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提高太钢烧结矿强度的试验研究

来源：作者：发布时间：2008-04-16

提高太钢烧结矿强度的试验研究

1    前言
随着高炉大型化的发展，对入炉料的要求越来越严格，而对于占入炉料80%以上的烧结矿而言，其强度对于高炉顺行，改善高炉上部料柱透气性非常重要。为了向4 350m3该路提供优质烧结矿，为优质烧结矿生产提供依据，太钢与北京钢铁研究总院合作进行了生产高强度的烧结矿的试验研究。经过实验室优化配矿试验，对影响烧结矿转鼓强度的各个因素惊醒了分析，并在此的基础上进行了工业实验。通过优化工艺参数，烧结矿转鼓强度显著提高。
2    实验室试验研究
2.1优化配矿结构的试验
配比4～配比6，随着A矿比例降低，烧结矿转鼓强度由71.42%→71.83%→72%，全部大于71%，较配比1～配比3的烧结强度有一定提升。配比6系全部采用外购富矿粉，由于矿种多，各种矿的同化性能互补性强，更有利于烧结矿转鼓强度的提高。
    原料条件
我们选取了过内常见的6种进口矿与太钢自产精矿进行优化配矿研究。
    试验方案设计及试验结果
另外，随着自产矿粉A配入量的减少，烧结矿还原度增加，降低还原粉化指数（<3.15mm）上升。
    影响烧结矿转鼓强度的分析
    烧结矿SiO2含量的影响
以配比5威力，对烧结矿的SiO2含量进行了调整，取4.5%、5.0%、5.5%三个水平进行试验。
随烧结矿SiO2含量增加，其转鼓强度呈上升趋势。当SiO2由4.5%增至5.0%时，转鼓强度的提高幅度较大；再由5.0%增至5.5%时，强度的提升幅度较小。
    烧结负压的影响
改变烧结负压，由15 000Pa调整到12 000Pa，再调整到9 000Pa。随负压增高，烧结矿的转鼓强度呈下降趋势，利用系数呈上升趋势。为了提高烧结矿的转鼓强度，适当降低负压，使烧结时间，尤其是烧结过程中高温保持时间延长，有利于烧结矿总各物相充分形成，结晶完善，从而有利于转鼓强度的提高。
    烧结矿碱度的影响
为了得到碱度对烧结矿转鼓强度影响，固定烧结矿的SiO2含量为4.5%将碱度由1.8调整到1.9，再调整到2.0。随碱度由1.8→1.9→2.0烧结矿转鼓强度由66%→68.6%→70.33%，成品率也呈上升趋势。因此提高烧结矿碱度对于提高其转鼓强度是有利的。
    室实验结论
1）    经过大量的实验室试验研究，得出了三个较佳配矿方案。
2）    决定烧结矿转鼓强度的关键因素是原料结构，在优化原料结构的基础上，适当提高烧结矿和SiO2含量，降低烧结负压，更有利于烧结矿转鼓强度的提高。
3    工业试验
为了进一布验证实验室试验结果，我们根据原料的可获取性以及太钢具体原料条件，针对较佳方案5和4在太钢2×100m2烧结机上工业试验。
3.4    试验结果分析
试验中，通过调整各工艺参数和混合料水分、配碳量；采取控制风箱阀门和风机闸门等措施，调节烧结风量和负压；采用小风量低负压烧结技术等，使烧结矿转鼓强度于基准的76.32%逐步提升到80%以上。
方案I：烧结矿碱度为1.9，SiO2含量为5.5%；调整混合料水分到6.3%～6.5%，优化燃料配比到5%左右，并将燃料内、外配比由原来的40：60变为20：80；为了控制适宜烧结负压，通过调整风机阀门（即将3#风机闸门关闭60%，4#风机闸门关闭30%），使烧结负压降低到7 000～9 000Pa，垂直烧结速度降低到15.3mm/min。结果烧结矿强度稳中有升，平均为80.97%，最高达到了82.67%的好水平。
方案Ⅱ：降低烧结矿SiO2含量到5%，碱度不变；将3#风机闸门关闭40%～60%，4#风机闸门30%～35%，使得3#机结机负压调整到9 600Pa左右，4#机负压调整到7 500Pa左右，烧结风量3#机平均为7 964m3/min；4#机平均为7 725 m3/min；为了保证烧结矿质量，相应调整上料量（由52㎏/m减少到48㎏/m），3#机的垂直烧结速度降低为，15.2 mm/min；4#机为15.5 mm/min；并将内外燃料配比由8：2调整到5：5。结果，烧结矿转鼓强度连续12天的平均值为80.45%最高达到81.33%，但采用此方案时，烧结矿低温还原粉化指标（－3.15㎜）升高。
方案Ⅲ：减少B矿和矿配比，增加10个百分点，烧结矿碱度1.9，SiO2含量同方案2控制。在此阶段，提高混合料水分到6.5%，混合料中≥3㎜粒级有所增加1～2.5个百分点，打开机尾14#、15#风箱阀门，3#烧结机负压比上一个阶段上升了715Pa，4#机约上升了1 500 Pa，烧结风量也比以前一阶段有所增加，垂直烧结矿速度加快0.8～0.9㎜/min，结果，烧结矿转鼓强度平均为80.47%，最高为81.67%此方案的烧结矿的MgO含量偏低。
方案Ⅳ：取消熔A，配加6%的熔B，下调烧结矿SiO2含量到4.5%左右（平均为4.54%），提高到碱度到2.0，烧结工艺参数基本同上。结果，转鼓强度最高为79%，平均为78.52%，比方案Ⅱ、Ⅲ下降约为2个百分点。可见，降低SiO2含量到4.5%左右时，转鼓强度下降明显，足见SiO2含量是影响烧结矿转鼓强度的重要因素。
方案Ⅴ：取消C矿，进口粉全部采用B矿。溶剂为熔B，未配用熔A，烧结矿SiO2含量上升到4.8%～5%；风量、负压维持原来水平，台时产量与前几个阶段相近；烧结矿转鼓强度最大只有77%，平均为76.32%，比方案Ⅱ、方案Ⅲ下降了4个多百分点。这一结果证明了原料结构是决定烧结矿转鼓强度的关键因素
4    结论
1）在太钢烧结生产和原料条件下，采用“26%A矿＋22%B矿＋22%C矿”或“A矿＋17%B矿＋17%C矿”的配矿结构，实施小风量、低负压烧结，即：调整混合料水分为6.3%～6.5%，配碳量以FeO为8 000 m3/min左右，烧结负压小于10 000Pa，可使烧结矿转鼓强度（ISO）达到80%以上。

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