竖炉球团拓展使用原料范围的探索

摘要 为摆脱对高价长协矿的依赖，降低球团原料成本，济钢球团尝试了使用廉价的国内精矿粉。通过配加炼钢污泥、精炼钢渣；采用高硅高镁料、山铝赤泥等经济料球团试验，开发出一整套使用这些经济料的生产技术和控制方法以及与之相适应的原料管理模式，成功实现了全部用国内矿生产。

关键词 炼铁厂；竖炉球团；镁质球团矿

中图分类号TF046 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）50-0060-01

0 引言

为应对钢铁市场疲软的局势，济钢竖炉球团剖析了自产球团矿成本高的原因，其中，原料成本占总成本的95%，而制造费用和工资福利的总和仅占5%左右，另外国际三大矿山巨头垄断铁矿石贸易，矿价高企严重威胁到济钢竖炉球团的生存。因此，降低原料成本是济钢球团厂生存的必由之路。从2009年2月份开始，球团厂停止了使用高价长协矿，转而采用以国内粉为主，配用部分自产钢城碱矿的原料结构。由于国内精粉品位相对较低，脉石含量较高，脉石中的SiO2、CaO、MgO对竖炉氧化球团质量影响较大。在突破使用低品质国内精粉方面，济钢竖炉球团通过工业试验、实验室配料试验等方面进行一系列的研究。

1 增配污泥工业试验

2009年1月~12月，进行了增配炼钢污泥的工业试验，污泥配加量由38kg/t，最多增加到90kg/t。通过积极创新大胆尝试，不断优化过程控制参数和提高操作技能，目前已能够适应高污泥混合料的使用，并确保球团矿成品质量稳定。按现在的情况估计，污泥配加量有望达到100kg/t 左右。

随着集团公司新钢厂区的投产，炼钢污泥的产出量还将继续增加，球团增配污泥生产技术的突破，能为集团公司的资源循环再利用和降本增效起到重要的作用。

2 高硅高镁经济料工业试验

2009年6月1日~6月8日，济钢球团厂进行了炼钢用球经济料工业试验。经过8天的深入探索和操作调整，试验取得圆满成功，达到了预期目标，降成本效果显著。

济钢球团厂使用的经济料主要有：钢城碱（自产矿）、枣庄精粉、刘岭精粉等，其混合料特性对竖炉球团生产的影响如下：

1）混合原料粒度粗，＜0.074mm占65%左右，影响生球质量；

2）化学成分不稳定，脉石含量高，特别是SiO2(＞8%)、CaO（＜2.0%）、MgO（＞2.2%），这样的原料成分是济钢球团从未使用过的，它们对球团焙烧可能产生的影响也不能确定；

3）原料种类多，给仓储和混料系统带来困难，易造成成分波动。

为配合高硅高镁经济料球团生产，采取了以下调整手段：

1）提高焙烧温度。冲破传统观念（SiO2＞8%时焙烧温度最高控制1 120℃），在MgO含量为2.2%~2.4%，SiO2含量为8%~10%范围内，将焙烧温度控制在1 160℃~1 180℃。实践证明，此举能够稳定成品球团矿抗压强度在2 500N/个左右；

2）实施混合料全磨，提高原料活性，改善经济料粒度粗对造球工序的影响，并达到降低膨润土消耗的目的；

3）优化竖炉参数，提高吨矿煤气消耗，降低冷风量，加长均热带，延长镁质球团矿固结时间，有效提高镁质球团矿的强度。

试验结果证明：在配加部分经济料（枣庄高镁精粉和刘岭高硅精粉）工业性试验中，通过优化参数配置，球团矿抗压强度达到了2 500N/个左右；配加高镁经济料后，球团矿的MgO达到2.3%，已经达到高炉使用镁质球团矿的标准。这表明我们掌握了大量配加经济料的技术和镁质球团矿的生产技术，也为下一步大量采用低品质、多品种国内矿的原料结构做好了技术储备。

3 全部采用国内粉的生产实践

基于前期对经济料工业试验积累的宝贵经验，济钢球团厂根据集团公司的结构调整需求及当前的原料资源情况，于2009年12月份开始实施全国内粉生产球团。

所用原料以钢城碱精粉为主，另外还有梅山精粉、刘岭精粉、鲁中精粉等，及相对较高的污泥配比（90kg/t）。在此次生产实践过程初期出现了低硅、高碱度、高镁的类型原料结构，成品抗压强度无法达到预期目标（>2 500N/个）。

所谓低硅、高碱度、高镁的类型原料结构，其成分为SiO2＜4%,R2＞0.4，MgO＞1.8%时，最初焙烧温度设定为1140℃，其抗压强度只有1 800N左右，随着焙烧温度提高至1 200℃，球团矿强度不断增加，但是强度也不会出现大幅度提高（抗压强度仅为2 200N/个左右），主要原因是形成的渣量减少，高CaO促使球团在焙烧过程中须晶增多和长大，影响球团的抗压强度；另外，高CaO易形成CaO2Fe2O3，而CaO2Fe2O3在冷却过程中再次分解[1]，导致成品球抗压强度降低。调整措施是：增加含硅量高的酸性粉（如刘岭精粉）配比来提高混合料中SiO2的含量(SiO2>4%)，平衡硅钙比例（R

另外，济钢球团厂还根据当前的原料结构，进行了实验室熔融试验，测试低硅高碱度高镁球团矿的熔点。结果表明：在1400℃下球团矿没有出现粘连现象。使用高镁球团矿有利于改善高炉软融带的透气性。

4 结论

1）济钢竖炉球团配加低品质国内精粉的探索实践有助于济钢集团公司摆脱对长协精矿长期形成的依赖，在当前长协矿谈判举步维艰时期具有重要意义。2010年济钢4×3 200m3大高炉投产，球团矿需求量增加，低品质国内精粉的配用确保集团公司降成本工作的主动性；2）本项目研发的经济料焙烧技术和控制方法填补了大型化竖炉使用经济料的技术空白，提高了竖炉对不同原料结构的适应能力，拓展了竖炉球团降成本的空间，明显提高了竖炉球团在行业中的竞争力，对于推动竖炉球团技术的发展具有重要意义；3）在使用经济料的同时，竖炉排放SO2量增加，暴露出重要的环保问题，这也是我们需要进一步研究的课题。

参考文献

[1]安顺徽.球团矿生产因工艺、新技术与新设备选用及球团质量控制检验使用手册[M].北京：冶金出版社，2005：1200-1202.