自熔性燒結(jié)礦燃料配比的影響

當(dāng)燒結(jié)礦堿度為1. 00、混合料水分為10. 0%時(shí)，研究燃料配比為4. 6%，4. 9% 和5. 2% 時(shí)對(duì)燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)影響情況。

當(dāng)燃料配比從4. 6%提高到5. 2%時(shí)，固體燃料明顯升高，垂直燒結(jié)速度和利用系數(shù)先升后降，成品率有升高的趨勢(shì)。當(dāng)燃料配比為4. 9% 時(shí)，燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)相對(duì)較優(yōu) 。

根據(jù)高堿度燒結(jié)試驗(yàn)的配礦結(jié)構(gòu)，研究了混合料水分和燃料配比對(duì)其產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)的影響，確定適宜的混合料水分和燃料配比，實(shí)測(cè)水分均比設(shè)定水分偏低，這是因?yàn)闊Y(jié)原料在一混、二混過程中存在一定量的水分蒸發(fā)，以設(shè)定水分值來描述。

在燃料配比為4. 9% 時(shí)，當(dāng)水分從9. 25% 提高到9. 75%，垂直燒結(jié)速度先升后降，而轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度呈升高的趨勢(shì); 當(dāng)混合料水分為9. 50% 時(shí)，燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)相對(duì)較優(yōu)。在混合料水分為9. 50% 時(shí)，當(dāng)燃料配比從4. 6% 升高到5. 2%，垂直燒結(jié)速度、利用系數(shù)和轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度均先升后降; 當(dāng)燃料配比為4. 9%時(shí)，燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)相對(duì)較好: 垂直燒結(jié)速度為20. 33 mm/min，成品率為84. 27%，燒成率為84. 86%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和利用系數(shù)分別為75. 56% 和1. 37 t /( m2·h) 。

自熔性燒結(jié)礦堿度( CaO /SiO2) 與高爐爐渣堿度相當(dāng)，一般為0. 9 ～ 1. 2。自熔性燒結(jié)礦的含鐵礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦，主要黏結(jié)相礦物有鈣鐵橄欖石( CaOx ·FeO2 － x ·SiO2) 、鐵酸一鈣( CaO·Fe2O3) 、硅酸二鈣( 2CaO·SiO2) 。這種燒結(jié)礦的還原性及軟熔性較酸性燒結(jié)礦好，在高爐單獨(dú)使用該礦冶煉生鐵時(shí)，可少加熔劑，能使煉鐵焦比下降、產(chǎn)量提高。但是自熔性燒結(jié)礦的機(jī)械強(qiáng)度差、粉末多，不利于高爐強(qiáng)化煉鐵，因而正在逐步被高堿度燒結(jié)礦所取代。由于近來球團(tuán)礦和天然塊礦的成本相對(duì)較高，大量使用球團(tuán)礦或塊礦會(huì)導(dǎo)致鐵水成本升高，企業(yè)的生產(chǎn)效益下降，因此新鋼對(duì)自熔性燒結(jié)進(jìn)行了燒結(jié)試驗(yàn)研究 。

為考察堿度對(duì)自熔性燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)的影響，分別進(jìn)行了堿度為1. 00 和0. 80 的燒結(jié)試驗(yàn)研究。在燃料配比為4. 9%時(shí)，當(dāng)混合料水分從10. 00%提高到10. 50%，垂直燒結(jié)速度和利用系數(shù)先增后降，成品率有下降的趨勢(shì)。綜合起來考慮，當(dāng)混合料水分為10. 25% 時(shí)，燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)相對(duì)最好; 在混合料水分為10. 25% 時(shí)，當(dāng)燃料配比從4. 6%提高到5. 2% 時(shí)，固體燃耗明顯升高，垂直燒結(jié)速度、利用系數(shù)先升后降，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度有下降的趨勢(shì)。當(dāng)混合料水分為10. 25%、燃料配比為4. 9%時(shí)，燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)相對(duì)最優(yōu)。

在各自適宜條件下，隨著自熔性燒結(jié)礦堿度的降低，垂直燒結(jié)速度、利用系數(shù)和轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度均有所下降，而固體燃耗略有升高。故當(dāng)燒結(jié)礦堿度為1. 00 時(shí)，其燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)于燒結(jié)礦堿度為0. 80 時(shí)的燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo) 。

與高堿度燒結(jié)( 堿度為1. 85) 相比，自熔性燒結(jié)( 堿度為1. 00) 的固體燃耗相當(dāng)，而適宜水分更高，產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)明顯偏低，其中垂直燒結(jié)速度和利用系數(shù)分別降低了4. 33 mm/min 和0. 22t /( m2·h) ，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度也降低了9. 39%。

在混合料水分和燃料配比均為最佳的條件下，堿度分別為1. 85，1. 00 和0. 80 的燒結(jié)礦冶金性能。與高堿度燒結(jié)礦相比，自熔性燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)RDI 3. 15明顯更差，且還原度指數(shù)RI 更低 。

1) 燒結(jié)礦堿度為1. 00 時(shí)的燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)明顯優(yōu)于堿度為0. 8 時(shí)的燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)。

2) 與堿度為1. 85 的高堿度燒結(jié)相比，堿度為1. 00 的自熔性燒結(jié)固體能耗相當(dāng)，但其產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)明顯更低: 垂直燒結(jié)速度降低4. 33 mm/min，成品率降低1. 09%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和利用系數(shù)分別降低9. 39%和0. 22 t /( m2·h) 。

3) 與堿度為1. 85 的高堿度燒結(jié)相比，堿度為1. 00的自熔性燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)RDI 3. 15明顯更差，從83. 84%下降到到55. 91%，還原度指數(shù)RI 也下降3. 65% 。2100433B

自熔性球團(tuán)礦概述

單獨(dú)用作高爐原料時(shí)，可以不加或少加熔劑。自熔性球團(tuán)礦一般含鐵62%左右，并含有CaO、MgO、SiO₂、A1₂O₃等，用同樣的細(xì)鐵精礦生產(chǎn)的自熔性球團(tuán)礦與酸性球團(tuán)礦相比較，前者含鐵量較低、含硫較高。自熔性球團(tuán)礦的氣孔率較高，一般在25%左右，強(qiáng)度較低，但單個(gè)球的抗壓強(qiáng)度也能達(dá)到2000N以上，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)可達(dá)95%(ISO標(biāo)準(zhǔn))；真密度與原料的含鐵量和球團(tuán)礦的堿度有關(guān)，在4.5左右；視密度與氣孔率關(guān)系密切在3.4左右。結(jié)晶良好的自熔性球團(tuán)礦呈鋼灰色，條痕為紅褐色。

自熔性球團(tuán)礦結(jié)構(gòu)

自熔性球團(tuán)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但仍以赤鐵礦(Fe₂O₃)為主，赤鐵礦連晶是其固結(jié)的基本形式。鐵酸鈣(CaO·Fe₂O₃)為主要的黏結(jié)相。少量的硅灰石(CaO·SiO₂)和正硅酸鈣(2CaO·SiO₂)分布在赤鐵礦、鐵酸鈣顆粒之間的渣相中。由于自熔性球團(tuán)礦液相較多，受表面張力的作用，氣孔多呈圓形，且比酸性球團(tuán)礦的氣孔大，氣孔率也較高，因而強(qiáng)度較低。但是仍能滿足運(yùn)輸、貯存和高爐冶煉工藝的要求。它的還原性好，除了氣孔率較高的原因外，它的主要礦物赤鐵礦和鐵酸鈣都是易還原的礦物。特別是高溫還原性明顯地優(yōu)于酸性球團(tuán)礦。實(shí)驗(yàn)研究表明：自熔性球團(tuán)礦在高溫下(>1200℃)還原時(shí)，試樣的表面與中心同時(shí)出現(xiàn)金屬鐵，鐵酸鈣被還原時(shí)析出的CaO與SiO₂結(jié)合，形成正硅酸鈣(2CaO·SiO₂)，從而避免了SiO₂與FeO形成大量的液態(tài)渣相，并提高其還原性，試樣中SiO₂含量愈低，其高溫還原性愈好。自熔性球團(tuán)礦的還原膨脹率較高，但只要含堿金屬不高，焙燒制度適宜，其還原膨脹率可以控制在允許的范圍之內(nèi)(不大于20%)。自熔性球團(tuán)礦的焙燒溫度區(qū)間較窄，對(duì)焙燒工藝制度要求嚴(yán)格，單位產(chǎn)品的燃料消耗較高。

熔劑性燒結(jié)礦的含鐵礦物為磁鐵礦及赤鐵礦，主要粘結(jié)相礦物為鈣鐵橄欖石、鐵酸一鈣，硅酸二鈣，但與自熔性燒結(jié)礦相比較，鈣鐵橄欖石含量下降，鐵酸一鈣，硅酸二鈣含量上升，燒結(jié)礦的還原性有改善，但機(jī)械強(qiáng)度仍然不好，其原因與自熔性燒結(jié)礦所發(fā)生的情況完全相同，故在高爐爐料中逐步為高堿度燒結(jié)礦所代替 。

自熔性球團(tuán)礦生球質(zhì)量

由于自熔性球團(tuán)生產(chǎn)中配加了石灰石粉，盡管膨潤土配比比生產(chǎn)酸性球時(shí)降低了0.5 %，但混合料的成球性能得到改善。特別是第二次試驗(yàn)， 隨著操作的不斷熟練，造球作業(yè)基本正常，生球落下強(qiáng)度明顯提高，平均達(dá)到5.2 次/0.5 m ，比酸性生球提高2 次/0.5 m 。從成球速度和生球粒度來看，配加石灰石粉后，成球速度快、生球粒度變化快。在球盤打水不及時(shí)或量小的情況下，生球粒度在2min 左右即變小， 而打水量偏大時(shí)，3 min 左右生球粒度就變大，因此， 必須強(qiáng)化造球操作，及時(shí)調(diào)整打水量。第二次試驗(yàn)期間，雖然生球粒度仍然變化快、波動(dòng)大， 但經(jīng)過第一次試驗(yàn)摸索了一定的操作經(jīng)驗(yàn)，生球(10 ～ 16 mm)粒度合格率平均為73.64 %，比第一次試驗(yàn)提高了7.51 %， 達(dá)到了酸性球生產(chǎn)的水平。試驗(yàn)表明，隨石灰石粉的加入，混合料水分降低，當(dāng)?shù)陀?.5 %時(shí)， 成球速度減慢，生球落下次數(shù)降低。為保證良好的成球性能， 混合料預(yù)加水混勻并穩(wěn)定水分在8.0 %～ 9.5 %之間是很有必要的。

自熔性球團(tuán)礦總結(jié)

通過控制鏈篦機(jī)料層厚度、提高熱工溫度和環(huán)冷鼓風(fēng)風(fēng)量三個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié),同時(shí)穩(wěn)定各工序的生產(chǎn)操作，以穩(wěn)定求高質(zhì)量， 使環(huán)冷機(jī)內(nèi)結(jié)塊情況明顯好轉(zhuǎn)；生產(chǎn)的自熔性球團(tuán)礦質(zhì)量比較好，進(jìn)一步證明鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)工藝能夠滿足自熔性球團(tuán)生產(chǎn)的需求。

鏈篦機(jī)機(jī)速控制在2 m/min以下、料層厚度低于170 mm ，即預(yù)熱時(shí)間控制在10.5 min以上時(shí)，干球焙燒質(zhì)量比較穩(wěn)定，干球FeO 含量能夠穩(wěn)定在5.5 %以下。

鏈篦機(jī)煙罩高溫點(diǎn)溫度應(yīng)控制在1030 ～ 1050 ℃；回轉(zhuǎn)窯高溫點(diǎn)溫度應(yīng)控制在1100 ～ 1150 ℃。

自熔性球團(tuán)生產(chǎn)必須有效提高環(huán)冷鼓風(fēng)風(fēng)量，這是解決環(huán)冷機(jī)結(jié)塊的有效方法，同時(shí)要保證球團(tuán)礦亞鐵含量的穩(wěn)定。

試驗(yàn)表明， 穩(wěn)定工藝線上物料的FeO含量非常重要， 干球FeO 要穩(wěn)定在5.5 %以下，窯內(nèi)球FeO 應(yīng)穩(wěn)定在2 %以下，從而減輕或避免球團(tuán)在環(huán)冷機(jī)內(nèi)的二次氧化放熱現(xiàn)象。 2100433B