我国球团矿生产发展质量优化与对策

我国球团矿生产发展质量优化与对策

  许满兴

(北京科技大学)

摘 要：本文详细介绍了2000～2008年我国球团矿生产快速发展和球团矿质量优化的状况，与国外球团矿质量先进指标进行了对比，并提出了我国球团矿生产目前质量存在的差距和进一步优化的对策。

关键词：球团矿   质量   优化对策

l  前 言

         进入2l世纪以来，我国钢铁工业快速发展带动了原料加工工业的快速发展，自新中国诞生到2000年半个世纪，我国钢铁原料加工工业由于受前苏联模式的影响，球团矿生产发展速度一直比较缓慢，到2000年，我国球团矿的年产量才1300多万t，质量也远落后于世界先进水平。自2001年起，我国球团矿生产走上了快速发展的轨道，近八年来，不仅球团矿的产量增长了几倍，进入了世界球团矿生产的大国，在质量上也有了长足的进步和发展。但与目前世界先进水平相比，我国球团生产的质量还有较大的差距。要把我国建设成为世界钢铁强国，精料是基础，因此讨论和改善我国球团生产的质量优化问题，具有极为重要的理论和经济价值。

2  进入新世纪以来我国球团矿生产的发展状况

         2000～2008年我国球团生产的三种类型设备和年产量的增长状况列于表l，年产量的增长态势列于图l。
        

    由表l和图l可见，(1)竖炉在我国跨人新世纪以来一直在发展，由2000年的27座发展到2008年的123座；带式焙烧机处于停顿不前的状况，到目前仅有2条生产线；链篦机一回转窑，自首钢2000年截窑成功以来，获得了迅猛地发展，目前已建成55条生产线，产能已占我国球团矿总产能的55％以上。(2)进入2l世纪以来，我国球团矿的年产量已由2000年的1365万t增长到2008年的1．2亿t的规模。国产球团矿占高炉炉料结构的比例已由2000年的6．31％提高到2008年的15．45％。(3)我国球团矿年增长的速度基本与生铁年产量的增长速度同步，2008年生铁年产量由于受国际金融风暴的影响呈负增长，2008年球团矿的年产量受国际金融风暴的影响很小，尚保持了20．8％的增速。

    由以上状况可见，进人2l世纪以来，我国球团矿生产的发展是快速的，年平均同比增幅达到28．79％，这是一个值得惊喜的发展速度。

3  进入新世纪以来我国球团矿的质量优化状况及分析

3．1质量优化状况

3．2质量优化分析

    由表2可见，我国球团矿生产进入新世纪以来，不仅产能和产量得到了快速发展，而且在质量、矿耗和能耗诸方面也取得了一定的进步，其表现在以下几个方面：

    (1)膨润土的配用量逐年减少，竖炉球团已由2000年的39．03 kg／t球下降到2008年l～9月的21．17 kg／t球，链篦机一回转窑球团已由2000年的50．34 kg／t球下降到2008年l～9月的21．17 kg／t球，这是一个巨大的进步，这一进步表明全国成品球的SiO₂分别降低l％和1．9％以上，含铁品位分别提高l％和1．9％以上，在全国球团生产的报表上，可喜地看到首钢链篦机一回转窑球团生产膨润土配加量已下降到接近10kg／t球的水平，首钢和鞍钢球团矿的品位已突破65．30％和65．5％的水平，鞍钢的球团生产，膨润土配加量目前已降低到13 k／t球的水平，鞍钢矿业公司还在继续科技创新，将膨润土的配加量进一步降低到8 kg／t球甚至更低的国际先进水平。吉林钢铁的竖炉球团膨润土配加量跨人全国先进行列，降低到接近11 kg／t球的水平。降低膨润土配加量和提高含铁品位，是我国球团矿生产质量优化的一个重要方向。

    (2)竖炉和链篦机一回转窑利用系数的提高，加速了年产量的快速发展，我国竖炉球团的利用系数由2000年的5．59提高到2008年的6．93 t／m²·h，单这一项，我国目前123座竖炉1100 m²焙烧面积，年产量的增加比2000年超过1000万t。与此同时，链篦机—回转窑的利用系数由低于10．0提高到2008年10．87 t／m³·d的水平。由于我国球团矿的产量还远不能满足高炉炼铁生产的需求，因此提高单位焙烧面积的台时产量(利用系数)仍然是我国球团矿生产发展值得重视的一个问题。

    (3)精矿粉耗量是关系至怖约资源和降低成本的问题，自2000到2008年竖炉球团精矿粉的平均耗量从1060 kg／t_球降到低于1020 kg／t_球的水平，精矿粉的价格以900元／t计算，40 kg精矿粉相当每吨球团降低了36元的成本。个别企业吨球精矿粉的耗量达到1160 kg以上，比起近几年通钢球团生产960 kg／t_球的耗量，不仅吨球浪费了资源200 kg，吨球的成本也上升了180元，因此，这是一个值得十分重视的问题。

    (4)降低能源消耗是钢铁生产关系到人类生存和保护环境的大事，也是球团矿生产始终要追求的一个方向。自2000～2008年的八年来，我国球团生产的能耗降低有了长足的进步，竖炉的工序能耗进步幅度次于链篦机一回转窑，由2000年的接近41 kg_标煤／t_球下降到2008年的接近35．5 kg_标煤／t_球的水平，链篦机—回转窑球团由2000年65k_标煤／t_球降低到了2008年低于28 kg_标煤／t_球的水平。在降低能耗方面，首钢球团厂几年来链篦机一回转窑的工序能耗达到低于18．5 k_标煤／t_球，处于国内领先的水平。

4  我国球团矿质量优化的对策

4．1几种国外球团矿的质量指标及分析

    由表3可见，国外球团矿的质量具有如下几个方面的特点：

    (1)高品位，低SiO₂含量。国外多数球团矿的含铁品位高于66％，有的甚至高达67％～68％，SiO₂含量多数在2．0％～3．0％的水平，国外这些球团矿品位高、SiO₂低的原因在于铁矿粉经精选含铁品位达到67％～68％的水平，造球过程配加膨润土量少，严格控制低于0．8％的比例。

    (2)具有优良的机械强度。抗压强度普遍接近和高于3000 N／个球，转鼓指数(TI_+6.3)也普遍接近或超过95％的水平，这主要取决于造球的质量和合理的焙烧工艺制度。

    (3)具有小而匀的粒度和光滑的表面质量。＜5 mm的部分均低于2％的水平，例如加拿大IOC球团矿，其粒度组成10．0～12．5 mm占84．3％，＞12．5 mm的占8．1％，10．0～6．3 mm的仅占7．6％。CVRD球团矿的粒度10．0～12．5 mm粒级均＞85％的程度，小而匀的粒度是球团矿质量的重要组成部分，这样的球团人高炉不但阻力小，而且有利于传热传质，降低燃料消耗。

    (4)具有优良的冶金性能，表现为RI＞70％的良好还原性，良好的RDI和RSI指数，RDI_+3.l5多数均达到90％以上，RSI值均＜20％的水平，还具有良好的熔滴性能，S值多数均＜40 kPa·℃的水平。生产实践证明，这种优质球团人高炉，有利于提高产量和降低燃料消耗。

4．2我国球团矿生产质量优化的对策

    由以上的分析和讨论可以得出优化我国球团矿质量的对策：

    (1)应十分重视提高球团矿的品位、降低SiO₂含量。要求成品球的品位达到≥66％和SiO₂≤4．0％的水平。要达到这个质量目标，需要像首钢，鞍钢和太钢等企业那样，对贫铁资源加以细磨精选，同时还要严格控制膨润土的加入量≤8 kg／t_球的比例。

    (2)严格把握铁精粉比表面积和合理的焙烧工艺制度，确保成品球具有优良的机械强度。要求抗压强度指标≥2500 N／个_球，转鼓指数Ti_+6.3≥95％的水平。

    (3)严把造球质量，控制生球的粒度10．0～12．5 mm粒级≥85％，而且保持球的表面圆而光滑。这主要通过生球的水分和膨润土的配人量加以调节：通常的规律是“水小球小，水大球大”，“土少球毛，土多球扁”(“土”指膨润土)。

    (4)具有优良的冶金性能。试验和生产实践证明，球团矿的冶金性能与其化学成分(主要是SiO₂和MgO含量)、矿物组成和焙烧热工制度相关。冶金性能是球团矿质量的重要组成部分，因此球团生产应重视成品球冶金性能的不断改善。

    笔者相信，只要我国球团厂的领导和科技人员重视优化球团矿质量，坚持科技创新和科学管理，一定能实现我国球团矿质量的优化目标。