印尼海砂精矿粉在安钢炼铁厂180m2烧结机的应用

    1、问题的提出：安源炼铁厂4^#高炉（1080m³）炉缸6.696m处环碳砖四点温度自2013年2月5日出现异常，并在不到一个月的时间内迅速升高至550～596℃，首先使用钒钛球护炉，由于其含铁量低、价格高（1000元/吨）和强度低、易粉化等不利因素，欲应用含钛矿粉配入烧结料中生产有效且性价比较高的烧结矿进行替代。2013年4月始进厂了含钛印尼海砂精矿粉，进行含钛烧结矿生产，以达到含钛量暨能满足高炉护炉需要且又性价比高，经济实惠。由于海砂矿是一种形成条件比较特殊的含铁矿物，首次使用它对烧结生产有何影响，还不甚了解，为此，分步进行烧结生产试验应用并寻求能替代钒钛球的最佳海砂矿配比。

    2、 烧结生产用原燃料：

    2.1、混匀料、石灰粉、高炉返矿、燃料（无烟煤、焦粉）、白云石成分特性

    表1           原燃料化学成份特性表（%）

    2.2、海砂精矿粉的特性：

    表2           印尼海砂精矿粉化学成份

    表3            印尼海砂精矿粉粒度组成

   由表2、表3可知：海砂精矿粉品位和mgo较好(分别为55.31%、2.29%)，s、p、zn、pb、cu、as等有害元素较低，tio₂、al₂o₃和烧损较高（分别为13.19%、3.15%、4.06%），粒度偏粗，结构比较致密、表面比较光滑、硬度和熔点都比较高，其烧结性能会较差，主要表现在：其含钛较高且tio₂为高熔点化合物，同化性弱（同化温度达1315℃），液相流动性差（几乎不流动）、连晶强度和粘结相强度均较低，使它的用量受到一定限制。

    3 、海砂精矿粉的烧结生产：

成立应用技术小组：调研外厂海砂矿使用情况，确定实施步骤与技术措施。海砂矿粉在烧结配料室通过圆盘电子称计量加入，原则上保持平铺料铁料配比不变，在烧结矿钛含量逐步提高的前提下，调整海砂矿粉配比，再对石灰粉和配碳量等进行适当的调整，以利烧结生产应用。

    3.1、试验步骤方案

    按逐次试用分步提高的办法，渐进式满足替换高炉钒钛球的原则设立海砂矿粉配比方案（见下表4）

    表4              海砂矿粉配比方案

    3.2、烧结生产过程及主要技术经济指标

    3.2.1 、烧结混合料特性

    表5              烧结混合料温度、粒度组成

    从表5可知：随着海砂矿配比增加，混合料小于3㎜比例有所增加，尤以方案d为甚，表明海砂矿粉成球性不佳。

    3.2.2、烧结矿成份

    表6               烧结矿成份指标

    从表6看：烧结矿tio₂含量随着海砂矿配比增加而增加，品位虽然下降，但与烧结矿碱度水平和平铺混匀料使用“经济矿粉”有关，不可同比。

    3.2.3、烧结矿主要经济指标

    表7                烧结矿主要经济指标

    3.3、 生产效果与分析

    （1）随着海砂矿配比增加，混合料粒度组成逐渐变差，在d方案时混合料粒度最差，烧结透气性恶化，烧结利用系数相对较低。

    （2）随着海砂矿配比增加，烧结利用系数逐步上升，表明配加海砂矿后有利于提高烧结矿产量。

    （3）c、d方案烧结矿固体燃耗下降，进一步增加海砂矿用量后燃耗上升；e、f方案较a方案升高约1 kg/t，但此时冬季，混合料温度低约10℃。

    （4）烧结矿转鼓强度随着海砂矿配比增加，显下降趋势，但在e方案时转鼓强度相对较好；

    （5）e和f方案在相同碱度、配碳量条件下，f方案中烧结矿强度出现拐点，强度下降幅度较大。

    4、高炉护炉效果

    从表8可见：随烧结矿钛含量增加，钒钛球用量减少，高炉钛负荷增加，f方案只补充少量钒钛球。炉缸异常温度点te1147a、te1143a明显下降，te1145a温度得到控制没有上升；高炉利用系数得到提高。可见，配加海砂矿粉生产含钛量为1.0～1.2%左右的烧结矿可替代钒钛球护炉。

    表8           4^#高炉护炉主要指标

   5、经济效益评估

   5.1、从高炉方面算

   表9           海砂矿与矾钛矿主要成份及价格：

    2013年至2014年3月共使用了海砂矿111941.12吨，从钛含量看：1吨海砂矿相当于0.509吨钒钛球，即相当于56978吨钒钛球

   则：①采购海砂矿超支的成本：111941.12×693-56978×1000＝2059.72（万元）

       ②从铁含量看：海砂矿相对矾钛矿多带入的铁量为111941.12×55.31％－56978×24.43％＝47995（吨）

       ③按每升1％品位，价格10元计算：47995×1000=4799.5（万元）

       经济效益：4799.5-2059.72=2739.78（万元）

    5.2、从烧结方面算

    海砂精矿粉含铁品位、sio₂与国内梅山等精粉相当，国内精粉价格约858元/吨，其价差165元/吨。则：111941.12吨海砂矿粉可节约成本：111941.12×165＝1847（万元）

总经济效益：2739.78+1847=4586.78（万元）

   6、结语

   180m²烧结机配加海砂精矿粉生产试验应用,可以得出以下结论:

    1)、海砂精矿粉配入烧结生产的影响：随着海砂矿配比增加，混合料粒度组成逐渐变差、烧结利用系数逐步上升、烧结矿转鼓强度下降、固体燃耗影响不确切。

    2)、海砂精矿粉配比控制在10～12%左右，或烧结矿含钛量为1.0～1.2%左右在我厂4#高炉条件下可替代钒钛球护炉，且烧结主要指标能满足高炉生产需要

    3)、由于海砂矿价格低廉，能降低烧结矿成本，同时达到为高炉护炉效果。

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