高褐铁矿的烧结试验研究及生产实践.docx

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1、高褐铁矿的烧结试睑研究及生产实践目录1 .前言12 .高褐铁矿烧结试验研究21. 1.褐铁矿的矿物性能分析22. 2.试验参数和方案23. 3.烧结杯试验原燃料分析34. 4.试验结果及分析43 .高褐铁矿烧结生产实践53.1.生产工艺调整53.1.1.调整配矿结构53.1.2.实行厚料层烧结53.1.3.适当提高烧结矿碱度53.1.4.降低烧结过程负压63.1.5.适当的生石灰配比63 .2.生产情况64 .结论75 .参考文献71 .前言近年来，随着钢铁产能日趋过甚，降低炼铁配矿成本，提高钢铁产品性能成为提升企业核心竞争力的重要举措，而铁前系统降低成本的重点则在于铁矿粉在烧结工艺的优化配置

2、。由于高品质进口矿价格高、产能逐年下降，大量配加优质进口矿不符合我国钢铁生产的实际需求，因此，高比例配加廉价进口褐铁矿将成为降低烧结配矿成本的有效措施之一。众所周知，褐铁矿具有结晶水含量高、粒度粗、结构疏松多孔、易融化和还原性高等特性，会对烧结矿产、质量造成影响，实现褐铁矿与其他矿种的优化搭配是确保烧结矿质量的关键。针对褐铁矿的烧结性能国内外己有大量研究，黄伟青等研究了澳大利亚褐铁矿的基础特性，认为通过增加生石灰配加量、分割制粒等技术措施，能够使褐铁矿配加比例达到50%以上；金俊等研究了高褐铁矿配比条件下不同石灰石粉粒度对烧结矿质量的影响，认为高褐铁矿配比条件下，可通过减少石灰石粉中直径小于I

3、mm的微细颗粒的比例来改善烧结矿质量、提高烧结生产效率；王跃飞等研究了高褐铁矿配比条件下碱度、钙质熔剂种类等因素对烧结矿质量的影响，认为在高褐铁矿配比条件下，需通过增加生石灰使用比例以及提高烧结抽风负压和料层厚度的措施来改善烧结矿质量。已有研究表明，褐铁矿势必会对烧结矿质量造成不利影响，需要优化烧结制度来稳定烧结矿质量，同时，优化配矿结构对于确保烧结矿质量至关重要，目前针对全进口矿烧结条件下，褐铁矿与赤铁矿和磁精矿合理搭配的研究尚较欠缺。为此，本研究基于进口铁矿粉的常规理化性能和高温基础特性，开展了高褐铁矿配比的烧结优化配矿研究，并结合FaCtSage7.1热力学软件模拟了烧结黏附粉含量以及理

4、论液相生成性能，研究结果对于沿海钢铁企业在全进口矿烧结条件下实现褐铁矿优化配置具有重要的指导意义。随着钢铁市场的快速发展，优质的粉矿资源逐步减少，褐铁矿作为一种较为廉价的矿石逐步推向市场。在烧结工序中，提高相对廉价褐铁矿的使用量，在满足质量要求的基础上，可以有效地降低烧结矿成本。国内很多钢铁企业通过调整料层厚度和水炭配比，褐铁矿配加到30%以上，其中宝钢最高，短暂的配到了55%1O宁波钢铁从2015年开始着力进行高配比褐铁矿的试验研究和生产实践攻关，通过原料结构优化和对烧结料层厚度、烧结负压、烧结矿碱度等一系列调整措施，褐铁矿配比从35%成功提高至60%,烧结矿质量保持在较好的水平，满足了高炉

5、高效顺行的要求。2 .高褐铁矿烧结试睑研究1. 1.褐铁矿的矿物性能分析澳洲杨迪矿属于河道型褐铁矿，结晶水含量高，其通用化学式为mFe2O3-nH2O(m=13,n=1)其X射线衍射结果见表1与图1。可见，该矿物主要由褐铁矿、赤铁矿和极少数磁铁矿及少量脉石组成。I褐领矿的种物织成.曜铁矿渴帙炉高玲上石英其地5.813.167.22.03.38.62. 2.试验参数和方案试验采用30OmmX70Omm烧结杯系统。试验过程中，一次混合加水润湿，二次混合制粒3min；试验工艺参数为:制粒时间3min,料层厚度65Omm,点火时间1.5min,铺底料厚度约30mm,点火温度105050C,点火负压8k

6、Pa,烧结负压12kPa,冷却负压8kPa,冷却时间3min,冷却温度V250C。试验取用宁钢生产中使用的原料，烧结矿碱度为180,MgO含量固定为1.5%,熔剂用石灰石和白云石粉。试验具体配比详见表2。表2烧结杯试脸配比（）原料名称配比I配比2配比3配比4配比5配比6配比7配比8配比9澳洲杨迪枪30.035.040.045.050.055.060.065.070.0澳洲PB将27.022.017.012.09.04.012.012.08.0IOC10.010.010.010.09.08.07.06.06.0PMC精粉5.06.07.08.08.09.08.09.09.0巴西卡特20.020.

7、020.020.020.020.09.06.06.0巴西SFHT构8.07.06.05.04.04.04.()2.01.02. 3.烧结杯试验原燃料分析本次烧结杯试验所用原料及燃料成分分别见表3与表4,含铁原料的粒度组成见表5。3原料主生成分（%）原料名你TFeMKOSiOjAIjO,SPIg澳洲杨迪衿58.240.054.361.570.0020.05510.05澳洲PB61.060.023.612.330.0150.0986.25巴&卡希64.730.052.611.20.0060.0591.51巴西SFHT财59.970.2310.761.190.0110.0632.23IOC精希65.

8、490.324.550.070.0010.0241.26PMC精构64.353.591.970.830.0560.110.82石灰石0.61.460.343.I白云石20.90.360.I144.8表4燃杆主要成分（）原料名称MgOSiO,Ag舞发份灰份拒翘1.643.2830.561.3615.04K4.96表5金扶族科粒度组成依)原料名称+8mn+5mm+3mm+1nm+0.5nn+0.25min+0.125ntm+0.074mn-0.074mm澳洲杨迪粉16.4415.4027.0615.3514.275.403.401.151.53澳洲PB粉4.5914.2215.9620.7415.

9、9012.599.213.263.53巴&卡特13.2611.9710.6915.0713.839.5612.978.174.48巴西SFHT初7.6213.898.2711.5413.2715.928.926.4714.10IOC精粉0.000.000.002.046.8319.5652.9714.174.43PMC精粉1.217.7112.3421.1546.0511.542.4.试验结果及分析试验褐铁矿配比从30%增力口至U70%,其结果详见表6o表6不同褐妓甲ifc比的烧拄杯试验纬果渴帙始配比/%金烧速度mmmin成品率/%利用系较/tm-*h,燃料单版kg1传我指数/%烧储旷平均拉没

10、mm10-5mm1%3019.0775.141.5161.8872.8325.3016.963519.0173.081.4664.9872.6823.6718.384019.0274.071.4263.4772.3725.5515.854518.7473.601.44M.2972.6426.2215.685018.8874.151.4463.1372.5825.1616.275519.0274.071.4263.4772.3725.5515.856018.3873.971.3463.9473.4726.5914.916518.7072.791.3264.5673.2125.8015.91701

11、8.4371.911.265.5573.0626.1715.21从表6的试验结果可得出以下几个结论：(1)随着褐铁矿的配比从30%提高到70%,垂直烧结速度呈下降趋势。其主要原因是虽然随着褐铁矿的配比增加，混合料变得疏松，原始透气性变好，但是褐铁矿的同化温度低、液相生成能力强、流动性高于其它赤铁矿石，增加了燃烧带的厚度，从而影响了燃烧带的透气性，导致垂直烧结速度不升反降2。另外，过多的水分增加了气流带出水分的负荷，气流蒸汽饱和后，水不再以气体的形式迁移，以液体的形式向料层下部迁移，易堵塞气流通道，从而降低料层透气性。(2)烧结矿的成品率随着褐铁矿配比的升高而降低。褐铁矿配比在30%时，烧结的成

12、品率为75.14%,当褐铁矿配比增加到70%时，成品率下降到71.91%。其主要原因是褐铁矿烧结容易形成薄壁大孔结构，使烧结矿整体变脆，在运输和整粒过程中容易破碎导致成品率低；另外，因为褐铁矿液相生成温度低，容易产生大量液相，而且液相的流动性好，容易封闭料层的孔隙，使烧结料层的透气性不均匀，加剧烧结料层中焦粉燃烧形成的横向不均匀性所致。(3)因成品率和垂直烧结速度随着褐铁矿配比升高而降低，导致烧结利用系数也随着褐铁矿配比的升高而降低。褐铁矿配比为30%时，利用系数达至J1.51t(m2h),当褐铁矿配加到70%时，利用系数降低到1.28t(m2h)o(4)烧结固体燃耗随褐铁矿配比升高而增加，主

13、要是由于结晶水含量高需要消耗大量的热及成品率的降低所致。(5)随着褐铁矿配比的提高，烧结矿质量指标仍然较好。褐铁矿配比从30%提高到70%后，烧结矿转鼓指数从72.83%提高到73.06%,最高到73.47%,转鼓指数略趋好；烧结矿平均粒径均保持在25.3mm以上，其510mm的含量从16.96%降低到15.21%o主要原因是褐铁矿生成铁酸钙的能力大，随着褐铁矿配比的增加，烧结矿铁酸钙生成能力提高，从而导致烧结强度略趋好。3.高褐铁矿烧结生产实践3. 1.生产工艺调整在生产实践中，随着褐铁矿配比的提高，烧结配矿结构和部分生产工艺参数也做了相应的动态调整，具体如下。3. 1.1.调整配矿结构因褐铁矿的同化温度低，液相流动性普遍较好，在选择精粉品种时，尽量选用同化温度相对较高的磁精粉，实践中选择配加的磁精粉有南非精粉、智利精粉，磁精粉配比保持在8%以上，以改善混匀矿烧结性能的匹配程度3。此外，精粉配比的增加，也提高了混合料的堆比重，减少了烧结过程中出现的大量收缩，对提高烧结矿强度和成品率有利。实践中褐铁矿配比超过50%时，精粉配比保持在15%以上，2017年精粉配比达19%。3.1.2,实行厚料层烧结烧结过程自上而下是一个自动的蓄热过程，随着烧结料层的提高，自动蓄热的热量不断增加：43O应用厚料层烧结技术还可以有效地降低烧结固体燃料的配加，同时提高烧结过程