烧结降硅控铝提高烧结矿质量分析

烧结降硅控铝提高烧结矿质量分析

潘小吉 窦玉刚

乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司

摘 要：2023年12月5日随着矿资源的变化，烧结矿降硅控铝生产成为可能，将有利于质量的提升和成本的下降，通过理论测算将烧结矿的二氧化硅下降至5.7%左右，国内精粉的配用比例上调至24%，可将烧结矿的品位提高到55.5%，对高炉的入炉综合品位提升明显，铁水成本也呈下降趋势 。但随二氧化硅的下降，烧结矿的高温冶金性能及垂直烧结速度是否有较大影响不能确定，铁前技术室针对烧结生产担心的问题进行烧结杯实验，通过模似烧结生产过程，在现有的配矿结构情况下，分析烧结矿冶金性能的变化趋势和转鼓强度的变化，通过烧结矿粒级组成和落下强度的变化分析，为烧结矿质量的变化提供生产指导服务。

关键词：矿粉资源；综合品位；垂直烧结速度；冶金性能；落下强度；冶金性能；配矿结构

引  言：本次烧结杯实验使用物料从烧结配料室现场取样，其中外矿粉由金布巴粉和纽曼粉组成，占比30%，国内精矿粉由聚日云山、秉新、大中精粉组成，占比24%，烧结混合返矿占比25%，烧结矿技术控制参数要求：二元碱度按1.85（倍），氧化亚铁按7.5%-9.5%，氧化镁按2.2%执行。烧结配矿结构进行了较大调整后对烧结矿的质量可能会发生影响，特别是烧结矿的高温性能指标如低温还原粉化率RDI+3.15、还原度RI及烧结矿的熔滴特性的变化趋势，决定了高炉烧结矿的配加比例。按照烧结生产的技术特点和技术参数要求，铁前技术室对各种物料进行分类取样封存，特别是生石灰粉采用新取物料确保不损失有效钙，为保证造球效果严格控制水分8.0%±0.3%范围内，对烧结具体试验分析过程及方法表述如下。

一、烧结焙烧过程分析

随着进入冬季生产，含铁原料资源进行了较大调整 ，原PB粉、混合粉及超特粉停用，换用金布巴粉和纽曼粉，国内精粉随周边原料的富裕将精粉比例提高到24%，同时精粉采购中二氧化硅的含量以5%为主，大中精粉的二氧化硅由原来的9%下降到7.5%，辅以细磁选粉和氧化铁皮等内部循环物料，原料结构的调整后有利于烧结将二氧化硅控制到5.5%-5.8%成为可能，同时由于加大国内精粉的配加量，减少了国外矿粉的配加比例，而国外矿粉的三氧化二铝普遍偏高达2.5%-3.5%之间，这对烧结矿中降低硅（铝）含量更加有利，也有利于烧结矿质量的改善。有利于改善烧结矿渣系中矿相结构的组成和烧结矿质量的提升，通过烧结杯实验进行生产的指标分析。

12月5日烧结矿的配矿结构为：纽曼矿粉17%+金布巴粉15.7%+大中精粉12%+秉新精粉6%+聚日云山粉粉6%+磁选粉2.5%+氧化铁皮1.5%+除尘灰1.5%+生石灰粉5.2%+白云石粉4.0%+焦粉4.2%+混合返矿24.4%。

表一：烧结配料情况分析表

首先，铁前技术室使用专用的取样桶在烧结配料室圆盘下料口处取样后进行单种物料放标签并进行封存，生石灰粉在烧结气力输送的灰罐取新鲜灰粉后进行密封处理，以免因生石灰粉存放时间长发生消化而降低活性和有效氧化钙的含量。其次，所有物料严格按照配比配料后进行人工加水混匀，考虑到生石灰粉在混匀过程中有损失，多配加0.1%生石灰粉。混合料水分考虑到冬季生产，水分配加按照7.7%偏下限进行测算控制，混合料经加水混匀后装入混合机中造球制粒，要求在混合机中混匀4min,制粒机中制粒7min后装入料盆中备用。最后，将混合料装入铺有2.5Kg铺底料的烧结杯中，由液化气点火将点火温度控制在950℃下点火1min后离开料面，抽风负压设定为-11kpa，经过50min烧结成块后进行冷却至100℃进行破碎筛分，经落下强度实验、层筛实验及转鼓实验后，测算烧结矿的垂直烧结速度为24mm/min,利用系数为1.22t/m2.h，4次落下强度为63%，转鼓强度为70%，烧结矿的成品率为68.8%，其中小于5mm的返矿含量占比为24%，同时对烧结矿的粒级组成进行分析。

表二：烧结矿的粒级组成分析表

将5-10mm、10-16mm、16-25mm的烧结矿按照相应比例配鼓7.5kg，装入小转鼓机中，其中辊筒内安装有成180度的两组角钢，角钢为L50沿通长布置起到将矿带起作用，烧结矿在转鼓机中以25转/分下转动8min后，经过摆筛往复60次筛分后，取筛上部分进行测算，大于6.3mm重量为5.63kg ，转鼓强度指数为75.1%满足生产要求。

二、烧结矿冶金性能分析

烧结杯实验完成，将烧结矿经过冷却、落下、筛分后，取1kg样品送化验室做成分分析 ,经过破碎、筛分分组后，取用不同粒级的烧结矿用10—12.5mm方孔筛制得1kg试样做冶金性能分析。称取500g试样放入还原炉，通入15Ml的一氧化碳和氮气，其中CO:N2=3:7(体积比)，分别在500℃和900℃下进行高温还原做烧结矿的还原性和低温还原粉化性能测算，按照还原气氛及温度控制要求，从还原管中取出试样再冷却后在小转鼓机中转动10min,再根据烧结化验成分中全铁含量和氧化亚铁含量，将出鼓后的称量数据和成分化验分析数据输入电脑中，得到烧结矿的低温还原粉化率和还原度的实验数据。

表三：烧结矿的冶金性能分析数据表

三、烧结矿熔滴性能分析

   从以上实验数据分析看出，原料配比调整后,烧结杯试验中烧结生产过程的富矿粉含量的下降及精粉比例的提高，混合料的造球性能提高，烧结矿的返矿率下降将近1%，表现在利用系数有所上升，但随褐铁矿粉比例的上升，高强度的针状铁酸钙的含量有下降趋势，表现在成矿率下降，生产中应控制烧结机速以延长高温区的保持时间来确保烧结终点，总体趋势讲烧结矿质量能够满足烧结生产及高炉的用料要求，说明此次用料结构的调整是可行的。

参考文献

[1] 寇明银，张众，曾旺，等.铁矿粉烧结优化配矿及其模型研究进展 [J].钢铁，2022，57（2）

[2]  李伟，刘月建，张志帅，烧结矿低温还原粉化性能关联研究 [J]河南冶金，2022（05）

[3]  薛宁  张海臣， 烧结矿质量改善研究与实践 [J]邢台职业技术学院学报 ， 2023（01）