厉建好 段秋利 姚永江
摘 要：日照钢铁球团生产线因智利精粉资源供应不足，澳洲中信精粉作为智利精粉的替代精粉进行生产试用。通过具体的生产实践，对相关控制参数进行针对性调整，达到了日产量稳定、膨润土配比降低、成球性能改善、窑况和球团矿质量稳定的使用效果，澳洲中信精粉完全能够满足日钢球团目前的生产需求。
关键词：澳洲中信精粉；球团；生产实践
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.011
1 前言
日照钢铁现有两条60万t/a氧化球团生产线，分别于2005年5月和2006年3月建成投产，采用链篦机-回转窑生产工艺，配套有圆筒烘干、球磨、圆盘造球、双辊筛筛分、转炉煤气与煤粉混合燃烧、环冷机冷却等相关工艺。日钢炼铁制造部球团课理论与实践相结合先后对工艺设备设施进行了一系列的改造，具备全巴西精粉生产的实践经验。
近年随着国际矿价的下降，磁铁精矿性价比得到提升，巴西精粉与磁铁精粉（智利精粉）相搭配成为日钢球团的主要精粉原料结构。澳洲中信精粉作为新的磁铁精粉原料，具有：品位高、氧化亚铁含量适中，三氧化二铝、硫、磷均低，化学成分适合球团生产使用。
2 原料概况
将日钢球团生产使用的主要原料物理化学成份进行统计汇总，详见下表：
从表1可以看出，澳洲中信精粉化学成份对球团矿生产很合适：FeO含量高，焙烧过程中氧化放热可降低焙烧热量需求；特别是SiO2含量相对高，利于降低焙烧过程中固液相状态的生成，易于提高球团矿的焙烧强度；Al2O3、S、P含量低，利于高炉控制铁水炉渣成分；澳洲中信精粉两段磨矿的特殊选矿工艺决定了其-200目粒级高（-300目达到90%），比表面积最高达到2100cm2/g，利于造球提高成球性和降低膨润土配比。
而英美资源的巴西精粉属于镜铁矿精粉，-200目粒级虽好但其精粉颗粒多为片状晶体结构，比表面积只有1100cm2/g，单独使用时成球性很差，干燥预热过程中生球碎裂产生粉尘量大，焙烧时需求的焙烧温度高达1350℃，回转窑内结圈速度快，生产控制难度大。
智利精粉是典型的磁铁矿精粉，化学成分和-200目粒级均适用于球团生产，唯一不足的是矿价高于澳洲中信精粉。
3 生产实践
因智利精粉资源供应不足，澳洲中信精粉作为智利精粉的替代精粉进行生产试用。在使用期间直接替代智利精粉，与英美资源的巴西精粉搭配使用，日产量水平保持不变（3500t）。
3.1 球前配料调整
由精矿粉的物理特性得知，澳洲中信精粉粒级非常细，成球性能突出，适当降低膨润土配比和转炉污泥配比；巴西镜铁矿精粉粒级符合造球工艺对原料的要求，但其物理微结构造成其成球性能差，根据日钢球团生产经验，必须配加适量的转炉污泥改善其成球性能。使用澳洲中信精粉36小时内即总结出最合适的配料比，具体如表2所示。
使用澳洲中信精粉后，在相同日产量水平情况下，转炉污泥配比降低2.9%，膨润土配比降低0.4%，膨润土单耗下降2.11kg/t，抗压强度提高20N/个球。
3.2 造球工艺调整
因澳洲中信精粉粒级非常细，-200目>98%，-300目都能达到90%，故澳洲中信精粉成球后的生球密实性明显高于智利精粉，造球工序以围绕着造小球为中心，调整生球粒度控制指标，8-16mm生球粒级控制标准由60%提高至70%，8-12mm生球比例明显增加。
澳洲中信精粉成球性能优于智利精粉，通过配料调整后，能够弥补巴西镜铁矿精粉成球性差的不足，生球强度（落下强度）控制要求由≥5次/个球提高至≥6次/个球。
变料后造球过程加水量有所减少，生球含水量由变料前的9.6%降低至9.2%。
3.3 链篦机-回转窑-环冷机热工参数调整
使用澳洲中信精粉后生球的密实性提高。当链篦机料层布的过厚时，生球水分全部抽风干燥比较困难，在抽风干燥时料层下部过湿现象比较严重，使生球容易产生裂纹甚至爆裂。这时就需要增加干燥时间或者降低料层厚度，实践表明，采用“薄料层快机速”可以明显降低生球的爆裂，其效果要好于“厚料层慢机速”，这是由于薄层干燥能够减少水汽在料层下部冷凝的程度，使下层球的强度能承受上层球的压力和介质穿过球层的压力，保持料层有良好的透气性。
链篦机布料厚度控制中心值由180mm调整至170mm，链篦机速度由1.37m/min提升至1.54m/min，链篦机内干燥预热时间缩短2.9min。保持各风机入口温度不变情况下，变料调整后对链篦机的温度分布进行优化，两室三段链篦机的梯度温度更加趋于合理，具体见表3。
精粉原料中澳洲中信精粉的SiO2含量较高，如果生球在预热过程中氧化不完全，在进入回转窑进行高温焙烧的过程中，就有可能生成硅酸盐渣相，渣相中的铁橄榄石（2FeO·SiO2）很容易与Fe2O3、FeO及SiO2形成熔化温度更低的熔体，液相将矿粒包围，冷却时液相凝固，使球团固结。但由于铁橄榄石不易结晶，常成玻璃相，使球团强度降低。因此，使用澳洲中信精粉后，为使球团在进入回转窑高温焙烧前完成大部分氧化，链篦机机头温度平均提高12℃，链篦机机头负压保持在-38pa。
回转窑焙烧温度对球团矿最重要的质量指标—抗压强度的影响最大，选择合理的焙烧温度以应保证铁精矿粉固相再结晶强度为出发点。双色温度控制标准保持1360℃不变，回转窑窑速由0.85m/min提升至0.92m/min，回转窑内焙烧时间缩短2.5min。
成品球在环冷机内部不仅有冷却过程，而且还存在二次氧化固结的作用。冷却速度过快，容易导致沿球团矿半径收缩不均，产生应力，使球团矿的强度降低，而且不利于红球的再氧化，造成FeO含量高；冷却速度过低，必将导致成品球温度偏高，使成品皮带受损，造成停产事故。据此，对环冷机冷却制度作出适当的调整：在保证不出红球的基础上，严格控制环冷一段风门开度，适当提高环冷二段的温度，防止红球过快冷却而影响球团矿的实物质量。控制环冷一段风门可以降低窑头红球的初始冷却速度，防止强度下降；而适当提高环冷二段的温度能够提高链篦机干燥二段的风箱温度。
变料前后环冷机的温度变化对比如表4所示，变料后环冷一段温度同比提高120℃、环冷二段提高60℃、环冷三段提高30℃。
3.4 经济效益测算
同比智利精粉使用经济性，仅考虑直接材料经济效益一项，按照实际使用的精粉原料价格差进行计算，澳洲中信精粉比智利精粉价格低16.91元/t，日产量3580t，每日直接材料经济效益：16.91元/t×3580t=60538元。
4 总结
（1）澳洲中信精粉粒度非常细，配加澳洲中信精粉后，可适当降低球团粘結剂膨润土的用量。
（2）澳洲中信精粉的特性决定了其成球性能优异，在造球时应造小球，生球粒度变小后通过调整干燥预热和焙烧冷却制度，仍能保持产量和质量稳定。采用“薄料层快机速”可以明显降低生球的爆裂。
（3）澳洲中信精粉与巴西镜铁矿精粉搭配使用，两种精粉能够互相取长补短：澳洲中信精粉能提高巴西镜铁矿精粉的成球性、降低焙烧温度，巴西镜铁矿能提高澳洲中信精粉的爆裂温度。目前40%澳洲中信精粉与55%巴西镜铁矿精粉的主料配比能够保持生产稳定。
（4）使用澳洲中信精粉时，提高巴西镜铁矿精粉成球性和降低焙烧温度的转炉污泥需要根据生球质量和成品球的实物质量合理调整，不易配加过多，也不能配加过少，控制在3.5%至4.0%左右为宜。
（5）使用澳洲中信精粉后，在相同日产量水平情况下，转炉污泥配比降低2.9%，膨润土配比降低0.4%，膨润土单耗下降2.11kg/t，抗压强度提高20N/个球。
（6）同比智利精粉使用经济性，仅考虑直接材料经济效益一项，日节省6.538万元。
参考文献：
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