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莱钢低硅烧结矿试验研究与生产实践李强，于忠念，刘德训，李强之（莱芜钢铁集团股份有限公司烧结厂，山东莱芜271104）摘要：根据莱钢烧结厂烧结矿原料条件，分析了低硅烧结矿的特点，作了实验室低硅烧结试验，在此基础上，通过采取优化原料结构，提高烧结矿碱度，推行厚料层烧结技术等措施，成功实施了低硅烧结生产。烧结矿品位由55.94%提高到58.25%；SiO2含量由5.62%降低到4.35%。关键词：烧结矿；低硅烧结；原料；碱度；厚料层烧结中图分类号：TF046.4文献标识码：BExperimentandProductionPracticeofLowerSiliconSinteratLaigangＬＩQiang,YUZhong-nian,LIUDe-xun,LIQiang-zhi(TheSinteringPlantofLaiwuIronandSteelGroupCo.Ltd.,Laiwu271104,China)Abstract：AccordingtotheconditionsofrawmaterialsofsinterinsinteringplantofLaigang,thefeaturesofsinterwithlowerSiliconareanalyzed.ThesinterwithlowerSiliconistestedinlab.Basedontheexperimentresult,throughoptimizingtherawmaterialsstructure,increasingthesinterbasicity,andpracticingthethicklayersintering,thelowerSiliconsinteringproductionisimplementedsuccessfully.Thegradeofsinterisimprovedfrom55.94%to58.25%,SiO2isreducedfrom5.62%to4.35%.Keywords：sinter;lowerSiliconsintering;rawmaterials;basicity;thicklayersintering为适应高炉“精料”需要,莱芜钢铁集团股份有限公司烧结厂(简称莱钢烧结厂)在实验室试验的基础上,通过采取调整原料结构、厚料层烧结等一系列措施,在没有降低烧结矿强度等质量指标的前提下,成功组织实施了低硅烧结生产,使烧结矿品位由2000年的55.94%（R=1.88）提高到2001年的58.25%(R=2.0),SiO2含量由5.62%降低到4.35%左右,最低达到4.0%,较好地满足了高炉增铁节焦的需要。1烧结原料莱钢烧结厂所用原料化学成分如表1所示。鲁中精粉是高铁低硅的磁选精矿，磁铁矿约占80%，部分为假象磁铁矿，其余为磁铁表1原料化学成分%原料名称水分化学成分TFeFeOSiO2CaOMgoAl2O3PS烧损鲁中精粉9.6063.7818.863.090.763.071.510.0220.0152.00韩旺精粉10.4063.8921.6210.500.590.390.550.0320.0230.80澳粗粉6.1863.590.303.550.2302.500.0420.0171.95巴西粗粉5.6366.770.451.790.180.150.6500.0170.84澳精粉5.1067.001.443.900.200.050.700.0230.51返矿0.2054.507.106.4510.801.252.010.0300.35白云石1.003.6429.9320.211.5043.00万和白灰4.2285.841.765.91矿建白灰4.9083.701.234.31焦粉5.005.800.5084.80矿、褐铁矿，其特点是粒度较粗，-0.074mm含量占64.11%，MgO含量较高；韩旺精粉是磁选精矿，磁铁矿有少量氧化，其特点是硅含量较高，粒度较细，-0.074mm占90%以上；澳粗粉是哈默斯利粗矿粉，其粒度组成好，主要矿物以赤铁矿为主，褐铁矿次之；巴西粗粉结构致密，吸水性差，粒度组成不好，但铁高硅低，是提高烧结矿品位的理想含铁料。2实验室低硅烧结试验为减少工业生产的盲目性，莱钢烧结厂通过进行烧结杯试验，研究现有原料条件下不同SiO2含量的烧结矿强度及成品率。2.1试验条件一混：人工混合，铁板上反倒6次,二混：混合时间为2min,料层厚度：550mm,点火时间：1.5min,点火负压：3332Pa,点火温度：1050±50℃,烧结负压：8820Pa,冷却时间：2min,取5～10mm烧结矿500g作铺底料,600mm×1200mm混合机,200mm×550mm烧结杯,离心鼓风机等。2.2配矿方案共研究了5种配矿方案，组成见表2。表2烧结矿各原料的质量分数%方案张精矿韩精矿澳粗粉巴粗粉澳精黑旺钢渣两灰128124108.372.51.2229.912.634.521.80001.2323.58.343240001.2430.304424.50001.2524.8047270001.22.3试验结果几种配矿方案的试验结果见表3。表3烧结杯试验结果方案TFe/%FeO/%SiO2/%RMgO/%成品率/%转鼓指数/%156.459.905.411.802.0982.2168.12257.669.704.252.112.0179.1666.09358.369.804.082.062.0882.0668.00459.059.933.752.152.1381.1767.75559.499.523.422.162.0260.0053.67从表3可以看出，烧结矿SiO2含量由5.6%降至3.75%时，烧结矿强度及成品率未出现明显变差趋势，当SiO2继续降至3.42%时烧结矿强度及成品率出现了大的滑坡。因此，决定将SiO2最低控制在3.7%以上，逐步组织实施低硅烧结工业生产。3改进措施3.1优化原料结构自实施低硅烧结以来，莱钢烧结厂继续加大粗粉比例，使混匀料中的粗粉由原来的40%增加到现在的56%，精粉配比下降到26.8%，并取消了黑旺粗粉、钢渣等一些品位低，数量少，成分易波动的料种。由于进口粗粉具有理化性能稳定，粒度组成合理的特点，其配比的加大使混匀料的平均粒度增加，混匀料中+3mm的粒级含量由原来的26.42%增加到40.52%,尤其是不易成球的0.2～1mm粒级含量减少了4.35%。原料成分波动是引起烧结矿质量指标波动的一个重要因素。一方面使一次料场的存料量保持合理，实现一次料场的初步混匀功能，同时加强管理，保证竖炉精粉与烧结精粉分别堆放，严格执行工艺纪律，混匀料层数达到450层以上，并实现端部料返回重新参加配料，从而有效减少了端部料造成的成分波动。2001年混匀料全铁（TFe）标准偏差达到0.26%左右，二氧化硅（SiO2）标准偏差达到0.21%左右，为烧结矿质量提高创造了条件。3.2提高烧结矿碱度低硅烧结料在烧结过程中存在液相量不足的问题，从而导致烧结矿粘结相减少，强度变差，通过提高烧结矿碱度，增加铁酸钙（SFCA）生成量。同时考虑到高炉炉料结构的平衡，将烧结矿碱度由1.88提高到了2.0～2.1。3.3推行厚料层烧结技术烧结料层提高以后，其蓄热能力加强，可降低焦粉用量，使烧结在低温强氧化气氛中进行，从而有助于强度好还原性好的针状铁酸钙生成。此外，料层提高以后垂直烧结速度减慢，高温保持时间长，液相结晶发育完善，同时表层强度差的烧结矿相对减少，因此，有利于烧结矿强度和成品率的提高。2000年料层先由600mm提高到650mm，后又成功实施了700mm厚料层烧结，主要措施有：(1)合理调整2台Ф3.2m×18m圆筒混合机工艺参数，并增设雾化喷头，改善了造球效果。(2)全白灰烧结，生石灰用量6%左右。(3)混合机安装在线测水仪。(4)减少热返矿量，稳定水分。700mm料层烧结前后数据比较如表4所示。表4700mm料层烧结前后数据比较料层厚度/mm烧结机负压/kPa垂直烧结速度/mm.min-1转鼓指数/%内部返矿循环量/%60015.2421.976.1232.170016.8220.077.1029.2从表4可以看出，烧结料层提高以后，垂直烧结速度相应减慢，使粘结相结晶更加完善，烧结矿强度有一定提高。3.4提高MgO含量由于烧结矿品位大幅度提高，使高炉渣量减少，因此渣中Al2O3含量相对增加，流动性变差。为了改善高炉渣的流动性，烧结配加了2%～3%的白云石，烧结矿中MgO含量提高到2.0%～2.3%左右。从生产情况看，MgO含量增加后烧结矿冷强度有下降趋势，表现在转鼓指数降低，筛分升高。3.5外配燃料2001年4月份，外配燃料项目投入运行，使燃料在台车上的分布更为合理，固体燃耗大幅度降低。表5为不同内、外配煤比例与固体燃耗之间的关系表。可以看出，在内配煤为40%～30%，外配煤为60%～70%时，所消耗燃料量最低，有利于低温烧结技术的推行。表5不同内、外配煤比例与固体燃耗关系内配/%外配/%固体燃耗/kg.t-18020575050564060543070542080553.6改善生石灰质量为了进一步提高生石灰配加效果，对生石灰质量提出了更高的要求。表6为改进前后生石灰质量指标对比。表6改进前后生石灰质量指标对比CaO/%SiO2/%+3mm杂质/%消化温度/℃改进前71.66.213.276改进后85.13.465.41023.7提高燃料、熔剂粒度合格率增设小焦筛分，将焦粉中大于10mm的小焦块筛除，确保进入四辊破碎机碎焦粒度小于10mm，使燃料粒度合格率比以前约提高3%。为了提高熔剂粒度合格率，将原直线振动筛改为分体式激振筛，并将筛孔由4×25mm缩小到3.5×20mm，筛板改为聚胺脂材质，熔剂粒度合格率保持在90%以上。4生产效果分析4.1对烧结矿产量的影响表7为2000～2001年烧结主要技术指标。2001年1～4月份虽然烧结矿SO2较低，但烧结利用系数保持了较高水平，一是烧结矿筛分指数较高；二是一季度两台烧结机分别进行了大修，单机生产时间长，利于利用系数提高。6～8月份SO2升高，但受雨季生产的影响，利用系数降低。8月份以后由于对成品四筛进行了改造，筛分效率提高，筛粉指数降低，影响产量；另外料层提高机速减慢，也影响了产量。表7烧结矿指标对比时间TFe/%SiO2/%R/倍MgO/%利用系数/t·m-2·h-1转鼓指数/%筛分/%精粉率/%合格率/%2000年基准期55.945.621.881.751.45677.779.5044.585.602001年1月58.514.302.001.631.47677.209.7033.075.742月58.884.072.021.641.51077.7010.5033.081.743月59.134.052.001.721.52176.0011.5033.089.104月58.644.32.021.711.53175.8012.7045.089.635月58.164.392.041.981.48276.8011.9044.290.816月58.084.441.991.961.41376.8010.8042.394.787月58.374.381.971.931.38876.7010.1040.284.128月58.324.661.832.031.32976.109.7035.183.159月57.334.622.012.281.35076.207.5030.895.8810月57.534.641.952.191.35577.108.2034.898.5811月58.094.282.052.091.40177.308.1028.090.3712月58.254.032.102.051.41877.207.7028.095.34累计58.254.302.001.981.42876.839.8535.089.232002年1月份58.873.872.112.071.4107