提高褐铁矿使用比例的工艺技术研究和应用

科研项目结题报告第1页共17页科研项目结题报告第2页共17页提高褐铁矿使用比例的工艺技术研究和应用一、摘要：我厂烧结用的廉价矿主要是以褐铁矿为代表的单矿品种，2005年度炼铁厂为降低烧结配矿成本，进行了提高廉价矿（褐铁矿）使用比例的生产技术攻关和研究。由于廉价褐铁矿的烧结性能相对较差，随着廉价矿比例的提高，整体烧结性能亦随之变差，烧结操作的把控难度增加。通过此次科研项目过程中的研究与实践，我们已经掌握了高褐铁矿配比的烧结强化措施，在降低配矿成本的同时，且确保烧结矿的产质量不后退。技术攻关包括研究褐铁矿在烧结配矿对混匀矿综合性能的影响以及不同褐铁矿比例对于烧结生产的影响；提炼总结的烧结强化措施包括低热值煤气点火在高比例褐铁矿烧结中的应用、混合料加水的合理调控、厚料层、蒸汽预热混合料等措施；廉价矿（褐铁矿）使用比例最高达到41%，且连续稳定生产三个月，烧结矿转鼓指数等各项质量指标均达到高炉的需求。关键词：廉价矿、褐铁矿二、研究计划要点及执行情况概述研究计划的要点：利用混匀智能堆积系统进行造堆，解决配矿品种的增加对混匀生产和混匀矿质量波动；科研项目结题报告第3页共17页对褐铁矿品种的铁矿物和脉石矿物的组成进行微观分析;逐步增加褐铁矿（廉价矿）的配矿比例，通过各项强化措施的使用进行生产实践。三、研究工作主要进展和取得的成果3.1利用混匀智能堆积系统进行造堆混匀智能堆积系统解决了原料重量配料法的缺陷，重量法由于水份波动较大，造成配料精度不够，引起成份波动大，料堆成份难以进行修正和调整。混匀智能堆积系统通过成分配料法进行配料，由计算机进行全程自动控制，提高混匀矿配料的精度，减少混匀料堆的成分波动，同时可以处理多种单矿的配矿结构。3.3褐铁矿（马拉曼巴类矿粉）的系列烧结杯试验MAC矿是典型的马拉曼巴类矿，该矿是属于澳大利亚BHP公司产半褐铁矿（马拉曼巴）类，较高铁、低杂质。含有少量的结晶水，粒度中等。且为此次提高褐铁矿配比的主要矿种，所以在试验前有必要对该矿的特性作详细的了解。通过在试验进行烧结杯试验，逐渐认知并掌握该矿种的烧结性能和针对性操作，试验安排如下：烧结试验参数控制烧结杯试验的工艺参数控制，烧结矿的碱度控制为1.80倍,SiO2科研项目结题报告第4页共17页含量为4.75%，MgO含量为1.65%为基准。然后用MAC粉矿替代巴西MBR矿粉。MAC粉矿的试验配比分别为12%、17%、20%、25%。本试验采用Ф300×600mm烧结杯系统，试验过程中，一次混合（加水、湿混），二次混合制粒3min。试验控制参数见表1。烧结饼的处理以及指标的计算均按ISO标准执行。烧结杯试验结果分析根据公司2005年配矿思想，逐渐用MAC粉、CVRD球粉来替代MBR，减少巴西矿在本公司中的比重。巴西矿比例从33%降到29%，逐步提高澳洲矿的比例。MAC粉矿从12%逐渐提高到25%。MAC粉矿试验配比序号MACCVRD矿CVRD球澳矿扬迪矿MBR匀矿生石灰石灰石白云石蛇纹石焦粉返矿粉112.013.07.021.023.013.066.652.505.100.952.403.4019.00217.016.015.017.024.00.066.702.505.001.102.303.4019.00318.015.014.019.023.00.066.732.504.921.232.223.4019.00420.016.014.016.023.00.066.702.505.001.152.253.4019.00525.016.013.014.021.00.066.702.505.001.152.253.4019.00烧结杯试验结果序号MAC利用系数固体燃耗返矿平衡返矿率成品率垂直烧结速度烧损TI平均粒径(5mm)112.01.3647.491.0019.2480.7617.4016.7469.9120.44217.01.3548.071.0520.2379.7717.5416.7970.2719.82318.01.4147.920.9319.9880.0218.2716.7370.6719.36420.01.3847.901.0119.6480.3617.8617.0769.3819.97525.01.3648.161.0319.9980.0117.6917.1570.4819.95烧结矿成分序号TFeFeOCaOMgOAl2O3CSPSiO2MnOＲ158.636.308.231.611.450.0300.0100.0464.480.221.84258.867.128.361.601.450.0350.0060.0474.540.221.84358.455.918.461.491.450.0200.0050.0464.550.191.86459.035.928.451.601.540.0250.0090.0484.630.241.83558.826.178.561.611.500.0180.0090.0474.590.211.87科研项目结题报告第5页共17页从上数据可以分析出：1）、随着MAC粉矿配比的提高在烧结矿转鼓强度上没有明显的下降。2）、MAC粉矿17%、18%、20、25%配比试验结果和基准相比，成品率、返矿率、烧结矿平均粒度等指标均有变差的趋势。这与烧结配矿中，MBR粉矿的减少，CVRD球粉增加到15%有关，因为，MBR矿烧结性能较好。CVRD球粉是一种经过浮选的、粒度很小的赤铁矿，因此，该矿表面有一层有机物，造成该矿种疏水性很强，不易造球。而且在烧结过程中，该矿影响烧结的透气性、恶化烧结过程。3）、MAC粉矿配比提高到18%，在烧结生产中应用风险不是很大。图1MAC粉矿烧结试验结果分析图63.066.069.072.075.078.081.084.012.017.018.020.025.0MAC粉矿烧结试验配比/%转鼓强度/%63.066.069.072.075.078.081.084.0成品率/%3.40%转鼓强度3.40%成品率3.60%成品率3.60%转鼓强度科研项目结题报告第6页共17页MAC矿粉在不同焦粉配比下和转鼓成品率关系图69.071.073.075.077.079.081.083.085.03.33.43.53.63.73.83.944.14.24.3焦粉配比/%转鼓强度/%12%MAC矿粉转鼓强度17%MAC矿粉转鼓强度12%MAC矿粉成品率17%MAC矿粉成品率20%MAC矿粉转鼓强度从上数据分析可以看出，焦粉在3.40%配比下，随着MAC矿粉配入量的增加，在17%配比下，转鼓强度呈上升趋势。但成品率随着配比的增加呈下降趋势。在焦粉3.60%配比条件下，转鼓强度和焦粉在3.40%配比条件下趋势相近，而成品率成上升趋势，这与MAC粉矿是半褐铁矿性质有关，该矿结晶水较高，在烧结过程中燃料消耗增加。从17%MAC矿配比转鼓成品率关系图分析，焦粉配入量增加对高MAC粉矿配比影响比低配比烧结矿质量影响幅度大。结论a)根据上述试验结果和分析可得，18%MAC矿的配比在目前物料水平条件下，烧结矿转鼓强度和基准相比有一定的提高，但成品率、利用系数和基准却有一定的负面影响。b)如果在18%MAC矿的配比基础上再提高，如果不调整烧结工艺参数，科研项目结题报告第7页共17页会给烧结生产带来负面影响；如果要继续提高该矿配比，则要通过提高碱度、优化SiO2和MgO含量等手段来弥补褐铁矿给烧结生产带来的不利影响。c)在目前的原料条件下，提高MAC粉矿到17%±2%，如果提高生石灰、焦粉用量，可以满足生产的要求。3.4提高褐铁矿（廉价矿）的配矿比例的生产实践褐铁矿从34％的配比开始进行试验，逐步提高褐铁矿比例，36％和38％，最高达到41％。混匀矿配比褐铁矿比例巴CSF澳HF澳YF巴CQF巴CVF巴MBR新三粉杂FMCF34%4192213124751436%4192213124751438%320238154841541%31826101707415如上表所示，此次廉价矿主要是通过增加扬迪矿和MCF的配比代替价格较高的巴西粉，以此来降低烧结配矿成本。根据配矿结构的变化预测混匀矿会出现粒级偏粗、两极分化的现象，烧结过程可能会受透气性过好造成负压下降，最终引起烧结过程高温保持时间短转鼓强度下降。从理论化学成分来看，铁品位保持不变，CaO略降0.15，并没有大的变化。科研项目结题报告第8页共17页生产时所需的外围条件：1)41%褐铁矿的烧结燃料安排：1#机使用晋城煤、2#机使用50%晋城煤+50%焦屑、3#机使用全焦。目前场地库存情况是场地焦屑600吨，750煤场晋城煤为3000吨，近日还有4000吨计划进料量，合计为7000吨左右；物流上为了保证烧结燃料稳定供料，晋城煤场地资源充足，而焦屑略有不足，故2500高炉提前二天将小焦批重减少500Kg/批，以便确保2、3#烧结机用焦屑的供应量。（按以上燃料结构烧结每天需要焦粉300~350t左右。）2)原料分厂确保晋城煤粉供应稳定，尽量减少水分偏差以起到稳定烧结燃料质量和改善燃料粒度组成的作用。3)对混匀矿的要求：A.混匀效果稳定，确保料罐出料正常，配比稳定达到预定值，达到混匀精度要求。B.配堆要有综合技术报告提供给生产技术室、烧结分厂，内容包括：作业率、配料参数、造堆流量、层数及过程控制情况。烧结生产操作控制：1)混合料水分控制：1#机7.2%，2/3机6.5~6.7%。可根据生产实际情况调节，料层的透气性如偏好，可适当降低二混水分。科研项目结题报告第9页共17页2)在负压、温度（大于380℃）有余量的情况下，可适当增加装料密度。三台机压料板压入量控制在20mm以上。3)生石灰的加水消化需固定，配成组长加强现场巡视，以稳定混合料水分。水流量的控制由当班作业长负责。4)燃料加工粒级＜3mm要求：煤粉70~75%，焦粉80~85%。烧结分厂指派专人负责监控燃料加工，铁烧实验室协助进行粒级测定。看火岗位每班对燃料粒级进行取样测定一次，中控组长进行监督把关。5)熔剂粒度：目前2/3机的熔剂粒度3mm大于90%,偏细不能适应目前的混合料粒度组成。6)机头操作：点火温度控制：煤气使用三排点火，温度控制1100±50℃机头风箱控制：１＃风箱开度1/3，２＃风箱开度2/3，３＃风箱开度全开。布料：根据实际情况调整装料密度，原则在烧透的前提下尽量压料。7）烧结过程控制：终点温度1#机＞350℃2/3#机＞370℃大烟道115～125℃科研项目结题报告第10页共17页总管负压：以实际生产情况待定机速控制：1#机1.31m/min2#机1.22m/min3#机1.23m/min8）烧结矿成分控制烧结矿碱度基数使用新料后变更，按1.83倍控制；SiO2控制在4.80~4.85%；MgO按基数1.85控制。FeO按基数控制。3.5各项强化措施的采取和生产实践的摸索3.5.1配矿研究根据2006年度配矿原则，配矿结构主要以澳洲矿和巴西矿为主，其中澳洲矿比例包括褐铁矿在内共计达到65%，巴西矿比例为35%。矿种05年度计划05年1~8月06年度建议方案06年度配矿原则CVRD标粉1510.415~15CVRD南部粉2.7CVRD球粉147.01210~14澳粉-哈172131716~20扬迪粉2522.62422~25MBR新粉813.398~14MAC粉1211.31212~15海南筛下0.2混和料66.776~7杂矿粉34.643~4合计100100.0100混匀铁料成本元/吨412.19410.50409.65科研项目结题报告第11页共17页褐铁矿比例3733.93635~38巴西矿比例3733.33635~40说明：与05年配矿方案比较，06年度建议方案基本延续了原来的配比，按8月份不锈钢分公司内部结算价格计算：06年度建议方案配矿成本进一步降低；褐铁矿使用比例有所提高；预计混匀料堆含硅控制量基本保持目前生产的控制水平（SiO2≈3.4%）。烧结配矿结构调整的基本原则：1、马拉曼巴类（西·安