對控制窯中結(jié)圈至關(guān)重要。

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