维普资讯 http://www.cqvip.com 炼铁厂高碱度烧结矿试验研究 张劲草贯摘要增李伟广李玉奇 （北京首钢股份有限公司炼铁厂） 介绍了实验室和工业生产对高碱度烧结矿的试验情况，以及烧结矿的碱度由１．８０提高到１．９５对 高碱度烧结矿试验高炉冶炼 烧结矿产量和性能、对高炉生产的影响情况。 关键词Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｂａｓｉｃ Ｓｉｎｔｅｒ Ｔｅｓｔ ｂｙ Ｔｈｅ Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｃａｏ ＧＵＡＮ Ｚｅｎｇ ＬＩ Ｗｅｉｇｕａｎｇ ＬＩ Ｙｕｑｉ （Ｔｈｅ Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉ ｇｈ ｂａｓｉｃ ｓｉｎｔｅｒ ｔｅｓｔ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｓｉｎｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ＢＦ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｃｉｔｙ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ｆｒｏｍ １．８０ ｔｏ １．９５ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｈｉｇｈ ｂａｓｉｃｉｔｙ，ｓｉｎｔｅｒ，ｔｅｓｔ，ＢＦ，ｓｍｅｌｔ 随着首钢迁钢炼铁厂、秦钢炼铁厂的投产， 首钢一业三地生产布局已经成形。首钢迁安矿业 公司烧结矿由只向北京地区提供变为向北京、迁 安两地提供。特别是２００６年底迁钢炼铁厂２号 高炉投产后，烧结矿配比进一步下降，酸性炉料 （球团矿和块矿）配比增加，因此烧结矿的碱度 料比进行配矿（河北地方精粉１５％、澳粉 ３７％、结末４３％、轧皮５％、炼钢红泥３％和 白灰２％），通过石灰石配量调整烧结矿碱度， 白云石按３．０％进行配比，保证烧结矿中ＭｇＯ 含量约为２．４％。本次试验混合料碳含量为 ３．５％，所有原料取自现场生产用料。 烧结杯为２５０ ｍｍ×２５０ ｍｍ的方型杯，料 必须提高。在北京地区烧结原料结构的基础上， 探索如何生产具有良好冶金性能的高碱度烧结 矿，满足高炉生产要求是非常必要的。为此，进 行了高碱度烧结矿的试验。 层高度为５５０ ｍｍ，点火时间为２ ｍｉｎ，点火温度 为１ ０５０℃。 １．２实验结果及分析 烧结杯实验于２００４年９月进行，烧结矿的 １实验室实验 １．１ 实验方案 理化性能、主要技术指标见表１。 表１ 烧结矿化学成分 ％ 北京首钢股份有限公司炼铁厂（简称炼铁 堂堕垦！ １．８ １．９ ２．０ ２．】 ！！ １０．３４ ９．４２ ９．４１ ９．６７ 皇 ９．３０ ９．５０ １０．４７ 】０．６０ ５７．２５ ５６．９０ ５６．５５ ５６．２５ ５．１４ ５．９５ ５．１９ ４．９７ １．６５ １．６０ ｌ｜５５ 】．４５ ２．７４ ２．０９ ２．５４ ２．３７ 厂）高炉炉料配比的变化趋势是入炉烧结矿减 少、球团矿和块矿增加。为保证高炉炉渣碱度平 衡，在实验室进行了烧结矿计划碱度为１．８～ ２．１的烧结杯实验。实验料按二烧作业区目前的 张劲草：１９８３年毕业于河北理工学院，现为炼铁厂技术科专业员 工程师。收稿／２００７—０４—２０ 由表１可见，烧结矿碱度由１．８提高到２．１ 维普资讯 http://www.cqvip.com 时，其品位降低１％。 烧结杯实验主要技术指标见表２。 表２烧结杯实验主要技术指标 试样利用系数／ 垂直烧结速 固体燃耗／成品率／ＩＳ０转鼓 碱度ｔ・（ｍ２．ｈ）一 度／ｒａｍ・ｍｌｎ～ ｋｇ・ｔ一 ％ 指数／％ １．８ １．９ ２．Ｏ ２．１ １．６１４ １．５３９ １．７２６ １．６３６ ｌ６．９５ ｌ５．３０ ｌ８．９ｌ ｌ７．１０ ５０．５０ ５１．５０ ５３．５Ｏ ５５．７５ ８６．８３ ８９．０５ ８８．６２ ８８．８２ ７４．５６ ７５．０６ ７５．５６ ７６．５６ 有利于改善低温还原粉化性能。从而改善高炉上 部的透气性，对高炉冶炼十分有利。 烧结矿粒度组成见表４。 表４烧结矿粒度组成 ％ 由表２可见，随着碱度的提高，烧结矿转 鼓指数提高了２％。这说明提高碱度后，熔剂配 加量增加，在首钢澳矿配加比例较高的情况下， 有利于在较低的烧结温度下，生成自身强度较好 的铁酸钙矿物粘结相，促进液相生成，改善烧结 注：对比值为碱度２．１与１．８的差值。 由表４可见，烧结矿碱度由１．８提高到２．１ 后，烧结矿粒度小于５ ＩＴＩＩｎ的含量减少了１．９８％、 粒度为４０～１０ ＩＴＩＩｎ的含量增加了１１．２３％、粒度 矿的固结，进而提高烧结矿强度；由于烧结矿自 身强度的增加，烧结矿成品率提高了约２％。 烧结固体燃耗有所上升，其主要原因一方面 是随着碱度的提高，石灰石用量增加，碳酸盐的 分解将消耗一定的热量；另一方面为保证烧结矿 的质量，保持烧结矿Ｆｅ０含量为９．０％～ １０．０％，增加了燃料配比。当碱度由１．８提高到 ２．１时，固体燃耗约上升５ ｋｇ左右。 烧结矿低温还原粉化指标见表３。 表３烧结矿低温还原粉化性能 ％ 大于４０ ｒａｉｎ的含量下降了７．７０％，烧结矿粒度的 均匀性明显改善，说明提高烧结矿碱度有自然整 粒的作用，有利于改善高炉料柱的透气性。 ２工业试验 在实验室实验的基础上，２００４年１０月在二 烧作业区进行了提高烧结矿碱度的工业试验。 ２．１试验条件及方案 ２００４年１０月１３日在二烧作业区组织提高 碱度工业试验；１５日，考虑综合因素后将计划 碱度由１．８０提高到１．９３。试验时间为１０月１３ ～３１日，基准期为９月，试验料配比为：地方 粉１８％、澳粉３７％、结末４０％、轧皮５％、白 注：ＲＤＩ为低温还原粉化指标。 灰２．０％～２．５％，其碱度为１．９３（通过石灰石 配量来调整）。 ２．２试验结果及分析 碱度提高后，试样的ＲＤＩ引，降低了８．２４％， 高碱度烧结矿低温还原粉化性能明显改善。其主 要原因是碱度的提高使得铁酸钙生成量增加，低 温还原粉化严重的骸晶状菱形赤铁矿生成减少， 试验前后主要工艺参数和烧结矿理化性能见 表５。６。 表５试验前后主要工艺参数 维普资讯 http://www.cqvip.com 由表５，６可见，烧结矿碱度提高到１．９３ 因是：一方面，随着烧结碱度的提高，为保持烧 结矿ＦｅＯ含量不变，增加了燃料配比，烧结过 后，烧结利用系数有所提高，ＩＳＯ转鼓指数提高 了０．８３％，固体燃耗上升了２．３５ ｋｇ／ｔ，烧结矿 的品位下降了０．８１％。在工业试验中，由于原 料中ＳｉＯ 含量有所增加，所以烧结矿品位下降 幅度较大。 ２．３冶金性能分析 程的氧化性气氛有所降低，还原性较好的赤铁矿 和铁酸钙含量减少；另一方面，烧结矿中ＳｉＯ： 含量的增加也不利于烧结矿还原性的改善，还原 度略有下降。 表７试验前后烧结矿冶金性能 项目 碱度 １．８０ １．９３ ０．１３ ％ Ｒ／ ８３．６２ ８０．７８ —２．８４ 工业试验前后烧结矿的冶金性能和熔滴性能 见表７，８。 ＲＤＩ＋６ ３ ＲＤＩｎ１５ ＲＤＩ一３ ｌ５ ２９．６４ ３４．６６ ５．０２ 试验前 试验期 比较６０．９６ ６６．３１ ５．３５ ３９．０４ ３３．６９ —５．３５ 由表７，８可见，烧结矿碱度提高以后，其 高温冶金性能显著改善：ＲＤＩ 。 下降了 ５．３５％；烧结矿的还原度下降了２．８４％，其原 注：Ｒ，为还原性指标。 表８试验前后烧结矿的熔滴性能对比 注：ＴＲＳ为开始软化温度，ＴＲＥ为软化终了温度，△ 为软化温度区间， 为开始熔融温度，△Ｐ 为最大差压值， 为滴落温度， △ 为熔滴区间温度，５为熔滴性能特征值。 从模拟高炉的烧结矿软化熔融的熔滴性能来 看，也有所改善。碱度提高，软化温度上升，软 化区间变窄，熔化滴落温度上升，熔滴（温度） 区间增加了４ ，增幅不大。最高压差明显下降， 使熔滴总特性值下降、熔滴性能改善，有利于降 低高炉软熔带位置，发展间接还原，降低焦比。 表９ ２号高炉主要技术经济指标 ３烧结矿的使用情况 工业试验后，２００４年１０月中旬以来，烧结 作业区一直按碱度为１．９３组织生产，不仅满足 了高炉炉渣碱度平衡，而且烧结矿的冶金性能有 所改善，为高炉的强化冶炼创造了有利条件。提 ４结 论 烧结矿碱度从１．８０提高到１．９３的效果及建 议如下： （１）提高了烧结矿的质量，ＩＳＯ转鼓指数明 显提高，降低了返矿率； （２）采用石灰石为调节熔剂，烧结固体燃 料消耗有所增加。建议用提高生石灰配比的方式 来提高碱度； （３）应减少烧结燃料配比，增加烧结过程 高烧结矿碱度前后炼铁厂２号高炉的主要技术 经济指标见表９。 由表９可见，碱度提高后，２号高炉顺行， 无悬料事故，综合冶炼强度提高了０．０２６ ｔ／（ｍ ・ｄ），高炉透气性指数有所提高，高炉利用系数 面是质量较好的自产干熄焦使用比例减少，从 的氧化气氛，使烧结矿的ＦｅＯ含量控制在９％以 下，有利于铁酸钙的生成，以此提高烧结矿的还 原性。 提高了０．０３６ ｔ／（ｍ ・ｄ）。焦比增加的原因，一方 ５０％降到了３０％，质量较差的外购焦炭增加； 另一方面是进入到冬季后，燃料水分较大，原燃 料筛分效果差，造成高炉焦比升高。 （４）烧结矿低温还原粉化性能明显改善， 熔滴性能改善，有利于高炉生产顺行。 编辑／李燕
