降低宣钢烧结矿返矿率的攻关实践.doc

2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集
降低烧结矿返矿率攻关实践
裴生谦
（河北钢铁集团宣钢公司技术中心，河北省宣化区，075100）
摘 要：近几年宣钢烧结矿返矿率一直高于行业平均水平，造成烧结能耗和加工成本的增加。为降低返矿率，公司采取改善烧结矿原料质量，优化原料结构，加强成品筛分及高炉槽下筛分管理，提高料层厚度，增加压料装置，返矿回用炼钢等一系列攻关措施，不到半年的时间使烧结矿返矿率降低至12.8%，降低了3.64个百分点，达到了预期的攻关目标。
关键词：烧结矿；返矿率；攻关
中图分类号：TF046.1 文献标识码：A 文献标识码

1 前言

根据国家产业政策要求，为进一步淘汰落后设备，节能减排，宣钢两年来逐步淘汰了小烧结机，并于2008年3月、2010年4月相继建成投产了两台360m2烧结机。但由于各种原因，近几年宣钢烧结矿返矿率高于行业平均水平，且与河北钢铁集团内的唐钢、邯钢对标，存在较大差距（见表1）。
表1 宣钢烧结矿返矿率与行业比较 %
时间
行业平均水平
唐钢
邯钢
宣钢
2008
14.45
9.81
8.82
15.48
2009
13.81
9.97
10.02
15.32
2010.1~10
13.57
9.36
9.55
15.20
作者简介：裴生谦(1969-7)，男，硕士研究生，高级工程师；E-mail：peishengqian @

返矿率高，一方面会造成入炉烧结矿的减少，生铁成本的升高；另一方面返矿回到烧结，造成烧结能耗和加工成本的增加。因此，为降低烧结矿返矿率，确保成本挖潜目标的完成，宣钢公司成立了由技术中心牵头的攻关小组，从改善烧结矿原料质量、优化原料结构、改善工艺操作及参数等方面入手开展工作，在不到半年的时间内烧结矿返矿率有较为明显的降低[1-2]。
2 宣钢烧结矿返矿率高的原因分析
2.1 供料路由长，落差大，摔打次数多
宣钢360m2烧结机成品矿供到高炉，途径9条皮带，皮带落差36.6米。通过考察，邯钢360m2烧结机供到高炉途径6条皮带，皮带落差21米，宣钢较邯钢落差高15.6米。实验室进行落下试验表明：平均每米落差将造成-5mm粒级的烧结矿返矿量增加0.11个百分点，对于36.6米的皮带落差，-5mm粒级的烧结矿返矿量增加4.03个百分点；同样在生产实践中，宣钢烧结矿从成品输出至高炉槽下，-5mm含量增加了4个百分点，比较
可知，由于落差大造成返矿的增加，宣钢较邯钢高1.7%。因此，烧结矿供料路由长，落差大，摔打次数多，造成烧结矿含粉率升高，烧结矿返矿率必然增加。
2.2 原料条件影响
宣钢烧结生产所用的国内精粉为当地半自熔性精粉，在烧结中所占配比约为25%，当地半自熔精粉的TiO2、MgO、Al2O3含量相对较高，具体分析如下表2：
表2 当地半自熔精粉化学分析 %
Table2 Chemical analysis of half self-fluxing fine %
TFe
SiO2
CaO
MgO
Al2O3
TiO2
63.1
4.8
1.5
1.98
1.6
2.2
通过烧结杯试验研究，当地精粉配比提高5%，成品率降低0.9%。这主要与精粉的TiO2、MgO、Al2O3含量有关，TiO2含量高时，烧结时易形成脆性大的钙钛矿，当烧结矿TiO2含量大于0.7%时，随着其含量的增加，烧结矿强度呈下降趋势，抗摔打性能差；精粉中Al2O3含量高，烧结混合料的熔点升高，液相量减少，影响烧结矿转鼓强度和成品率；MgO熔点高，在烧结过程中不易产生固相反应，容易进入磁铁矿晶格中，占据磁铁矿晶格中Fe2+空位，形成（Fe，Mg）·Fe2O3，降低强度较高的铁酸钙含量，影响烧结矿强度[3-4]。
宣钢所用进口粉以巴西粉、澳粉为主，大部分为贸易矿，货源不稳定，且品种杂，造成铺制铁混料堆频繁切换原料结构，很难在一个阶段维持相同的原料结构，从而影响烧结矿质量的稳定。因此，原料条件偏差，进口粉结构的不稳定是烧结矿返矿率偏高的又一原因。
2.3 自循环返矿率低
通过对标，唐钢自循环返矿率为34%，其中+5mm的粒级占25%；邯钢自循环返矿率为27%，其中5mm的粒级占30%；宣钢自循环返矿率为18%，其中+5mm的粒级占24%。通过比较发现，唐钢、邯钢小粒级烧结矿提前在成品筛出而进入自循环返矿，使得进入高炉槽下返矿的量减小，而宣钢自循环返矿率低，进入高炉槽下的返矿相应提高。
3 改进措施
3.1 改善原料质量、进一步优化原料结构
针对宣钢进口粉种类多，品种杂的特点，严格制定进厂标准，强化过程管理：①杜绝劣质矿采购进厂（劣质矿是指含多种有害杂质，影响高炉冶炼的矿石）；②PB粉、扬迪粉、巴西矿，作为宣钢烧结使用进口粉的大宗料，SiO2含量要求小于4.5%，配比稳定率、用量保证率需达到90%以上；③巴西高品质粉，如巴卡粉、巴西精粉，SiO2在2%以下，同时要求各种进口粉Al2O3＜2.3%。
为在资源量保证率较低情况下，满足烧结生产要求，将常用的进口粉按烧结性能进行划分：PB粉、纽曼粉、麦克粉可分别适当互换使用，FMG粉、扬迪粉可分别适当互换使用，巴标粉、SFXT粉可分别适当互换使用。
针对宣钢目前原料条件，在烧结杯实验基础上，合理配矿，确定了以巴西卡粉6%+PB粉10%+扬迪粉10%+巴西标粉12%+低价进口粉5%的入烧进口粉优化结构，进口粉品种稳定在6种以内，同时控制当地半自熔精
粉配比不超过23%，烧结矿中TiO2＜0.7%。从2010年10月至目前，通过公司各相关单位的协作，保证了进厂的原料质量及数量，稳定并优化了入烧原料结构，为改善烧结矿质量，降低烧结矿返矿率提供了根本保障。
3.2 强化成品矿筛分及高炉槽下筛分管理
通过摸索宣钢合理的烧结矿自循环返矿率，在不影响烧结矿质量的前提下，实施对成品筛的改造，增大筛孔尺寸，将360m2烧结机棒条筛棒条间隙由上6mm下5mm调整为上7mm下6mm，使-5mm的粉矿提前筛出至自循环返矿中，烧结矿自循环返矿率较改造前增加1%，减少了输出成品矿中小粒级含量，从而降低烧结矿返矿率。
加强高炉槽下振动筛筛分管理，对筛孔定期检查，如果返矿中+5mm含量达到30%以上时，及时更换筛网，避免振动筛损坏导致大粒级合格料进入返矿[5]。
3.3 提高料层厚度、增加压料装置
坚持厚料层烧结，将烧结料层厚度提高至750mm以上，一方面料层厚度增加，烧结带高温保持时间增长，有利于强度好的铁酸钙的发育和粘结相的形成，减少了强度差的表层烧结矿比例；另一方面，厚料层烧结燃料配比减小，氧化气氛增强，有利于强度好的铁酸钙生成，降低固体然耗的同时，也达到提高烧结矿强度的目的，使烧结矿抗摔打能力增强。
近几个月，宣钢配入的高烧损的澳矿占到了入烧进口粉配比的60%，料层透气性提高，垂直烧结速度加快，高温保持时间不够，强度下降。为此，在2010年10月、11月份分别对1号360m2、2号360m2烧结机增加了压料装置，保证了烧结的合理透气性，进一步改善烧结矿质量，同时成品率也增加了2%。
3.4 部分返矿用于炼钢
为了降低炼钢钢铁料消耗，考虑将部分烧结返矿用于炼钢生产。将高炉槽下筛分系统进行改造，使返矿中+5mm粒级的烧结矿汽车拉运至炼钢，用于炼钢生产。炼钢月消耗返矿量为1万吨，这样减少了返矿返回烧结再加工的能耗和成本，可以使烧结矿返矿率降低1.3个百分点。
4 降低烧结矿返矿率攻关效果
通过2010年8月开展降低烧结矿返矿率攻关，采取以上一系列措施，烧结矿返矿率呈下降趋势（见表3）。1-7月份，宣钢烧结矿返矿率累计完成16.44%，12月份完成12.8%，降低了3.64个百分点，攻关取得了较好的效果。
表3 2010年各月份宣钢烧结矿返矿率完成情况 %
Table3 The return fine rate’s finished situation in Xuansteel each month of 2010 %
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
返矿率
15.92
16.89
16.41
18.91
15.34
16.14
15.40
14.49
13.78
13.95
13.02
12.80
以宣钢12月份烧结矿产量694400吨，返矿加工费为119.4元/吨为例，烧结矿返矿率降低3.64%，则月可降低加工费用：
694400×3.64%×119.4/10000＝301.8（万元），年效益3621.6万元。
5 结语
(1) 经过开展近5个月的攻关活动，采取了改善烧结矿原料质量、优化原料结构，加强成品筛分，高炉槽下筛分管理，提高料层厚度，增加压料装置，返矿回用炼钢等一系列措施，烧结矿返矿率降低了3.64个百分点，低于行业平均水平，达到了预期目的。
(2) 宣钢烧结矿至高炉皮带运输距离长，落差大，跌落次数多，由于高落差造成的摔打粉碎所产生的返矿量较大，后续攻关组将考虑论证是否可增加直通皮带，减少转运次数，进一步降低返矿率。
(3) 目前由于大高炉炉况波动，不能实现小粒级烧结矿入炉，后续将根据高炉炉况，适度配加小粒级烧结矿，减少高炉返矿中+5mm的粒级含量，进一步降低返矿率。预计小粒级烧结矿配比为1%时，烧结矿返矿率可再降低1.2%。

参考文献：
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[2] 庞秋林，万爱福，李新兵.降低烧结矿返矿率攻关实践[J].烧结球团，2004，29（5）：55.
[3] 曹金祥，魏继忠，丁军.提高低硅烧结矿强度的生产实践[J].中国冶金，2005，15（5）：19.
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[5] 刘其敏.400m2烧结机返矿率偏高的原因分析[J].中国冶金，2006，16（4）：16.

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