提高球團(tuán)礦的質(zhì)量

1、提高球團(tuán)礦的質(zhì)量充分發(fā)揮球團(tuán)礦的冶煉效果中冶長天公司( 長沙冶金設(shè)計(jì)院)葉匡吾摘要：本文根據(jù)我國目前球團(tuán)礦生產(chǎn)中存在的質(zhì)量問題，分析了原因，指出了改進(jìn)的意見和辦法。改進(jìn)球團(tuán)礦質(zhì)量的目的是為了更好的促進(jìn)高爐煉鐵的技術(shù)進(jìn)步及各項(xiàng)冶煉指標(biāo)的改進(jìn)，以獲得更好的冶煉效果。關(guān)鍵詞：球團(tuán)礦質(zhì)量冶煉效果為了改善高爐的爐料結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)精料，達(dá)到節(jié)焦、增鐵，降低煉鐵成本，提高鋼鐵產(chǎn)品的市場競爭力，近年來我國興建了不少的球團(tuán)廠。不但有大、中型的鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯工藝，而且還有許多的豎爐工藝生產(chǎn)線。從近年來的生產(chǎn)情況看，在產(chǎn)量上有了很大的進(jìn)步，但在質(zhì)量方面都存在著不少的問題。雖然為高爐煉鐵增加了球團(tuán)礦的用量創(chuàng)造了條件，為

2、高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的改善起到了明顯的功效。但仍存在著很大的差距和潛力，需要我們球團(tuán)工作者和高爐工作者做出更大的努力，不斷盡快的提高球團(tuán)礦的生產(chǎn)質(zhì)量。為高爐煉鐵的技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的改善做出新的貢獻(xiàn)。1. 存在的問題1) 鐵品位低。球團(tuán)礦鐵品位高相比于燒結(jié)礦和塊礦是一大優(yōu)越性。球團(tuán)礦的使用和用量的增加將十分有利于高爐綜合入爐品位的提高。經(jīng)典的數(shù)據(jù)是入爐鐵品位提高1%，降低焦比 2-2.5%, 增加產(chǎn)量 3%。目前世界上高爐用球團(tuán)礦的鐵品位- 般為>65%。生產(chǎn)球團(tuán)礦所用的鐵精礦都經(jīng)過細(xì)磨和精選。目前在我國生產(chǎn)球團(tuán)礦采用高品位鐵精礦，在客觀上存在一定的難度。但這不是技術(shù)上的問題，而是一

3、個(gè)觀念問題。這幾年來對鐵精礦實(shí)行提鐵降硅，已有了較大的進(jìn)步。另外球團(tuán)礦的鐵品位和配加膨潤土的質(zhì)量和數(shù)量有很大的關(guān)系。膨潤土配加量大，必然使成品球的鐵品位明顯下降。由于我國球團(tuán)生產(chǎn)所用鐵精礦的粒度較粗，為滿足造球的要求配加了高比例的膨潤土。同時(shí)我國球團(tuán)生產(chǎn)所用的膨潤土都是就地取材，其質(zhì)量不高。一般膨潤土的用量都在1.5%以上，有的高達(dá) 4.5%。國外先進(jìn)的球團(tuán)生產(chǎn)對膨潤土的使用十分講究，有不少球團(tuán)廠經(jīng)長途運(yùn)輸使用美國懷俄明的優(yōu)質(zhì)膨潤土，或者是使用價(jià)格昂貴的佩利特有機(jī)粘結(jié)劑。國外球團(tuán)生產(chǎn)膨潤土的用量一般不超過 1%，有的低達(dá) 0.5-0.7%。綜上原因，目前我國球團(tuán)礦的生產(chǎn)，鐵品位僅為 62-63

4、%，很少超過 65%的，最低的只有 58%。在鐵品位低的同時(shí)，往往 SiO2 含量高，有的高達(dá) 8%。使高爐渣量大幅增加，把熱能都用在了化渣上，對高爐冶煉是十分不利的。為此采用高品位鐵精礦和優(yōu)質(zhì)的膨潤土是提高球團(tuán)礦質(zhì)量的基本條件。2) 強(qiáng)度低且均勻性差國際上在海運(yùn)和長途運(yùn)輸?shù)那闆r下，球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度要>2500N/個(gè)球；在直接用于高爐煉鐵時(shí)，可低些>2000N/個(gè)球。但從現(xiàn)代大型高爐的實(shí)踐出發(fā)，球團(tuán)礦的強(qiáng)度應(yīng)按>2500N/個(gè)球?yàn)楹细駱?biāo)準(zhǔn)，有時(shí)甚至要求更高。另外為了更好的體現(xiàn)球團(tuán)礦優(yōu)越的冶金性能，在此必須特別強(qiáng)調(diào)球團(tuán)強(qiáng)度的均勻性。按規(guī)定個(gè)數(shù)所測得的強(qiáng)度，不但其平均值要附合要求

5、，而且要看其中所測的每個(gè)強(qiáng)度中>2500N/個(gè)球所占的百分率。鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)的成品球團(tuán)礦應(yīng)在90%-95%。豎爐球團(tuán)之所以質(zhì)量較差，除了強(qiáng)度普遍偏低外，其中一個(gè)主要原因就是成品球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度很不均勻，高的很高，有的高達(dá) 3000N以上；低的很低，只有 1000N左右。強(qiáng)度偏低和不均勻?qū)Ω郀t煉鐵肯定會帶來很大的不利。3) 粒級范圍大、粒徑偏大目前我國球團(tuán)礦的粒度一般控制在 8-16mm，但實(shí)際上其大、小粒級范圍要大的多。根據(jù)對造球和焙燒過程系統(tǒng)的試驗(yàn)和研究得出：最佳的球團(tuán)粒徑為11-12mm。為了充分發(fā)揮球形規(guī)則、粒度均勻?qū)Ω郀t料層結(jié)構(gòu)帶來的優(yōu)越性，成品球團(tuán)礦的粒徑范圍要縮小，

6、總體粒度也要縮小。在北美所見球團(tuán)礦的生產(chǎn)，總體上體現(xiàn)了“小而勻”。4) 含粉率高、篩分指數(shù)差由于我國目前大部分球團(tuán)廠用于球團(tuán)生產(chǎn)的鐵精礦粒度較粗，一般<0.074mm粒級的僅有 72%，有的比此還粗。粗粒級多，對生球質(zhì)量極為不利，而且粗顆粒多沾附在表面。這些粗顆粒在運(yùn)動中非常容易掉落。同時(shí)由于膨潤土的質(zhì)量問題，在升溫中可能產(chǎn)生的爆裂而產(chǎn)生粉粒，焙燒球團(tuán)層內(nèi)的含粉率升高，造成成品球團(tuán)礦含粉率高。含粉率高易在焙燒過程中產(chǎn)生結(jié)塊、結(jié)圈現(xiàn)象。為了防止這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，往往在操作中采取降低焙燒溫度來實(shí)現(xiàn)。這樣勢必使球團(tuán)焙燒達(dá)不到應(yīng)有的最高焙燒溫度，而導(dǎo)致成品球團(tuán)礦強(qiáng)度的下降。同時(shí)還同粉末含量多的原因

7、而影響焙燒球在冷卻機(jī)內(nèi)的冷卻和進(jìn)一步氧化。粉末是球團(tuán)礦生產(chǎn)的“大敵”，因而一定要嚴(yán)格控制焙燒球團(tuán)層內(nèi)的含粉率是強(qiáng)化生產(chǎn)和提高成品球團(tuán)礦質(zhì)量的一大關(guān)鍵。這一含粉率應(yīng)控制在1.5%之內(nèi)。生球質(zhì)量好、焙燒球質(zhì)量高，不但生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)量高，而且成品球團(tuán)的轉(zhuǎn)鼓指標(biāo)和篩分指數(shù)都會有一個(gè)很大的改善。真正實(shí)現(xiàn)球團(tuán)質(zhì)量的“小”、“勻”、“凈”。5 ) FeO 含量高、還原性差高爐煉鐵為了更好利用爐內(nèi)煤氣，充分發(fā)展間接還原，要求入爐鐵原料含 FeO量要低。相比于燒結(jié)礦，球團(tuán)礦含 FeO量低，這是大優(yōu)點(diǎn)。為此球團(tuán)在焙燒過程中必須得充分氧化，使球團(tuán)礦 FeO 的含盡可能控制在 1.0%以內(nèi)。這樣不但有利于球團(tuán)礦還原性的

8、改善，還有利于固結(jié)強(qiáng)度的提高。為了充分發(fā)揮球團(tuán)礦的冶煉優(yōu)勢，為高爐煉鐵帶來更好的效益，對于目前球團(tuán)礦生產(chǎn)中的質(zhì)量問題，必須采取有效的技術(shù)措施，不斷改善球團(tuán)礦的質(zhì)量。2 . 改進(jìn)的方法和思路1) 保證鐵精礦粉的質(zhì)量，滿足造球要求。成品球團(tuán)礦的質(zhì)量和所用鐵精礦粉的質(zhì)量有著極大的關(guān)系。特別是球團(tuán)礦的鐵品位，在很大程度上決定于鐵精礦的品位。對此，近年來隨著“提鐵降硅”在選礦生產(chǎn)中的實(shí)施，鐵精礦的品位有了很大的提高。國產(chǎn)鐵精礦的品位都可達(dá)到66.5%以上。鐵精礦的粒度也有了很大的改善。但是為了保證球團(tuán)礦的質(zhì)量，體現(xiàn)其優(yōu)越性，生產(chǎn)必須采用鐵品位高的鐵精礦。另外，鐵精礦的粒度和水分對造球的影響特別大。為了“

9、造好球” ，鐵精礦的細(xì)度應(yīng)達(dá)到22000cm/g ；水分也要合適。對于鐵精礦的細(xì)度和水分達(dá)不到要求的球團(tuán)生產(chǎn)廠，在工藝流程上必須設(shè)有可靠的磨礦和干燥設(shè)施。由于精礦的粒度對造球質(zhì)量起著至關(guān)重要的決定性作用，因而必須認(rèn)真選擇好磨礦工藝。潤磨機(jī)工藝對改善精礦的造球性能有較好的效果，但對改善粒度和精礦的比表面功效有限。而且由于電耗高，事故較多影響作業(yè)，因而在較大規(guī)模的球團(tuán)廠中很不適用。高壓輥2磨機(jī)對改善精礦的比表面有較大的作用，但也是有限的，一般講也僅在 400cm/g 的水平。在有些原料來源較粗的情況下，為了確保精礦粒度的要求，有必要采用成熟可靠的球磨工藝。另外為了保證造好球和料流的流暢，鐵精礦的干

10、燥也是必不缺少的。2 )“造好球”。生球質(zhì)量的好壞決定著球團(tuán)焙燒的質(zhì)量和產(chǎn)量。因而“造好球”也是球團(tuán)生產(chǎn)最基本、最關(guān)鍵的技術(shù)要領(lǐng)。造球技術(shù)在國外球團(tuán)界也稱為是一項(xiàng)“藝術(shù)”。除了水分的控制、造球機(jī)本身的性能好以外，造球工的技能、觀察操作水平和所造生球的質(zhì)量有著極為密切的關(guān)系。高水平的造球操作工造出的生球“小”而“勻”且“凈”，球形好、產(chǎn)量高。3 )篩好球、鋪好料。只有“篩好球”才能真正做到“小、勻、凈”。生球里夾帶的不合料在焙燒過程變成粉末，這種粉末是球團(tuán)焙燒的大敵，必須篩除、篩盡。在此同時(shí)把生球鋪平、鋪齊，這樣就為焙燒過程的傳熱、傳質(zhì)和料流的運(yùn)動創(chuàng)造了良好的條件。既避免了結(jié)塊的產(chǎn)生，又使料層具

11、有良好的透氣性。對球團(tuán)礦生產(chǎn)的產(chǎn)、質(zhì)量的提高有著至關(guān)重要的作用。為了篩好球，要有一個(gè)篩分工藝和良好的篩分設(shè)備。篩分工藝最好要有預(yù)篩分和檢查篩分二道，這樣生球中的含粉率會顯著降低。同時(shí)在篩分過程生球的落差要盡可能的縮小，防止生球強(qiáng)度的下降和二次破碎。篩分設(shè)備安裝角度要合適，間隙正確，篩輥要嚴(yán)防沾料。為了提高篩分效率，要保證足夠的篩分面積。為了鋪好球，設(shè)置梭式( 或擺頭) 布料機(jī)和寬皮帶是必不可少的。但是真正要做到鋪料平整，必須采用由液壓缸推動的布料機(jī)和可調(diào)速的寬皮帶。4 )優(yōu)化熱工制度和風(fēng)流系統(tǒng)。球團(tuán)焙燒的熱工制度和風(fēng)流系統(tǒng)是球團(tuán)礦生產(chǎn)的核心技術(shù)。合格的生球進(jìn)入焙燒器以后，將嚴(yán)格按照合理優(yōu)化的升

12、溫制度進(jìn)行干燥、預(yù)熱、焙燒和冷卻完成球團(tuán)的固結(jié)和再氧化，成為質(zhì)量合格的成品球團(tuán)礦。在干燥階段要避免過濕層的出現(xiàn)，使生球失去應(yīng)有的強(qiáng)度而粉碎。同時(shí)也要防止升溫過快產(chǎn)生球的爆裂，而產(chǎn)生粉末。在整個(gè)焙燒過程，理論上要求對每一個(gè)球的溫度、氣流和時(shí)間應(yīng)是相等的，這樣才能保證穩(wěn)定的進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)、傳動量。因而對豎爐而言應(yīng)盡量設(shè)法減少橫斷面上的溫差和使生球在爐內(nèi)的運(yùn)動均衡下移。對帶式機(jī)和鏈篦機(jī)而言，爐罩內(nèi)橫斷面上左右的氣流壓力和溫度的相同，防止由于管道阻損不一樣而產(chǎn)生過大的偏差，而造成焙燒質(zhì)量的差異和球團(tuán)礦整體質(zhì)量的下降。焙燒各階段的溫度必須嚴(yán)格控制到位。特別是最終焙燒的溫度的實(shí)現(xiàn)和停留時(shí)間，直接影響到成品

13、球的強(qiáng)度。對鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯工藝，預(yù)熱段最終的溫度和入窯球的強(qiáng)度直接相關(guān)。因而為了保證入窯球的強(qiáng)度，球團(tuán)在預(yù)熱段所要求的高溫必須實(shí)現(xiàn)。入窯球的強(qiáng)度好，在窯內(nèi)焙燒運(yùn)動就不再產(chǎn)生破碎和粉末。同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)球團(tuán)在窯內(nèi)均勻的翻滾，使球團(tuán)礦的整體質(zhì)量更上一層樓。在球團(tuán)的冷卻階段，不但要有足夠的風(fēng)量以保證冷卻效果，同時(shí)要使球團(tuán)得到最終的充分氧化。這樣也將進(jìn)一步降低成品球團(tuán)的FeO的含量。鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯和帶式焙燒球團(tuán)生產(chǎn)工藝都有套完善、有效的熱工制度和風(fēng)流系統(tǒng)。這也是球團(tuán)生產(chǎn)的核心、關(guān)鍵技術(shù)。一個(gè)完美的熱工制度和風(fēng)流系統(tǒng)為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球團(tuán)礦提供了必要的保證，而且能最大程度的利用好熱能，實(shí)現(xiàn)最低的生產(chǎn)能耗，降低了球團(tuán)礦生產(chǎn)的加工費(fèi)用。熱工和風(fēng)流技術(shù)在世界上已經(jīng)過了三十多年的發(fā)展和優(yōu)化，已日趨完善。目前我國已投產(chǎn)的球團(tuán)廠，在原料基本穩(wěn)定的情況下，應(yīng)根據(jù)具體條件對熱工制度和風(fēng)流系統(tǒng)進(jìn)行測定，找出改進(jìn)的方向和措施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，管理和操作的最佳化。3.效果1 )針對目前球團(tuán)礦生產(chǎn)中生產(chǎn)的存在著的質(zhì)量問題，采取相關(guān)的技術(shù)措施，必將使我國球團(tuán)礦的質(zhì)量達(dá)降到一個(gè)新的水平。進(jìn)一步發(fā)揮球團(tuán)礦優(yōu)越的冶金性能，為煉鐵生產(chǎn)創(chuàng)造更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2 )與此同時(shí)，球團(tuán)生產(chǎn)的各項(xiàng)操作參數(shù)更為合理和優(yōu)化，使能耗到最低，有效的降低了生產(chǎn)加工費(fèi)。在一般情況下，球團(tuán)礦的生產(chǎn)需要熱值較高的燃料，但是由于球團(tuán)生產(chǎn)工