劉 佳

(攀鋼集團西昌鋼釩有限公司，四川西昌 615000)

1 引言

由于在燒結生產過程中，原料成本占燒結礦總成本的80%，燒結配加褐鐵礦是為了降低燒結礦成本，以達到進一步降低生鐵成本的目的。褐鐵礦是含結晶水的三氧化二鐵，無磁性，它可由其它鐵礦石風化形成，化學式常用mFe2O3·nH2O來表示。按結晶水含量多少，褐鐵礦的理論含鐵量可從55.2%增加到66.1%，其中大部分含鐵礦物以2Fe2O3·3H2O形式存在。褐鐵礦一般粒度較粗，疏松多孔、還原性好，融化溫度低，易同化，堆比重小。褐鐵礦用于燒結一般影響成品率和臺時產量，粉焦單耗上升，高配比時使燒結礦轉鼓指數、低溫還原粉化指數變差，因而限制了褐鐵礦在鋼鐵企業(yè)燒結生產上的推廣應用。

研究表明［1］，高鈦型燒結礦配加8%以下褐鐵礦，通過操作參數的調整，可確保燒結礦的產質量不發(fā)生大的變化。西昌鋼釩燒結配料中精礦粉率高達75%左右，因此適當增加部分粒度較粗的褐鐵礦粉，調整燒結配碳量，在保證燒結產質量不發(fā)生大的變化條件下，對降低配礦成本具有較大的意義。

2 配加40褐鐵礦粉實驗室研究

西昌鋼釩燒結配加TFe為40%的褐鐵礦粉與同品位的赤鐵礦粉相比，具有較高的性價比，其理化性能結果見表1。

表1 40褐鐵礦粉理化性能

2．1 40褐鐵礦粉理化性能

從表1可見，40褐鐵礦粉燒損較高為8.93%，屬于典型的針赤鐵礦，其單燒值只有34.72%，SiO2含量為12.76%，相對較高，說明褐鐵礦粉加入燒結只能替代中赤粉。褐鐵礦粉Dcp值為2.96 mm，堆比重為1.620 t·m－3，相較于其他精礦粉，40褐鐵礦粉粒度較粗，堆比重小，影響混合料混勻與制粒。

2．2 燒結杯實驗研究

2．2．1 試驗方案

在保證燒結礦品位49.6%不變的前提下，加入7%的40褐鐵礦粉替代7%的篩下料，實驗室試驗方案見表2。

表2 燒結配比(干料)/%

2．2．2 試驗方法

燒結試驗在φ300×800 mm燒結杯中進行，其主要工藝參數見表3。主要工藝參數參照現場條件進行試驗，混合料水分7．2%，料層高度700 mm。一混制粒時間6 min，二混時間4 min。

表2 燒結試驗工藝參數

返礦由實驗室燒制，采用相應配比的燒結礦破碎而成，返礦外配30%，其粒度組成為0～5 mm＞90%，5～8 mm占10%左右。

2．2．3 試驗結果與分析

試驗結果見表4～6。

表4 燒結混合料的粒度組成/%

表5 燒結礦的粒度組成/%

表6 燒結試驗主要指標

由表4～6可見:

(1)與基準相比，試驗期褐鐵礦粉替代篩下料后混合料的粒度下降，粒度組成略有變差，所以配入7%的40褐鐵礦粉替代7%的篩下料，對于燒結混合料的粒度組成影響不大。

(2)燒結配加褐鐵礦粉后，燒結速度加快，燒結礦成品率、轉鼓強度有所變差，利用系數略有下降，抗磨指數基本相同，對燒結技術經濟指標影響不大。

(3)褐鐵礦粉的陪入，燒結礦粒度組成變差，大粒級燒結礦含量減少，平均粒度變小，＜5 mm含量略有增加，但相差不大。

3 配加40褐鐵礦粉工業(yè)應用

3．1 工業(yè)應用概況

西昌鋼釩1#，2#燒結機加入40褐鐵礦粉于2013年5月19日開始，直到5月26日止，試驗期總計6天;基準期選擇為試驗期前一周，即5.12～5.18，共計7天?；鶞势诤Y下料與試驗期間40褐鐵礦粉質量檢測結果見表7。

表7 40褐鐵礦粉質量情況/%

由表7可見，試驗期所用的40褐鐵礦粉全鐵值為42．58%，比實驗室分析的降低了4．8%，但比基準期篩下料鐵品位高4．59%，因此加入40褐鐵礦粉替代篩下料不會降低燒結礦品位。

3．2 工業(yè)應用效果

工業(yè)應用基準期與試驗期燒結配料表見表8。

表8 燒結配料表(干料)/%

由表8可見，為保持燒結礦品位及堿度，在使用40褐鐵礦粉替代篩下料時，將白馬精礦提高了1個百分點，混勻粉降低了2.31個百分點，其他原燃料配比變化不大。工業(yè)應用期間，燒結主要經濟技術指標見表9～12。

表9 燒結礦化學成分對比/%

表10 燒結礦主要技術指標

表11 燒結礦冶金性能

表12 燒結機主要參數

由表9～12可見:

(1)配加5.83%的40褐鐵礦粉替代5.41%的篩下料后，TFe和FeO含量略有變化，但變化不大，所以燒結加入褐鐵礦粉對燒結礦化學成分基本沒有影響。

(2)試驗期間轉鼓指數較基準期降低了0.18%，成品率降低了0.38%。其主要原因為褐鐵礦屬于難燒礦物，單燒值低，粒度較粗，堆比重小。且礦物含結晶水，在燒結過程中，結晶水分解發(fā)生爆裂，礦石產生大氣孔，燒結礦結構疏松等導致燒結礦指標惡化。

(3)試驗期間燒結礦平均粒度比基準期低了0.37%，返礦率升高0.18%，主要原因在于加入褐鐵礦粉后，燒結礦轉鼓強度下降，抗摔性下降，導致返礦率升高。

(4)試驗期間燒結礦 RDI(－3.15mm)增加11.68%，中溫還原率提高0.43%，主要原因為褐鐵礦在燒結礦中形成疏松多孔的結構，提高了燒結礦還原度，但也增加了燒結礦還原粉化率。

(5)試驗期間混合料固定碳含量上升0.08%，固體燃耗增加1.45 kg/t，增加幅度約3%，燒結機速度較基準加快了0.06 m/min，其他操作參數變化不大。主要是由于褐鐵粉礦在燒結過程中，結晶水蒸發(fā)需要較多熱量，需要適當上調配碳量，同時結晶水的蒸發(fā)使混合料透氣性增加，燒結速度加快。

4 經濟效益分析

由于試驗期間高爐多個參數的變動，影響對試驗結果的評估。因此簡單通過理論分析，在保證燒結礦品位及堿度等指標基本保持不變的情況下，用5.83%左右的40褐鐵礦粉替代篩下料能夠降低每燒結礦6.93元的成本。在目前鋼鐵行業(yè)不景氣，任何冶金環(huán)節(jié)都要求降本增效的大背景下，降低燒結礦的成本有利于鋼鐵企業(yè)的發(fā)展。

5 結論

(1)褐鐵礦為含結晶水的赤鐵礦，粒度較粗，疏松多孔，還原性好，熔化溫度低，易同化，堆比重小。用于燒結后，燒結礦粒度組成變差，RDI(－3.15mm)增加了 11.68個百分點，中溫還原率提高了0.43個百分點，成品率降低0.38個百分點，轉鼓強度下降0.13個百分點。

(2)配加5.83%的40褐鐵礦粉替代5.41%的篩下料后，燒結礦TFe和FeO含量略有變化，但變化不大，所以燒結加入褐鐵礦粉對燒結礦化學成分基本沒有影響。

(3)試驗期間燒結機固體燃料消耗增加1.45 kg/t，增加約3%，燒結機的機速較基準期加快了0.06 m/min，其他操作參數變化不大，說明加入褐鐵礦粉后對燒結中操作參數影響不大。

(4)在保證燒結礦品位及堿度等指標基本保持不變的情況下，用5.83%左右的40褐鐵礦粉替代篩下料能夠降低每噸燒結礦6.93元的成本。

［1］ 胡洪天．強化褐鐵礦燒結措施研究［J］．四川冶金，2004(5)．