球团配加毛粉的生产试验分析范文

摘要:采用程潮自产磁铁精矿、毛里塔尼亚铁精矿(简称毛粉)开展了球团配矿试验，考查了毛粉配比对生球、预热球及成品球质量的影响，观察了不同毛粉配比下热工参数的变化情况。试验结果表明，配加毛粉能改善生球质量，毛粉配比控制在15%以内，热工参数稳定，成品球质量满足炼铁需要。

关键词:球团;毛里塔尼亚铁精粉;配矿;球团性能;热工参数

1前言

降本增效一直是企业追求的目标，合理配加一定比例的廉价进口铁矿粉进行生产已成为国内部分烧结厂和球团厂降本增效的重要措施［1－3］。国内市场上廉价进口铁矿粉的品种繁多、性能各有差异，选用一种能满足生产需要的廉价进口铁矿粉是配矿的首要任务。近年来，毛里塔尼亚铁矿粉(简称毛粉)因其价格相对低廉，烧结生产配加后能改善烧结混合料制粒性能、成品烧结矿强度及冶金性能，其在国内部分烧结厂开始应用，该矿因SiO2含量高，使用时在烧结混匀料中的配比很少超过20%［4－6］。然而，毛粉Al2O3、S含量较低，与高品位铁精矿搭配生产球团时，可降低成品球团Al2O3含量及烟气中的SO2含量，改善成品球团综合性能，减轻脱硫环保压力，降低生产成本，国内部分球团厂(如武钢鄂州球团厂)也开始配加毛粉进行生产，但该矿铁品位较球团精粉低，配加比例一般控制在10%左右。2016年10月，为提高程潮矿业经济效益，弥补自产磁铁精矿矿源不足，保证球团正常生产并满足用户质量要求，公司采购了一批进口毛粉并开展了配矿试验。通过理论计算制定配矿方案，考查了毛粉配加比例对生球质量、预热球质量、成品球质量及干燥预热焙烧等工艺参数的影响，确定了毛粉用于程潮球团生产时的配加比例，这对高效利用铁矿资源，降低球团生产成本具有重要应用价值。

2原料性能及试验方法

2.1原料性能自产磁铁精矿、毛粉及膨润土部分理化指标见表1。由表1可知，毛粉铁品位61.93%，较自产铁精矿降低约4.5%;SiO2含量为9.35%，较自产矿高5.61%;毛粉Al2O3、S含量较自产矿低，Al2O3含量为0.74%，S含量仅为0.043%。理论上分析，若适当配加毛粉进行生产，不但可以降低烟气中SO2含量，而且能有效地降低成品球Al2O3含量，从而改善成品球入炉冶炼性能。

2.2试验方法2.2.1毛粉配比计算由表1可知，自产矿的烧损为－0.65%，毛粉的烧损为0.3%，膨润土的烧损为15.45%，根据配矿理论计算公式，计算出毛粉配加5%、10%、15%时球团的品位、SiO2含量和Al2O3含量数据，根据计算结果并结合公司质量标准(2016年炼铁用程潮球团矿质量标准:TFe≥63.00%，Al2O3≤1.60%，SiO2≤5.50%，抗压强度≥2400N/P)，选定合适的配比做为配矿的理论依据，其相关计算数据分布见表2～表4。返灰、膨润土分别按毛粉与自产矿混合料总量的5.0%、2.5%设定，毛粉配加比例为5%时，球团矿品位64.34%，SiO2含量5.20%，Al2O3含量1.44%，满足公司质量要求。返灰、膨润土分别按毛粉与自产矿混合料总量的5.0%、2.5%设定，毛粉配加比例为10%时，球团矿品位64.16%，SiO2含量5.47%，Al2O3含量1.42%，满足公司质量要求。返灰、膨润土分别按毛粉与自产矿混合料总量的5.0%、2.5%设定，毛粉配加比例为15%时，球团矿品位63.98%，SiO2含量5.75%，Al2O3含量1.41%，SiO2含量超过5.5%，不满足公司质量要求，达到了毛粉配比的上限。综合表2～表4计算结果，为满足武钢炼铁质量要求，毛粉配比不能超过15%。2.2.2试验方法试验前，先将毛粉与自产磁铁精矿单独放置在精矿仓，然后将两者单独抓取并经过干燥和高压辊磨预处理后转运至专用配料仓。配料时，毛粉的配加比例为毛粉占配料仓总配料量的百分比。固定膨润土添加量为2.5%，以配加5%毛粉为基准，控制三大主机热工参数在工艺要求范围内，观察窑内焙烧状况并按时对生球、预热球、成品球取样，测定理化指标。若生球、预热球及成品球理化指标合格，则依次增加毛粉配比。实验过程中，确保各项热工参数达到工艺要求，统计分析不同毛粉配比对热工参数的影响。

3试验结果及分析

3.1毛粉配比对生球性能的影响试验时，保持正常生产量160t/h，固定膨润土添加量2.5%，对毛粉配加5%、10%、15%的混合料进行造球，并对其生球落下强度进行检测，结果见表5。由表5可知，生球落下强度较不配加毛粉时有提高，球盘内生球落下强度由不配加毛粉时的6.2次/(0.5m)普遍提高至7.1次/(0.5m)以上，筛后生球落下强度由不配加毛粉时的3次/(0.5m)提高至3.6次/(0.5m)以上。从生球水分看，毛粉吸水性较好，配加毛粉后生球水分普遍提高0.1%以上，毛粉配加比例15%时生球水分提高0.25%。由于程潮球团的链篦机长度较短，生球水分提高，延长了生球脱水干燥时间，影响生球干燥效果。试验过程中通过观察链篦机灰量，发现链篦机抽干2段灰量及南北斗提的碎球量随着毛粉配加比例的升高有所增加，生球干燥效果较不配加毛粉时降低。

3.2毛粉配比对预热球的影响对配加不同比例毛粉的预热球取样分析，结果见表6。由表6可知，随着毛粉配比的提高，预热球抗压强度呈先升高后下降的趋势。毛粉配加比例为5%时，预热球抗压强度达到最大值595N/P，逐步提高毛粉配加比例至15%，预热球抗压强度出现下降，但整体仍高于不配加毛粉时的预热球抗压强度;预热球FeO含量由14.36%下降至13.61%，下降了0.75%。这是因为毛粉粒度较自产矿粗，属赤铁矿，FeO含量低，少量配加毛粉能提高干球孔隙率，强化预热球氧化效果，降低预热球FeO含量，从而减弱预热球双层结构，提高预热球抗压强度［7－9］。

3.3毛粉配比对热工参数的影响试验时，保持正常生产量160t/h，鼓干风机、抽干风机、回热风机及环冷机冷却风机保持正常生产时的风门开度，控制喷煤量在3.5t/h左右，配加毛粉时热工参数见表7。由表7可知，预热段温度能一直维持在980℃左右，但随着毛粉配加比例的升高，窑头温度、环冷1、3段烟罩温度、鼓干风箱温度均有所降低。在毛粉配加比例达到15%时，窑头温度降低约30℃，导致环冷1段、3段烟罩温度相应降低约30℃。由于环冷3段热风供鼓风干燥段干燥，这使得鼓干风箱开始温度也相应降低约30℃。此时，在保证脱硫增压风机正常运行的前提下，为确保料层透气性，改善后续抽风干燥过程，鼓干风门开度提高了5%～8%。出现上述现象的主要原因是毛粉属于赤铁矿类型，其FeO含量较磁铁矿低，预热－焙烧过程中氧化放热少，导致预热球从窑尾运行至窑头的过程中放热较少，窑头温度较全磁铁矿焙烧时偏低。若采用增大喷煤量的方法来提高窑头温度，链篦机预热段温度势必会超过1000℃，导致链篦机篦床温度过高，影响其使用寿命。

3.4毛粉配比对成品球的影响不同毛粉配比下的成品球性能见表8。由表8可知，配加毛粉对成品球抗压强度基本无影响，成品球FeO基本维持不变。这是由于毛粉SiO2含量较高，配加毛粉后入窑预热球双层结构减弱，加之入窑预热球含有13%左右的FeO，因此球团内部起辅助连接的橄榄石液相在窑内高温区发育较为完善，弥补了成品球团因固相固结不充分而造成抗压强度的下降［10－11］。配加15%的毛粉后，成品球SiO2含量略超过炼铁厂的质量要求，故毛粉的配加量不能超过15%。

4结论

(1)毛粉吸水性好，配加毛粉能改善混合料成球性能。固定膨润土配比2.5%，毛粉配比15%时，生球水分提高0.25%，生球落下强度提高了1.7次/(0.5m)。(2)毛粉属赤铁矿，用于球团生产时氧化放热相比磁铁矿少。毛粉配15%时，若控制预热段温度不超过1000℃，窑头温度、环冷1、3段烟罩温度、鼓干风箱温度相应降低约30℃。(3)毛粉较程潮自产磁铁精矿的铁品位低，两者搭配生产球团时，毛粉配加比例控制在15%以内，成品球团抗压强度能达到2400N/P，铁品位达到64.0%，SiO2含量小于5.5%，满足炼铁质量要求。

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作者：阳诚平 周晓军 钟洋 单位：武钢资源集团