球團(tuán)配加毛粉的生產(chǎn)試驗分析范文

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摘要:采用程潮自產(chǎn)磁鐵精礦、毛里塔尼亞鐵精礦(簡稱毛粉)開展了球團(tuán)配礦試驗，考查了毛粉配比對生球、預(yù)熱球及成品球質(zhì)量的影響，觀察了不同毛粉配比下熱工參數(shù)的變化情況。試驗結(jié)果表明，配加毛粉能改善生球質(zhì)量，毛粉配比控制在15%以內(nèi)，熱工參數(shù)穩(wěn)定，成品球質(zhì)量滿足煉鐵需要。

關(guān)鍵詞:球團(tuán);毛里塔尼亞鐵精粉;配礦;球團(tuán)性能;熱工參數(shù)

1前言

降本增效一直是企業(yè)追求的目標(biāo)，合理配加一定比例的廉價進(jìn)口鐵礦粉進(jìn)行生產(chǎn)已成為國內(nèi)部分燒結(jié)廠和球團(tuán)廠降本增效的重要措施［1－3］。國內(nèi)市場上廉價進(jìn)口鐵礦粉的品種繁多、性能各有差異，選用一種能滿足生產(chǎn)需要的廉價進(jìn)口鐵礦粉是配礦的首要任務(wù)。近年來，毛里塔尼亞鐵礦粉(簡稱毛粉)因其價格相對低廉，燒結(jié)生產(chǎn)配加后能改善燒結(jié)混合料制粒性能、成品燒結(jié)礦強(qiáng)度及冶金性能，其在國內(nèi)部分燒結(jié)廠開始應(yīng)用，該礦因SiO2含量高，使用時在燒結(jié)混勻料中的配比很少超過20%［4－6］。然而，毛粉Al2O3、S含量較低，與高品位鐵精礦搭配生產(chǎn)球團(tuán)時，可降低成品球團(tuán)Al2O3含量及煙氣中的SO2含量，改善成品球團(tuán)綜合性能，減輕脫硫環(huán)保壓力，降低生產(chǎn)成本，國內(nèi)部分球團(tuán)廠(如武鋼鄂州球團(tuán)廠)也開始配加毛粉進(jìn)行生產(chǎn)，但該礦鐵品位較球團(tuán)精粉低，配加比例一般控制在10%左右。2016年10月，為提高程潮礦業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，彌補(bǔ)自產(chǎn)磁鐵精礦礦源不足，保證球團(tuán)正常生產(chǎn)并滿足用戶質(zhì)量要求，公司采購了一批進(jìn)口毛粉并開展了配礦試驗。通過理論計算制定配礦方案，考查了毛粉配加比例對生球質(zhì)量、預(yù)熱球質(zhì)量、成品球質(zhì)量及干燥預(yù)熱焙燒等工藝參數(shù)的影響，確定了毛粉用于程潮球團(tuán)生產(chǎn)時的配加比例，這對高效利用鐵礦資源，降低球團(tuán)生產(chǎn)成本具有重要應(yīng)用價值。

2原料性能及試驗方法

2.1原料性能自產(chǎn)磁鐵精礦、毛粉及膨潤土部分理化指標(biāo)見表1。由表1可知，毛粉鐵品位61.93%，較自產(chǎn)鐵精礦降低約4.5%;SiO2含量為9.35%，較自產(chǎn)礦高5.61%;毛粉Al2O3、S含量較自產(chǎn)礦低，Al2O3含量為0.74%，S含量僅為0.043%。理論上分析，若適當(dāng)配加毛粉進(jìn)行生產(chǎn)，不但可以降低煙氣中SO2含量，而且能有效地降低成品球Al2O3含量，從而改善成品球入爐冶煉性能。

2.2試驗方法2.2.1毛粉配比計算由表1可知，自產(chǎn)礦的燒損為－0.65%，毛粉的燒損為0.3%，膨潤土的燒損為15.45%，根據(jù)配礦理論計算公式，計算出毛粉配加5%、10%、15%時球團(tuán)的品位、SiO2含量和Al2O3含量數(shù)據(jù)，根據(jù)計算結(jié)果并結(jié)合公司質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(2016年煉鐵用程潮球團(tuán)礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):TFe≥63.00%，Al2O3≤1.60%，SiO2≤5.50%，抗壓強(qiáng)度≥2400N/P)，選定合適的配比做為配礦的理論依據(jù)，其相關(guān)計算數(shù)據(jù)分布見表2～表4。返灰、膨潤土分別按毛粉與自產(chǎn)礦混合料總量的5.0%、2.5%設(shè)定，毛粉配加比例為5%時，球團(tuán)礦品位64.34%，SiO2含量5.20%，Al2O3含量1.44%，滿足公司質(zhì)量要求。返灰、膨潤土分別按毛粉與自產(chǎn)礦混合料總量的5.0%、2.5%設(shè)定，毛粉配加比例為10%時，球團(tuán)礦品位64.16%，SiO2含量5.47%，Al2O3含量1.42%，滿足公司質(zhì)量要求。返灰、膨潤土分別按毛粉與自產(chǎn)礦混合料總量的5.0%、2.5%設(shè)定，毛粉配加比例為15%時，球團(tuán)礦品位63.98%，SiO2含量5.75%，Al2O3含量1.41%，SiO2含量超過5.5%，不滿足公司質(zhì)量要求，達(dá)到了毛粉配比的上限。綜合表2～表4計算結(jié)果，為滿足武鋼煉鐵質(zhì)量要求，毛粉配比不能超過15%。2.2.2試驗方法試驗前，先將毛粉與自產(chǎn)磁鐵精礦單獨(dú)放置在精礦倉，然后將兩者單獨(dú)抓取并經(jīng)過干燥和高壓輥磨預(yù)處理后轉(zhuǎn)運(yùn)至專用配料倉。配料時，毛粉的配加比例為毛粉占配料倉總配料量的百分比。固定膨潤土添加量為2.5%，以配加5%毛粉為基準(zhǔn)，控制三大主機(jī)熱工參數(shù)在工藝要求范圍內(nèi)，觀察窯內(nèi)焙燒狀況并按時對生球、預(yù)熱球、成品球取樣，測定理化指標(biāo)。若生球、預(yù)熱球及成品球理化指標(biāo)合格，則依次增加毛粉配比。實(shí)驗過程中，確保各項熱工參數(shù)達(dá)到工藝要求，統(tǒng)計分析不同毛粉配比對熱工參數(shù)的影響。

3試驗結(jié)果及分析

3.1毛粉配比對生球性能的影響試驗時，保持正常生產(chǎn)量160t/h，固定膨潤土添加量2.5%，對毛粉配加5%、10%、15%的混合料進(jìn)行造球，并對其生球落下強(qiáng)度進(jìn)行檢測，結(jié)果見表5。由表5可知，生球落下強(qiáng)度較不配加毛粉時有提高，球盤內(nèi)生球落下強(qiáng)度由不配加毛粉時的6.2次/(0.5m)普遍提高至7.1次/(0.5m)以上，篩后生球落下強(qiáng)度由不配加毛粉時的3次/(0.5m)提高至3.6次/(0.5m)以上。從生球水分看，毛粉吸水性較好，配加毛粉后生球水分普遍提高0.1%以上，毛粉配加比例15%時生球水分提高0.25%。由于程潮球團(tuán)的鏈篦機(jī)長度較短，生球水分提高，延長了生球脫水干燥時間，影響生球干燥效果。試驗過程中通過觀察鏈篦機(jī)灰量，發(fā)現(xiàn)鏈篦機(jī)抽干2段灰量及南北斗提的碎球量隨著毛粉配加比例的升高有所增加，生球干燥效果較不配加毛粉時降低。

3.2毛粉配比對預(yù)熱球的影響對配加不同比例毛粉的預(yù)熱球取樣分析，結(jié)果見表6。由表6可知，隨著毛粉配比的提高，預(yù)熱球抗壓強(qiáng)度呈先升高后下降的趨勢。毛粉配加比例為5%時，預(yù)熱球抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值595N/P，逐步提高毛粉配加比例至15%，預(yù)熱球抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)下降，但整體仍高于不配加毛粉時的預(yù)熱球抗壓強(qiáng)度;預(yù)熱球FeO含量由14.36%下降至13.61%，下降了0.75%。這是因為毛粉粒度較自產(chǎn)礦粗，屬赤鐵礦，F(xiàn)eO含量低，少量配加毛粉能提高干球孔隙率，強(qiáng)化預(yù)熱球氧化效果，降低預(yù)熱球FeO含量，從而減弱預(yù)熱球雙層結(jié)構(gòu)，提高預(yù)熱球抗壓強(qiáng)度［7－9］。

3.3毛粉配比對熱工參數(shù)的影響試驗時，保持正常生產(chǎn)量160t/h，鼓干風(fēng)機(jī)、抽干風(fēng)機(jī)、回?zé)犸L(fēng)機(jī)及環(huán)冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)保持正常生產(chǎn)時的風(fēng)門開度，控制噴煤量在3.5t/h左右，配加毛粉時熱工參數(shù)見表7。由表7可知，預(yù)熱段溫度能一直維持在980℃左右，但隨著毛粉配加比例的升高，窯頭溫度、環(huán)冷1、3段煙罩溫度、鼓干風(fēng)箱溫度均有所降低。在毛粉配加比例達(dá)到15%時，窯頭溫度降低約30℃，導(dǎo)致環(huán)冷1段、3段煙罩溫度相應(yīng)降低約30℃。由于環(huán)冷3段熱風(fēng)供鼓風(fēng)干燥段干燥，這使得鼓干風(fēng)箱開始溫度也相應(yīng)降低約30℃。此時，在保證脫硫增壓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的前提下，為確保料層透氣性，改善后續(xù)抽風(fēng)干燥過程，鼓干風(fēng)門開度提高了5%～8%。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的主要原因是毛粉屬于赤鐵礦類型，其FeO含量較磁鐵礦低，預(yù)熱－焙燒過程中氧化放熱少，導(dǎo)致預(yù)熱球從窯尾運(yùn)行至窯頭的過程中放熱較少，窯頭溫度較全磁鐵礦焙燒時偏低。若采用增大噴煤量的方法來提高窯頭溫度，鏈篦機(jī)預(yù)熱段溫度勢必會超過1000℃，導(dǎo)致鏈篦機(jī)篦床溫度過高，影響其使用壽命。

3.4毛粉配比對成品球的影響不同毛粉配比下的成品球性能見表8。由表8可知，配加毛粉對成品球抗壓強(qiáng)度基本無影響，成品球FeO基本維持不變。這是由于毛粉SiO2含量較高，配加毛粉后入窯預(yù)熱球雙層結(jié)構(gòu)減弱，加之入窯預(yù)熱球含有13%左右的FeO，因此球團(tuán)內(nèi)部起輔助連接的橄欖石液相在窯內(nèi)高溫區(qū)發(fā)育較為完善，彌補(bǔ)了成品球團(tuán)因固相固結(jié)不充分而造成抗壓強(qiáng)度的下降［10－11］。配加15%的毛粉后，成品球SiO2含量略超過煉鐵廠的質(zhì)量要求，故毛粉的配加量不能超過15%。

4結(jié)論

(1)毛粉吸水性好，配加毛粉能改善混合料成球性能。固定膨潤土配比2.5%，毛粉配比15%時，生球水分提高0.25%，生球落下強(qiáng)度提高了1.7次/(0.5m)。(2)毛粉屬赤鐵礦，用于球團(tuán)生產(chǎn)時氧化放熱相比磁鐵礦少。毛粉配15%時，若控制預(yù)熱段溫度不超過1000℃，窯頭溫度、環(huán)冷1、3段煙罩溫度、鼓干風(fēng)箱溫度相應(yīng)降低約30℃。(3)毛粉較程潮自產(chǎn)磁鐵精礦的鐵品位低，兩者搭配生產(chǎn)球團(tuán)時，毛粉配加比例控制在15%以內(nèi)，成品球團(tuán)抗壓強(qiáng)度能達(dá)到2400N/P，鐵品位達(dá)到64.0%，SiO2含量小于5.5%，滿足煉鐵質(zhì)量要求。

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作者：陽誠平 周曉軍 鐘洋 單位：武鋼資源集團(tuán)