趙海燕，王建峰

（天鐵崇利制鋼有限公司，河北 邯鄲 056400）

天鐵崇利制鋼有限公司回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)使用酸性精粉，與同行業(yè)對標(biāo)發(fā)現(xiàn)，成本較同行業(yè)高，主要原因?yàn)槲磁浼咏?jīng)濟(jì)料種。為降低球團(tuán)成本，增加配料種類、擴(kuò)大球團(tuán)選料范圍，大膽嘗試配加紅礦粉，在確保滿足高爐生產(chǎn)要求的同時(shí)，降低球團(tuán)成本[1]。

通過配加紅礦粉，探索紅礦粉對造球、生球質(zhì)量、球團(tuán)質(zhì)量指標(biāo)的影響，確定能滿足正常生產(chǎn)的最佳紅礦粉配比。

1 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝和原理

1.1 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝流程圖（見圖1）

圖1 天鐵崇利鋼有限公司回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝流程圖

1.2 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)原理

球團(tuán)法就是將細(xì)磨的精礦粉制成能滿足冶煉要求的塊狀物料的一個(gè)加工過程[2]。其過程為：將準(zhǔn)備好的原料（細(xì)磨精礦粉或其他細(xì)磨粉狀物料，膨潤土等），按照一定的比例經(jīng)過配料、混勻，在造球機(jī)上經(jīng)過滾動而制成一定尺寸的生球，然后采用干燥、焙燒的方法使其發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化而硬化團(tuán)結(jié)。

2 試驗(yàn)紅礦粉成分確定

2.1 赤泥粉和吉普森精粉成分（見表1）

表1 赤泥粉和吉普森精粉成分 %

2.2 紅礦粉配比結(jié)構(gòu)確定

紅礦粉為赤泥粉和吉普森精粉組成的混合料，經(jīng)過磨機(jī)之后，形成200目粒度＞70%的粉狀物料。

按照球團(tuán)配礦方式計(jì)算，通過赤泥粉和吉普森精粉成分、價(jià)格理論計(jì)算分析，最為經(jīng)濟(jì)的配料（質(zhì)量配比）結(jié)構(gòu)為8∶2，即可滿足生成要求，又可降低成本。

2.3 紅礦粉成分（見表2）

表2 紅礦粉成分 %

3 生產(chǎn)過程中配加紅礦粉對生球質(zhì)量的影響

3.1 配加紅礦粉對生球落下次數(shù)的影響（見圖2）

圖2 紅礦粉對生球落下次數(shù)的影響

由圖2可看出，配加紅礦粉后，生球落下次數(shù)明顯增加；不配加紅礦粉時(shí)，生球落下次數(shù)為4次；配加紅礦粉后，生球落下次數(shù)明顯增加，配加4%（質(zhì)量配比，下同）的紅礦粉時(shí)，生球落下次數(shù)達(dá)到最高6次，繼續(xù)配加紅礦粉落下次數(shù)出現(xiàn)回落，生球落下次數(shù)開始降低。

3.2 配加紅礦粉對生球抗壓強(qiáng)度的影響（見圖3）

圖3 紅礦粉對生球抗壓強(qiáng)度的影響

由圖3可看出，生球抗壓強(qiáng)度隨紅礦粉配比出現(xiàn)波動，整體呈略微下降趨勢。不配加紅礦粉時(shí)，生球抗壓強(qiáng)度是12 N/球；紅礦粉質(zhì)量配比為2%和4%時(shí)，生球抗壓強(qiáng)度分別為12 N/球和11.5 N/球；繼續(xù)配加紅礦粉，生球強(qiáng)度成下降趨勢。

3.3 配加紅礦粉對造球成球率的影響（見圖4）

圖4 紅礦粉對造球成球率的影響

由圖4可知，隨紅礦粉配比的增加造球成球率顯著下降。不配加紅礦粉時(shí)，成球率為93%；配加2%紅礦粉時(shí)，成球率降低到90%，降低了3%；配加4%紅礦粉時(shí)，成球率為85%；繼續(xù)配加紅礦粉，成球率呈下降趨勢，但下降趨勢隨著紅礦粉配比增加逐漸減緩。

3.4 配加紅礦粉對膨潤土用量的影響（見圖5）

在保證生球落下次數(shù)滿足4次，造球成球率不低于80%的基礎(chǔ)上，配加紅礦粉試驗(yàn)逐步降低膨潤土的配比。

由圖5可知，隨著紅礦粉配比的增加，膨潤土配比明顯降低。不配加紅礦粉時(shí)，膨潤土配比為1.8%，配加質(zhì)量配比2%紅礦粉時(shí)，膨潤土質(zhì)量配比為1.6%；配加質(zhì)量配比4%紅礦粉時(shí)，配加膨潤土質(zhì)量配比為1.45%，繼續(xù)配加紅礦粉則無法保證造球成球率80%。通過配加紅礦粉可知，隨著紅礦粉配比的增加，在滿足球團(tuán)生產(chǎn)的同時(shí)，膨潤土配比呈下降趨勢，配加紅礦粉超過4%后，無法滿足球團(tuán)生產(chǎn)要求，由此可知，紅礦粉具有一定的粘結(jié)作用，在實(shí)際生產(chǎn)過程中可以代替少量的膨潤土。

圖5 紅礦粉對膨潤土用量的影響

3.5 配加紅礦粉對熱工工藝控制的影響

紅礦粉的主要成分為赤鐵礦，F(xiàn)eO含量低，F(xiàn)eO在焙燒過程中發(fā)生氧化反應(yīng)會放熱，在配加紅礦粉的生產(chǎn)過程中，由于紅礦粉FeO含量低，降低了球團(tuán)焙燒過程中自身熱量的產(chǎn)生，生產(chǎn)球團(tuán)強(qiáng)度狀況不理想，重新制定了工藝溫度控制方案，采取提高焙燒溫度增加熱量供應(yīng)來確保球團(tuán)抗壓強(qiáng)度，窯尾罩工藝溫度控制在970℃±50℃，12號風(fēng)箱溫度控制在1 170℃±50℃，窯中溫度控制在1 200℃±50℃，環(huán)冷一段溫度控制在1 050℃±50℃，整體焙燒溫度提高了50℃左右，綜合折算高爐煤氣耗增加6 m3/t·球，高爐煤氣價(jià)格為0.11元/m3，即成本增加0.66元。焙燒溫度提高后，球團(tuán)礦指標(biāo)可滿足高爐生產(chǎn)要求。

3.6 配加紅礦粉球團(tuán)平均抗壓強(qiáng)度的影響（見圖6）

不同紅礦粉配比的球團(tuán)在回轉(zhuǎn)窯1 200℃焙燒下，成品球團(tuán)抗壓強(qiáng)度不同。具體情況如圖6：

圖6 紅礦粉對成品球抗壓強(qiáng)度的影響

由圖6可知，在相同的焙燒溫度下，球團(tuán)平均抗壓強(qiáng)度明顯呈下降趨勢，配比紅礦粉2%時(shí)，平均抗壓強(qiáng)度3 300 N，≥2 200 N球團(tuán)占比75%以上；配比紅礦粉4%時(shí)，平均抗壓強(qiáng)度2 600 N。低硅球（硅控制在5.0%～5.5%）配加配比為2%紅礦粉，球團(tuán)抗壓強(qiáng)度分布可以滿足3 200 m3大高爐生產(chǎn)要求，高硅球（硅控制在8.0%～8.5%）因沒有對抗壓強(qiáng)度分布做要求，配加配比為4%紅礦粉，可以滿足700 m3高爐生產(chǎn)要求。

3.7 配加紅礦粉對球團(tuán)成分的影響

紅礦粉不同配比情況下，球團(tuán)化學(xué)成分的變化見下頁表3。

由表3可知，配加紅礦粉同時(shí)調(diào)整其它精粉配比，在確保SiO2、Ti含量不變的情況下，球團(tuán)礦TFe含量隨著紅礦粉配比的增加逐漸降低，MgO含量略有降低，Al3O2、Na2O含量有明顯升高。高爐要求爐料堿金屬w（Na2O+K2O）一般不超過0.2%；w（Al3O2）一般不得超過1.5%。從球團(tuán)礦化驗(yàn)結(jié)果來看，配加配比為2%、4%紅礦粉，w（Na2O+K2O）最高為0.128%，w（Al3O2）最高為1.33%，完全滿足高爐生產(chǎn)要求。

表3 紅礦粉對球團(tuán)成分的影響 %

4 經(jīng)濟(jì)效益情況分析

紅礦粉主要成分為低價(jià)經(jīng)濟(jì)料種赤泥鐵粉和吉普森粉，價(jià)格較普通酸性精粉低。在滿足高爐使用要求的前提下，配加紅礦粉，成本明顯下降。實(shí)際配礦中，配加配比為1%紅礦粉，球團(tuán)品位下降0.18%，品位按照每下降1%影響球團(tuán)20元/t計(jì)算，則影響球團(tuán)價(jià)格0.36元/t。考慮到原料價(jià)格的影響，酸性精粉價(jià)格普遍較紅礦粉價(jià)格高，在配礦過程中，配加紅礦粉后，球團(tuán)鈦、鋁成分會升高，配料在保證球團(tuán)成分指標(biāo)的基礎(chǔ)上，配紅礦粉會影響到其他原料的配比，根據(jù)實(shí)際配料情況分析得出結(jié)論，每增加1%的紅礦粉配比，剔除品位降低對成本的影響，球團(tuán)成本會降低4.5～6元/t。

5 結(jié)論

1）紅礦粉配比，按照赤泥鐵粉和吉普森粉按照8∶2的質(zhì)量配比，為最佳經(jīng)濟(jì)配比。

2）配加紅礦粉后，生球落下次數(shù)有所升高，造球成球率下降趨勢明顯。

3）在實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)配加紅礦粉后，可減少膨潤土配用量，說明紅礦粉具有一定的粘結(jié)性。

4）成品球團(tuán)抗壓強(qiáng)度隨著紅礦粉的配比升高而降低，配比2%的紅礦粉，成品球團(tuán)質(zhì)量指標(biāo)符合3 200 m3高爐使用要求；配比4%的紅礦粉，可以滿足700 m3高爐使用要求。

5）紅礦粉中FeO含量低，在焙燒過程中為保證焙燒效果，整體提高焙燒溫度50℃左右，成本增加0.66元/（t·球）。

6）由于紅礦粉品位低，堿金屬含量高，在生產(chǎn)過程中通過調(diào)整原料結(jié)構(gòu)來降低球團(tuán)礦有害元素含量，在實(shí)際生產(chǎn)中，w（Na2O+K2O）最高為0.128%，w（Al3O2）最高為1.33%，控制在高爐要求指標(biāo)范圍內(nèi)，完全滿足高爐生產(chǎn)要求。

7）配加紅礦粉后，球團(tuán)成本降低效果明顯，完全解決了過去回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)成本高的劣勢，不同時(shí)期，原料價(jià)格不同，配加配比1%的紅礦粉，可節(jié)約4.5～6元/（t·球），降低成本效果顯著，既滿足了高爐使用要求，又有良好的經(jīng)濟(jì)效益。