重钢配矿方案烧结试验及冶金性能研究

    关键词：配矿   烧结性能    冶金性能   研究

1  前  言

    重钢公司烧结所用的澳大利亚矿粉主要是恰那粉和HIX粉，由于公司新的供货合同增加了MG粉的供应，因此烧结料中配入MG粉对烧结生产的影响及烧结矿冶金性能的变化就是一个亟待进行研究的课题。

    配矿研究的目的主要是通过改变混合料的配比进行烧结杯试验和冶金性能检测，以确定出最佳的烧结配矿方案。研究中主要需要明确烧结料的好坏和烧结矿的好坏，其中烧结料的好坏通过评价烧结料的物理性能、烧结性能、化学成分来获得．烧结矿的好坏通过评价RI、RDI和软化温度指标来获得。将这些分析评价结合起来，再结合一些生产技术要求和价格因素，可选择出适合烧结、冶炼的矿种(点)的配比方案。

    在配矿研究工作中，不论是对烧结料的评价还是对烧结矿的评价，都需要一个技术质量标准，这个标准要满足烧结、冶炼的技术要求。拟定的研究方案按照以下步骤进行：(1)原料的理化性能检验；(2)烧结杯试验及指标考察，指标包括烧结利用系数、转鼓强度(TI)、燃料单耗、粒度组成等；(3)烧结矿冶金性能检验及指标考察，指标包括还原度(RI)、低温还原粉化(RDI)、软化温度等；(4)综合分析和评价。

    在方案确定的过程中，需要考虑成本因素，即原料的使用价值价格化。也就是说，在满足烧结性能和烧结矿冶金性能的前提下，以倒推的方式来确定铁原料的使用价格。即：钢材市场价一钢水价一生铁价一烧结矿价一铁原料综合价一各种铁原料价。再将铁原料价格计算成每个品位的价格，为吨度价。吨度价能直观地反映出一种铁原料价格，但不是其内在价值。内在价值要包括有害元素、有益元素等因素对烧结、冶炼的影响。将其影响的程度综合起来，才是其内在价值。

    配矿是一个系统工程。它包括了高炉炉料结构和烧结配矿。烧结配矿优化是整个钢铁工业降耗、增产、降成本的主要环节。在掌握各种铁原料内在价值的基础上，在技术上。要考虑对炼铁、炼钢质量的影响，要考虑对炼铁焦比、利用系数的影响；在经济上，要考虑采购成本、烧结成本、冶炼成本。只有将烧结配矿与钢铁冶炼相结合，才能实现完整的配矿优化。

    本次试验主要研究重钢能采用的配矿方案的烧结技术经济指标及烧结矿冶金性能。同时考察HIX与MG搭配对烧结技术经济指标及烧结矿冶金性能的影响。

2 试验方案

2．1试验方案

    根据实际生产情况和矿石的供应平衡，重钢可采用的配矿方案如表l所示。

    表1的烧结试验方案是通过反复论证后得出的，通过对上述方案分别进行试验研究后，了解MG矿配人对烧结过程和烧结矿质量的影响。

    针对表l的配矿，考虑配碳(3．0％、3．3％)和水分(6．5％、6．8％、7．2％)的控制，因此每1种配矿有4个烧结混合料需要进行烧结杯试验，具体的试样编号见表2。

    根据表2的试样组织烧结杯试验，确定出每一种配矿方案最理想的配碳和配水，然后对最优的配碳和配水情况下烧成的成品烧结矿进行冶金性能检验。

2．2原料化学成分分析

    试验前对烧结原燃料的化学成分进行了全面分析，其结果见表3。

2．3试验方法

2．3．1烧结杯试验

    完成一次混合后将料转入二次混合机进行制粒造球3mino制备好的混合料装入Ø200 mm的烧结杯，料层厚度为700 mm，点火l min，保温1 min，点火温度l100±50℃，点火负压3 kPa，烧结负压14 kPa，然后根据烧结负压、抽风量、烟气温度变化判断烧结终点。

    冷却后的烧结饼经单辊破碎后作落下试验，在高度为2 m的装置中落下4次，转鼓采用l／2ISO标准转鼓。烧结矿MgO％2．3±0．1，R=1．85±0．05。

2．3．2烧结矿冶金性能检验

    5组共20个烧结杯试验，选择每组中烧结性能较优的方案所获得的烧结矿进行冶金性能检验，以确定烧结矿质量的好坏。检验的指标包括烧结矿还原性(RI)、烧结矿低温还原粉化(RDI)、烧结矿开始软化温度和软化区间。

    1)还原性测定方法

    采用三段式还原炉按照GB／T13241—91规定的方法进行试验。

    2)低温还原粉化测定方法

    采用三段式还原炉按照CB／T13242—91规定的方法进行试验。

    3)软化温度和软化区间测定

    荷重软化温度和软化区间的测定方法目前没有国家标准，但行业内有一种通行的实验方法，即在荷重20 kg条件下升温，以矿石体积收缩4％和40％时分别作为软化开始温度和软化终了温度，以此模拟矿石在高炉内软熔带的位置。

3  烧结杯试验结果

     烧结杯试验的结果见表4。

4  冶金性能试验结果

    根据烧结杯试验的结果，在各组中选择烧结性能最好的试样取成品烧结矿进行冶金性能检测，结果见表5。

5  结果分析与讨论

5．1烧结矿物化指标分析

    从试验结果可看出，l方案中l一2一l、2方案中2—2一l、3方案中3—2—1、4方案中4—2—2和5方案中5—2—1较优。按照技术指标权重利用系数30；转鼓强度20；燃耗20；6．3～10 mm 30进行综合评价，再按照技术指标权重50；烧结矿成品价50进行综合评价。评价结果见表6。

    按照化学成分分析吨度价评价结果同表7评价结果一致，在此不再评述。从表6可看出，原燃料综合价，成品价低的烧结矿，并非是最优烧结矿。综合评价表明，较优方案依次为：3方案；l方案；4方案；2方案；5方案。

5．2  HIX与MG搭配对烧结技术指标的影响

    从试验结果可看出，随着MG降低，烧结利用系数降低，6．3～10 mm降低，烧结矿综合指标变好。

5．3烧结矿冶金性能评价

    烧结矿冶金性能检测的结果见表5，按照YB／T 421—2005关于铁烧结矿的国家标准，结合重钢企业标准可以看出5组试样的还原度接近二级铁烧结矿标准，而低温还原粉化指标要远低于国家标准。

    在配矿中，MG矿粉和恰那粉的化学组成非常接近，如果将两种矿粉的配入量之和来与冶金性能指标对照(见表5)，随着恰那粉和MG粉总用量的增加，还原度指标和低温还原粉化指标都相应地变差。尤其是低温还原粉化指标，当恰那粉+MG粉配人量≥20％时，RDI_+3．15≤50％。

    对5组烧结矿冶金性能进行量化评价，可以设计低温还原粉化指标的权重为60，还原度指标的权重为40，各组别的软化指标比较接近，因此该项指标仅仅作为参考而不计权重。这样处理后量化的评价结果见表7。

    烧结矿冶金性能综合评价表明，较优方案依次为：3方案；2方案；1方案；4方案；5方案。

5．4综合评价

    通过对烧结矿物化指标和烧结矿冶金性能综合评价，较优方案依次为：3方案；2方案；1方案；4方案；5方案。

6  结  论

    (1)重钢配矿方案烧结性能研究和冶金性能的研究结果比较一致，总体认为MG粉的配加会与恰那粉一起共同使烧结指标和烧结矿冶金性能指标变差。较优方案依次为：3方案；2方案；l方案；4方案；5方案。

    (2)结合到重钢公司的生产现实及以前的研究结果，还原度RI控制在65％以上，低温还原粉化控制在55％以上可以正常与现行操作制度匹配，因此建议恰那粉+MG的总配人量不要超过20％。