高MgO球团的生产实践

《球团技术》高MgO球团的生产实践河北东山冶金工业有限公司烧结厂赵正明韩学忠刘以顺郝江华王红军郭春法赵利杰1、前言河北东山冶金工业有限公司烧结厂，现有一座TCS圆形多膛竖炉，年产球团矿30万吨。52m2烧结机2台，年产烧结矿140万吨。为我公司450+179+120=749m3高炉供矿。高炉炉料结构为30%球团矿+70%烧结矿。生产实践证明球团矿具有品位高，强度好、粒度均匀、易还原等优点，但是存在着还原膨胀率高，软化熔滴温度低等高温冶金性能问题。烧结矿由于为满足高炉造渣的要求，烧结矿MgO达到了3%以上，致使烧结矿强度差，成品率低，且烧结矿的冶金性能也不是最优。为了进一步优化高炉炉料结构，改善两矿冶金性能，进一步提高高炉生产经济技术指标，我们提出了烧结矿降低MgO，球团矿提高MgO等重大工艺改革的想法，重点是球团矿提高MgO,根据有关资料介绍，球团中MgO的含量提高，能够改善球团矿的高温冶金性能。因为从理论上讲，球团矿中少量配加MgO可以形成高熔点相，镁橄榄石〔2MgO·SiO2〕和偏硅酸镁〔MgO·SiO2〕熔化温度分别是1890℃和1557℃，对提高球团矿的冶金性能有显著效果。结合本厂现有的原料条件，要想提高球团矿MgO的含量，就必须重新选择一种新型高MgO质添加剂既不能影响竖炉的焙烧,又不能影响大的高炉炉料结构,根据以往的生产经验，我们最终选择了由宁城日月星大地化工有限公司生产的镁质添加剂代替膨润土进行生产。2、原料条件根据我厂的炉型结构，在原料上我们采用酸、碱精粉与镁质添加剂混合，其化学成分如表1表1原料成分及粒度成分Ｈ２ＯＴＦｅＦｅＯＣａＯＭｇＯＳｉＯ２ＳＲ２－２００目酸性铁粉８．５66．1927．471．90．657．20．130．2690碱性铁粉８．５65．5-2．21．154．130．200．575镁质添加剂8--23540--903、配料与造球3.1配料方案生产配料方案见表2，按照预想目标MgO含量达2.5进行配料计算，酸、碱精粉各为50%，配加相应镁质添加剂。表2球团配料方案酸性精粉碱性铁粉镁质添加剂48．2548．253．5《球团技术》3.2造球及生球质量3.2.1使用镁质添加剂后,与配加膨润土相比,造球效果明显增强,尤其是成球速度快,粒度均匀。与使用膨润土相比，生球抗压强度有所降低，但落下较以前有所升高，如对比效果见图1、图2所示。使用镁质添加剂后，成球盘盘底粘料现象明显减轻，生球水分升高对比效果见图3。〈1〉落下强度随着膨润土或镁质添加剂的配加量的增加而增加，但膨润土没有镁质添加剂上升趋势明显，取任何一点镁质添加剂始终比膨润土的落下强度高。〈2〉抗压强度的变化没有明显的规律，但配加镁质添加剂的球没有配加膨润土的球抗压强度高。〈3〉随着膨润土或镁质添加剂的配加量的增加，水分都呈上升趋势，但取任何一点镁质添加剂球水分始终比膨润土球水分大。通过以上三种结果，第一种现象对我们的使用镁质添加剂生产时有好处的，但是第二种现象、第三种现象均没有用膨润土效果好，会给焙烧带来一定的影响，但尚且能够满足竖炉生产的要求，但仍需在今后操作中可进一步优化改进。针对前期使用镁质添加剂所出现的问题，我们根据实际情况逐一进行了解决。针对生球质量差水分大的情况，增加了进润磨精粉量，提高精粉细度，以达到降低配加镁质添加剂量《球团技术》的问题，减少生球含水量；同时降低精粉烘干温度，保证物料原始水分，减少外加水量。调整球盘角度及刮刀位置，延长成球时间，以此来达到提高生球质量的目的。3.2.2通过努力，生球质量的确有了较大提高，满足了入炉要求见表3入炉生球质量（表3）粒度组成15mm-17mm%生球水分%抗压强度g/个球落下强度次/个球808．69659．64、TCS竖炉焙烧生产生产普通酸性球团时，上燃烧室温度控制在1050℃，下燃烧室温度控制在980℃，球团矿转鼓达90%以上，日产量为980吨。使用镁质添加剂生产镁质球团后，由于球团矿中MgO含量高，要求的焙烧温度高。在生产过程中，根据生产经验，逐步提高焙烧温度，上燃烧室温度由1100℃提升到1150℃，下燃烧室温度由1000℃提高到1050℃，但球团矿质量未见好转，转鼓仅为60%多，生球多，日产量降至800吨。通过分析为：风机风量小，炉内高温废气量小，焙烧能力弱，预热带温度低，生球干燥不好，热爆现象严重，炉内粉尘量大，透气性差，产量低。针对风机风量小，更换成大风量风机，将原来4台助燃风机,风量为17000m3/h，全压22kPa，总风机风量17000×4=68000m3/h。更换为2台高压风机，风量为48000m3/h，全压28kPa，总风机风量48000×2=96000m3/h。更换风机后，焙烧能力以及料层穿透能力明显加强，预热带温度达到600—700℃，干燥带温度达到180—240℃之间，产量达到1000吨/日以上，转鼓由原来60%上升至78—80%。但是由于更换风机后，各工艺参数发生变化，焙烧温度控制不当，加上炉内粉尘量大，导致各喷烧孔粘结，影响正常生产，不得不停炉检修。再次开炉后，吸取以前教训，根据实际情况控制焙烧温度，其热工制度见表4。竖炉焙烧热工制度（表4）上燃烧室温度下燃烧室温度防过湿带温度预热带温度冷却风箱压力上部助燃风压力下部助燃风压力煤气压力11801150210550—60024——2516．2517．5128．74.1成品球团矿的理化性能对比见表5表5成分TFeFeOSiO2CaOMgOSR2转鼓指数%试验前63.351.56.82.20.950.0150.2492试验后62.321.217.32.052.50.0120.385为了保证生球入炉质量和成品球的MgO含量，配加镁质添加剂生产比用膨润土配比增加了0.8—1个百分点，球团矿添加剂成本略有提高,但成《球团技术》本可通过高炉增铁降焦来降低。由于TCS竖炉工艺设备焙烧能力的局限转鼓强度下降了5—7个百分点，但仍能保证85%以上，完全满足450m3高炉生产物理强度的需求，并且冶金性能有了很大的改善。4.2高炉炉料整体效果〈1〉提高MgO的含量以后，虽然球团矿本身TFe下降0.6—1个百分点，但从高炉整体炉料结构来看而是品位提高了。因为保证不影响高炉造渣（渣中MgO的要求）的前提下，可以改善烧结矿的各项指标，使烧结矿MgO降低，烧结矿燃料消耗降低，烧结矿5—10mm粒级降低，使烧结矿的品位、成品率、转鼓指数等指标得到优化提高。降低MgO后的烧结矿指标与原来指标对比见表6表6生产指标利用系数R2转鼓指数MgOTFeFeO试验前1.342.0276.63.0156.39.77试验后1.52.0180.852.5457.66.72〈2〉3#高炉（128m3）使用高MgO球团矿的冶炼效果指标见表7表7生产指标高炉利用系数燃料比透气性指数平均风温矿球比例试验前4．595613．51108837/63试验后4．78540．973．58109540/60对比0.1920.03﹤3﹥1#450m3高炉使用高镁球团矿的效果见表8高炉使用高镁球团矿后，由于球团矿的还原性和熔融性能的改善，高炉透气性指数得以提高，同时带入高炉渣中的MgO也得到了提高，达到了10%以上，高炉渣中MgO提高后，不仅提高了炉渣三元碱度，降低生铁含硅，而且渣子的流动性、稳定性变好，提高了炉渣脱硫，排碱能力，使炉渣具有良好的综合冶金性能，解决了低硅冶炼过程中易出现炉凉，炉况不顺的问题，为高炉冶炼低硅生铁创造了良好的条件，高炉利用系数得以提高，焦比得以降低，高炉冶炼低硅生铁效果特别明显。5、结论：通过生产结果来看，用镁质添加剂生产高镁球团矿是非常可行的，而且高镁球团的冶金性能比普通球团矿的冶金性能提高了很多，极大的促进平均日产（t）利用系数t/m3d燃料比kg/t透气性指数平均风温℃平均风压KPa耗矿t矿球比例%综合入炉矿TFe（%）生铁含Si试验前1827.984.06559.89210952701.70670：3058.580.53试验期1911.454.25546.59811232651.67370：3057.380.46对比+83.47+0.19-13.3+6+28+9-0.033----1.2+0.07《球团技术》了炼铁指标的改善，为我公司高炉冶炼低硅生铁奠定了基础，给我公司创造了很大的经济效益。但是我们的生产中还存在着一些问题，如：炉内碎粉多、返粉大，炉底排料处环境差，球团矿转鼓强度不高，尤其是炉内粉尘量大导致各个燃烧室出风口易堵塞等诸多问题，有待我们在今后的生产中加以解决，我们将继续学习先进兄弟单位的生产经验，力争使球团矿的生产指标更加优化。