优化烧结用混匀料配矿结构研究

优化烧结用混匀料配矿结构研究

靳志刚，贾镇汇，王金龙

（河钢集团 邯钢公司炼铁部，河北 邯郸 056015）

摘  要：通过对入烧各种含铁原料基础特性的综合评价，为制定混匀料结构提供了理论基础，并对进一步优化混匀料配矿结构奠定了基础。

关键词：混匀料；配矿结构；基础特性

Study on the burn knot to use to mix to evenly anticipateto go together with mineral structure

JINZhi-gang，JIA Zhen-hui，WANG Jin-long

（Ironmaking Department，Handan Iron and Steel Company，Hesteel Group，Handan 056015， Hebei）

Abstract：Passa rightness go into burn various contained the iron raw material foundationcharacteristic to carry on comprehensive evaluation，toestablishment mixed to evenly anticipate structure to provide theoriesfoundation，and rightness further excellent turnedto mix to evenly anticipate to go together with mineral structure to layfoundation.

Keyword：mixto evenly anticipate；go together with mineral structure；foundationcharacteristic

前言

目前优质含铁原料价格相对较高，且部分料资源量也不能保证，为进一步降低铁前成本，需进一步优化混匀料结构，以降低混匀料成本，这就需要优先选用性价比高的主流原料，再配加部分低价、低质料及提高钢渣配比以降低混匀料成本，从而降低铁前成本。但低质料普遍品位低、硅高，K、Na、Zn等有害元素含量高，这就涉及到优先选用低质料品种、结构中配比量的问题，以确保低质料的配加能降低铁前成本，而不会对烧结、高炉的顺产产生不利影响。

1 含铁原料特性

1.1 各种含铁料成分分析

   通过对邯钢烧结常用铁矿粉的物化性能进行对比检测分析，为技术人员全面掌控铁矿粉物化特性提供了技术支撑，表1列举了邯钢常用料化学成分。

                   表1  邯钢常用铁矿石化学成分表（%）

根据进厂料分析及抽查结果得出上表，大体可看出各种含铁料品质，再配合最新价格可测出其性价比排序，从而来指导配矿结构的制定。值得一提的是扬迪矿粉属于典型的豆状褐铁矿，具有结晶水高、结构疏松的特点，从表1的化学成分对比分析可见，扬迪粉和国王粉的TFe均较低，其SiO₂质量分数较高，扬迪矿粉的Al₂O₃质量分数在澳系矿粉中最低，仅1.42%，可以用来调节烧结矿中的Al₂O₃含量，其结晶水含量达到了11%左右，会增加烧结一部分燃料消耗。

1.2 含铁原料粒度组成

表2  邯钢常用铁矿石物理性能表

入烧铁料的粒度影响烧结透气性，过细会造成透气性差，负压升高，产量降低，过粗会造成透气性太好，热量损失大，液相产生不足，结块率下降，造成烧结矿强度降低，因此需长期跟踪各种含铁料的粒度组成，探寻合适的所配成的混匀料粒度。见表2。

1.3 含铁料基础特性

表3  铁矿粉烧结基础特性的综合评价^*

研究结果表明：烧结矿的同化温度、液相流动性过高较低对烧结矿的冶金性能都是不利的，适宜的同化温度在1250~1280℃之间，适宜的液相流动性指数在0.7~1.6之间，而黏结相自身强度一般要求尽量高。邯钢几种铁矿粉的烧结基础特性差异较大，单种矿很难满足烧结生产的要求，因此根据铁矿石高温特性互补原理配制出混合矿是很有必要的。

邯钢用铁矿粉烧结基础特性的综合评价结果：巴西卡粉、南非粉的烧结基础特性最好，涞源精粉、司家营粉、邯邢精粉、PB、小卡粉、北非粉和纽曼粉次之，以上矿粉可以作为主矿使用；高碱度精粉、国王粉、PMC精粉、扬迪粉较差，应限制其在烧结配料中的配比。

邯钢主流铁料中的澳系矿粉包括赤铁矿（PB粉）和褐铁矿（扬迪粉），两者易还原，品位高，但其Al₂O₃相对较高，制约其配比的无限加大；巴系料（巴卡、南非）也为赤铁矿，易还原，品位也很高，是优质的入烧原料，相应其价格也高，巴卡缺点是铝硅比高；精粉类料（司家营，邯邢）为磁铁矿，难还原，可烧性好；非主流低质、低价料和含铁废料，优点是价格相对便宜，但致命缺点是有害元素含量高，制定配矿结构时确保有害元素含量不超标；烧结矿SiO₂过低会使烧结时液相产生不足，导致烧结矿强度下降，而且在入烧Al₂O₃量不变的情况下，Al₂O₃/SiO₂也会升高；为保高炉炉渣碱度平衡，入炉烧结矿MgO需控制在适宜水平，SiO₂也不能无限的降低，通过烧结杯试验，烧结矿SiO₂控制在5.1～5.3%之间比较适宜，在烧结矿比较富裕的情况下，其SiO₂下限也不能低于5.0%。

2 配矿结构的制定

2.1 高配比褐铁矿在配矿结构中的应用

褐铁矿扬迪粉一直以来考虑到其烧损大（结晶水高），配矿结构中一直不敢大量配加使用，但在澳系料中其性价比是最高的，如能大量配加，可进一步降低混匀料成本。

因此采取了一系列应对措施来验证褐铁矿的应用：（1）以烧结杯试验为基础，为制定配矿结构提供理论依据；（2）褐铁矿配比逐步提高，关注烧结生产变化、烧结矿产、质量变化；（3）关注高炉使用此烧结矿后炉况反应，确保高炉不产生大的波动。突破了传统配矿结构中褐铁矿配比的瓶颈，邯钢以扬迪为代表的高性价比褐铁矿—扬迪粉，其配比最高达到35%，实现了烧结矿成本和质量双赢。

2.2 主流澳系料（PB粉、纽曼粉）

澳系料PB及纽曼粉是配料结构中的主流料，两者烧结性能也比较好，但两者的Al₂O₃比较高，限制其更高配比的使用，目前邯钢配矿结构中二者的配比为20%左右。

2.3 钢渣粉的应用

钢渣成分中有益元素较多，其CaO及MgO高，在确保烧结矿品位不降低的情况下适当提高钢渣配比，可替代部分钙灰及镁灰熔剂，而且钢渣是熟料，其烧结性能也相当好，性价比相当高。但钢渣的缺点是其P含量高，钢渣配比过高，带入铁水的P含量高，就不利于冶炼品种钢，要在铁水P不超标和效益最大化之间寻求便宜的钢渣配比。

2.4 巴系赤铁矿配比控制

巴系料有巴卡、小卡粉，南非粉也归到这一类，配矿结构中其配比也比较高，但南非粉碱金属含量较高，其配比也要适当控制。

2.5 含铁、含碳废物料利用

废物料的配加使用可有效降低混匀料成本，含铁、含碳废物料除烧结机头除尘灰、高炉布袋灰外排外，全部内部消化，有高炉返粉、钢渣、氧化铁皮、高炉瓦斯灰、炉前灰、槽下灰、烧结灰、炼钢粗灰、粗颗粒污泥等，总配比在配矿结构中约占15%左右，目前由于受卸车、料仓仓数限制，除尘灰和烧结返矿混合堆放，一起配加使用，因此要做好除尘灰的混匀工作，不能集中配加使用。

2.6 其它

混匀料中需控制一定的精粉率，来平衡混匀料粒度和提高烧结性能，邯钢目前使用本地精粉及部分外采精粉，配比在8%左右。

3 入炉烧结矿有害元素危害及控制标准

表4  入炉烧结矿有害元素危害及控制标准

4 结束语

通过以上对各种含铁料基础性能的研究和对烧结矿有害元素控制标准，可以找到各种配矿结构对烧结过程的影响规律，从而明确降低混匀料成本的限制因素，并针对这些因素进行优化试验研究，根据生产需要及主流料资源制定合宜的配矿结构，找到优化配矿结构的解决方案及可行办法，为制定、优化烧结矿用混匀料配矿结构提供理论基础。

参考文献

[1] 薛俊虎.烧结生产技能知识问答.冶金工业出版社，2004.01.