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高比例精粉烧结生产实践

2023-07-03 16:42:08

来源:中国炼铁网

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蒋海冰  张宏伟  温续宏  闫建明  班永生

(五矿营口中板有限责任公司炼铁厂)


摘  要  受世界钢铁市场的影响,进口铁矿价格逐步上涨,铁前成本大幅升高造成钢铁企业面临“微利”或者“负利”的严峻考验,如何降低铁前成本是企业生存最重要、最迫切的核心问题。营钢从整体炼铁系统成本考虑,建立铁矿综合性价比评价体系,合理搭配国内外各类铁矿粉资源,提高180㎡烧结机高性价比精粉比例,在保产、保质的前提下实现铁前系统成本最优。结果表明:在适宜的条件下,通过优化原料结构、提高熟熔剂占比、改善点火效果、改善料层透气性等方法实现精粉比例≥50%,烧结产量略有降低,质量指标提升明显,高炉使用后炉况稳定顺行。

关键词  烧结矿  精粉 


1  生产工艺及原料条件

营钢共有2台180㎡烧结机,分别自2005年、2012年相继投产,设计年产能385万吨,利用系数1.35t/(m2·h),烧结配料结构以主流巴西粉和澳粉为主,占比60%左右。现生产配料结构以澳矿、巴西卡粉和印度粉为主,搭配南非精粉、巴西精粉和国内精粉,精粉占比30%左右。常见物料成分及性能见表1。

通过表1可以看出,国内精粉、巴西精粉和南非精粉均为磁铁矿,组织结构致密坚硬,难还原。同化温度高于富矿粉,烧结性能较差。<1mm粒级占比高于富矿粉,不宜制粒,亲水性差。
随着进口铁矿价格上涨,精粉性价比优势逐渐升高,为降低铁前成本、优化原料资源配置,营钢调整生产模式,逐步提高精粉使用比例:国内精粉提高8%、南非精粉提高1%和巴西精粉提高7%,精粉占比达到52.24%,见表2。


2  生产操作调整

提高精粉比例至52%后,<1mm粒级占比由24%提高至32%,混合料中间颗粒增加,见表3。小粒级占比升高后会影响制粒效果,恶化料层透气性,负压升高,垂直燃烧速度降低。为适应原料条件变化,稳定生产保证技术经济指标,烧结工序在精粉配比增加的同时,采取了大量的措施强化制粒效果,优化烧结过程的透气性。


2.1  优化原料结构,降低烧结矿MgO含量

MgO在烧结过程中易与Fe3O4反应生成镁磁铁矿(MgO·Fe3O4),阻碍Fe3O4在烧结过程中氧化为Fe2O3,降低铁酸钙相的生成,造成成品烧结矿的冷强度和还原性降低。营钢根据原料结构变化,高比例使用精粉后,在满足高炉镁铝比0.65%的前提下,烧结矿MgO含量由2.45%降低至2.20%。降低亲水性差的白云石配比后,抵消部分精粉比例升高后对混合料透气性带来的负面影响,有利于料层透气性向好,有利于厚料层烧结。


2.2  提高生石灰使用比例,提高熟熔剂占比

为改善制粒效果,营钢提高生石灰使用比例,生石灰配比由5.4%提高至6.0%。通过提高生石灰使用比例,利用生石灰的凝聚作用和放热反应,有利于混合料的成球、提高料球的强度并提高混合料温度减少过湿带,提高料层透气性。降低石灰石配比,从而减少烧结矿中的“白点”,减少烧结矿在运输和存储过程中烧结矿体积膨胀引起的粉化现象。


2.3  改善点火效果

通过对180m2烧结机的1#、2#、3#风箱的结构形式进行改造,降低了点火负压高对烧结混合料原始透气性的破坏性,降低了混合料表层在点火区域内过熔结壳现象,提高了料层的透气性,实现了提高烧结机料层的目的。


2.4  松料器改造

对松料器进行改造,调整松料器高度及松料棒之间的间距,松料器分为2排,上排6根松料棒,下排7根松料棒,上排松料棒距离台车篦条高度为400mm,下排松料棒距离台车篦条高度220mm,松料棒之间间距为330mm。松料器长度1300mm。松料器投入使用后,对料层透气性改善明显。图2所示。


2.5  混合料料温提升,改善原始透气性                                    

使用余热发电中参蒸汽,蒸汽温度260℃,保证蒸汽压力0.25MPa以上,有效提高了蒸汽预热效果,并在混合机加热水,水温控制90-95℃,从而提高混合料料温≥55℃,垂直烧结速度提高。图1所示。


3  技术、质量指标对比

高比例精粉烧结后,通过采取以上控制措施,烧结产量无明显降低趋势,技经指标、质量指标更为精进,满足高炉生产需求。

高比例精粉烧结后,烧结矿铝含量降低0.21%,烧结矿MgO含量降低0.25%,有利于提高烧结矿强度,烧结矿品位升高0.35%,进而提高高炉入炉品位,对高炉生产具有积极意义。

高比例精粉烧结后,烧结矿<5mm粒级占比降低,>40mm粒级占比降低,平均粒级由21.56%提高至22.09%,烧结矿粒级更加均匀,强度向好。

高比例精粉烧结后,RDI+3.15降低1.70%,考虑到烧结矿FeO含量降低2.26%,综合对比配比调整后烧结矿RDI+3.15优于调整前。
高比例精粉烧结后,烧结过程中负压升高,垂直燃烧速度降低,烧结生产难度增加,烧结矿产量略有降低,平均日产降低283吨。


4  结论

(1)高比例精粉烧结后,烧结生产难度增加,烧结矿产量略有降低,营钢烧结产能大于铁产能,高比例精粉烧结满足生产物料需求。
(2)高比例精粉烧结后,烧结矿化学、物理、冶金性能各项指标均有所提高,烧结矿质量向好,对高炉生产具有积极意义。
(3)为应对高比例精粉烧结,通过采取降低烧结矿MgO含量、提高生石灰使用比例,改善点火效果,充分利用松料器改善料层透气性等手段,结合生产操作方针调整,可实现精粉占比50%左右,烧结产量略有降低,质量指标提升明显,高炉使用后炉况稳定顺行,烧结成本大幅降低。


5  参考文献

[1] 齐凤来 黄亚玲 司新国 高比例铁精粉烧结生产实践.

[2] 杨晓旭 提高全精粉烧结混合料制粒效率的研究.

[3] 太钢全精粉烧结生产实践.

[4] 范晓慧 铁矿烧结优化配矿原理与技术.

[5] 许满兴 张天启 铁矿石优化配矿实用技术.