黃細(xì)聰，盛開勛，孫俊波

(1.武鋼資源集團(tuán)鄂州球團(tuán)有限公司，湖北 鄂州 436000；2.遼寧科技大學(xué)托田爐料有限公司，遼寧 鞍山 114000)

0 引言

武鋼資源內(nèi)部鄂州球團(tuán)和程潮球團(tuán)生產(chǎn)一直以印度膨潤(rùn)土作為主要粘結(jié)劑，但隨著國(guó)內(nèi)印度膨潤(rùn)土用量的增加，其價(jià)格不斷攀升，從2019年98美元/t上漲至2022年125美元/t，而且主要性能指標(biāo)也呈下滑趨勢(shì)，吸藍(lán)量、膨脹容、粒度等指標(biāo)均有所降低。雖然國(guó)內(nèi)鈉基膨潤(rùn)土來源廣泛，價(jià)格低廉，但是存在著用量大、成球性能差的缺點(diǎn)。

遼寧科技大學(xué)托田爐料有限公司研制的復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土，以鈉基膨潤(rùn)土為載體，添加部分高分子有機(jī)物形成復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土。該膨潤(rùn)土具有較高的粘結(jié)性能，與其它膨潤(rùn)土相比具有用量小，成球性能好，球團(tuán)礦品位提高的特點(diǎn)。

鄂州球團(tuán)與遼寧科技大學(xué)托田爐料有限公司于2022年5月至2022年11月先后開展多次復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土投籠試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)，取得了良好的效果。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，1.1%配比的復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土不僅完全可以取代1.5%配比的印度膨潤(rùn)土，而且還獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 工業(yè)試驗(yàn)原料條件

鐵精礦為鄂鋼球團(tuán)廠長(zhǎng)期穩(wěn)定使用的原料，具有來源廣泛、磁鐵礦與赤鐵礦兼具的配礦結(jié)構(gòu)，有機(jī)復(fù)合膨潤(rùn)土和印度膨潤(rùn)土均為穩(wěn)定采購(gòu)的貨源，各種原料的化學(xué)分析見表1，膨潤(rùn)土指標(biāo)見表2，原料配比見表3。

表1 工業(yè)試驗(yàn)各種原料化學(xué)分析 %

表2 工業(yè)試驗(yàn)膨潤(rùn)土技術(shù)指標(biāo)

表3 工業(yè)試驗(yàn)原料配比 %

2 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 生球指標(biāo)對(duì)比

表4 顯示出，在生球水分接近的情況下，基準(zhǔn)期與試驗(yàn)期相比，生球指標(biāo)有所改善，其中落下強(qiáng)度增加0.9次，抗壓強(qiáng)度提高0.93 N。

表4 工業(yè)試驗(yàn)生球質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

由表5可見，在給料量相同的情況下，混合料成球率提高，返料量下降。試用期與基準(zhǔn)期相比，生球量增加31.31 t/h，返料量減少106.55 t/h，說明復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土的成球性能優(yōu)于印度膨潤(rùn)土。

表5 工業(yè)試驗(yàn)生球產(chǎn)量指標(biāo)對(duì)比 t/h

2.2 生產(chǎn)操作指標(biāo)對(duì)比

對(duì)基準(zhǔn)期與試用期鏈篦機(jī)和環(huán)冷機(jī)的操作指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別見表6、7、8、9。

表6 工業(yè)試驗(yàn)鏈篦機(jī)各段溫度對(duì)比 ℃

表7 工業(yè)試驗(yàn)鏈篦機(jī)各段壓力對(duì)比 Pa

表8 工業(yè)試驗(yàn)回轉(zhuǎn)窯和環(huán)冷機(jī)溫度對(duì)比 ℃

表9 工業(yè)試驗(yàn)回轉(zhuǎn)窯和環(huán)冷機(jī)壓力的對(duì)比 Pa

表6～9統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果表明：配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土與印度膨潤(rùn)土相比，鏈篦機(jī)風(fēng)箱、煙罩的溫度與壓力變化不大；回轉(zhuǎn)窯溫度與環(huán)冷機(jī)壓力無明顯變化。

2.3 產(chǎn)品球團(tuán)礦產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

工業(yè)試驗(yàn)期間對(duì)成品球團(tuán)礦物化指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，見表10。

表10 工業(yè)試驗(yàn)成品球團(tuán)礦質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

球團(tuán)生產(chǎn)配加兩種不同膨潤(rùn)土后，成品球團(tuán)礦的品位提高0.37%，SiO2含量降低0.24%。物理指標(biāo)有所改善，其中抗壓強(qiáng)度提高130 N/個(gè)，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高0.25%。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

球團(tuán)生產(chǎn)配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益主要包括兩部分，一是膨潤(rùn)土配比降低，噸球消耗減少，噸球膨潤(rùn)土成本下降；二是膨潤(rùn)土配比降低后，球團(tuán)礦品位升高，導(dǎo)致入爐品位升高，入爐品位提高后，高爐焦比下降，鐵產(chǎn)量增加，鐵產(chǎn)量增加，噸鐵加工費(fèi)用降低。

3.1 降低膨潤(rùn)土帶來的效益

膨潤(rùn)土到廠價(jià)格、配比及每噸膨潤(rùn)土總成本分別見表11、表12。

表11 膨潤(rùn)土到廠價(jià)格構(gòu)成 元/t

表12 膨潤(rùn)土配比、噸礦單耗及噸礦成本

上述膨潤(rùn)土綜合價(jià)格為干基不含稅到鄂鋼球團(tuán)廠區(qū)價(jià)格，印度膨潤(rùn)土取2022年最后一次合同價(jià)格121美元/t，美元匯率按7.0進(jìn)行測(cè)算，其它雜費(fèi)為當(dāng)期合同不含稅費(fèi)用。

在其它原料配比相同，而且保證生球質(zhì)量滿足焙燒工藝要求和成品球團(tuán)礦質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下，基準(zhǔn)期與試用期相比，膨潤(rùn)土配比降低0.4%，噸球膨潤(rùn)土單耗減少4.45 kg，噸球膨潤(rùn)土成本下降2.17元，折算噸鐵成本降低0.65元。

3.2 球團(tuán)礦品位升高帶來的效益

配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土與印度膨潤(rùn)土相比，成品球團(tuán)礦的品位升高了0.37%，折合入爐品位升高0.074%。根據(jù)煉鐵設(shè)計(jì)手冊(cè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，入爐品位降低1%，產(chǎn)量降低3%，入爐焦比升高2%，高爐使用配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土的球團(tuán)礦后，產(chǎn)量提高0.222%，入爐焦比降低0.148%。

如果鐵產(chǎn)量1 000萬t，球團(tuán)礦入爐比例20%，入爐焦比315 kg/t鐵，焦炭?jī)r(jià)格1 850元/t(取近兩年平均值)，鐵水制造費(fèi)用按145元/t計(jì)算：使用配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土的球團(tuán)礦后，焦比降低0.47 kg/t，因焦比降低，每噸鐵成本下降0.87元。使用配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土的球團(tuán)礦后，因產(chǎn)量增加，制造費(fèi)用降低，每噸鐵成本下降0.99元。使用配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土的球團(tuán)礦后，煉鐵成本降低1.86元。

3.3 綜合效益

球團(tuán)生產(chǎn)配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土，與配加印度膨潤(rùn)土相比，每噸球團(tuán)礦使用量減少4.45 kg，折算噸鐵成本降低0.65元。球團(tuán)礦品位升高，導(dǎo)致入爐品位升高，噸鐵焦比降低，產(chǎn)量升高，制造費(fèi)用下降，合計(jì)噸鐵成本降低1.86元。

配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土后噸鐵成本降低：0.65元+1.86元=2.51元。

鐵廠每年總效益為：1 000萬t×2.51元/t=2 510萬元。

4 結(jié)語

1)遼寧科技大學(xué)托田爐料有限公司研制的復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土具有良好的粘結(jié)性能，膨潤(rùn)土用量少，成球性好，返料量減少。生球指標(biāo)優(yōu)于印度膨潤(rùn)土。

2)與配加印度膨潤(rùn)土相比，由于復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土配比低(較印度膨潤(rùn)土低0.4%)，成品球團(tuán)礦品位升高0.37%，SiO2含量降低0.24%，抗壓強(qiáng)度提高130 N/球。

3)有機(jī)復(fù)合膨潤(rùn)土用量少，與印度膨潤(rùn)土相比，每噸使用量減少4.45 kg，噸球膨潤(rùn)土成本降低2.17元，按照2023年鄂鋼球團(tuán)440萬t產(chǎn)量和程潮球團(tuán)105萬t產(chǎn)量計(jì)算，如果采用全部復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土生產(chǎn)球團(tuán)，鄂州球團(tuán)累計(jì)可節(jié)省膨潤(rùn)土成本954.8萬元/年，武鋼資源累計(jì)可節(jié)省膨潤(rùn)土成本1 182.65萬元/年。

4)煉鐵廠使用配加復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土生產(chǎn)的球團(tuán)礦后，因膨潤(rùn)土用量減少，球團(tuán)礦品位提高，導(dǎo)致入爐品位提高，高爐產(chǎn)量增加，焦比下降，折算噸鐵成本降低2.51元。

5)鄂州球團(tuán)廠工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，遼寧科技大學(xué)托田爐料有限公司研制的復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土替代印度膨潤(rùn)土技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。球團(tuán)生產(chǎn)選擇復(fù)合有機(jī)膨潤(rùn)土降本增效不失為一種有效的措施。