低品質(zhì)鐵礦粉使用實(shí)驗(yàn)室研究-技術(shù)研

低品質(zhì)鐵礦粉使用實(shí)驗(yàn)室研究首鋼技術(shù)研究院

2009年11月匯報(bào)內(nèi)容一.研究的背景及意義二.低品質(zhì)鐵礦粉常溫特性和高溫特性的研究三.燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)四.結(jié)語一研究的背景和意義布魯克曼鐵礦粉價(jià)格高進(jìn)口礦量增加優(yōu)質(zhì)鐵礦不斷減少褐鐵礦馬拉曼巴低硅高硅BHP、RintoVALE國內(nèi)對外礦的依存度國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能和需求給燒結(jié)帶來問題低品質(zhì)鐵礦粉使用技術(shù)FMGSFOG印度粉南非粉MountGibson粉一研究的背景和意義FMGSFOG印度粉南非粉MountGibson粉09年上半年，MountGibson鐵礦出礦，首鋼擁有該礦山近30％股份。2008年京、遷、秦三地使用進(jìn)口礦約1000萬噸，地方粉150萬噸。中首鎖定資源中含100萬噸FMG礦粉。08年6月澳礦漲價(jià)后，Vale公司提出使用歐洲價(jià)格（漲價(jià)12美元/噸）；從降低成本考慮，鎖定了一船SFOG礦粉（品位低，按亞洲價(jià)格執(zhí)行）。08年由于鋼鐵市場下滑，鐵礦粉價(jià)格大幅下降；從進(jìn)一步降低原料成本考慮，采購了近10萬噸高Al2O3印度粉和10萬噸南非粉。使用好低品質(zhì)鐵礦粉，我們可以在被動(dòng)適應(yīng)資源劣化這一發(fā)展趨勢的同時(shí)，在低品質(zhì)資源中搶占相對較好的資源。二鐵礦粉常溫特性和高溫特性的研究主要內(nèi)容化學(xué)成分粒度組成氣孔組成同化性液相流動(dòng)性熱分解特性TFeSiO2Al2O3LOI單燒品位（鐵礦粉與CaO）最低同化溫度流動(dòng)性指數(shù)室溫至1100℃

（鐵礦粉與CaO）平均粒徑粒度分布?xì)饪茁蕷饪追植汲靥匦愿邷靥匦?.1化學(xué)成分Al2O3單燒品位TFeSiO2低!高!高!低品質(zhì)礦粉現(xiàn)用主要礦粉2.2粒度組成褐褐細(xì)粉較多低品質(zhì)礦粉現(xiàn)用主要礦粉褐不僅平均粒度有差異，粒度分布也明顯不同，細(xì)粉含量增多，可能對燒結(jié)制粒、透氣性有影響2.3氣孔組成褐馬拉曼巴FMGFMG褐馬拉曼巴FMG馬拉曼巴赤低品質(zhì)礦粉現(xiàn)用主要礦粉褐FMG代替馬拉曼巴類型礦，單位質(zhì)量氣孔體積減小，其微氣孔部分?jǐn)?shù)量增多2.4熱分解特性300℃-400℃MACFMG低品質(zhì)礦代替現(xiàn)有礦后，結(jié)晶水分解對燒結(jié)過程能量消耗不會(huì)有太大影響2.5同化性低品質(zhì)礦粉現(xiàn)用主要礦粉1280℃1200℃褐褐赤赤低品質(zhì)礦的最低同化溫度均較低，說明其同化性整體偏高2.6液相流動(dòng)性低品質(zhì)礦粉現(xiàn)用主要礦粉褐赤赤溫度，℃堿度，—流動(dòng)性指數(shù)流動(dòng)性指數(shù)堿度，—2.7低品質(zhì)鐵礦粉燒結(jié)特性小結(jié)FMGSFOG印度粉南非粉MGF低品位高燒損高SiO2高Al2O3高Al2O3高SiO2比揚(yáng)迪細(xì)粉多、微氣孔多，SiO2低，同化性接近，流動(dòng)性小細(xì)粉很多粒度較粗SiO2和Al2O3較高與PBF在成分、粒度和高溫特性等方面均接近比SSF的SiO2高，同化性高，二者流動(dòng)性接近比PBF的Al高但Si低，粒度粗，二者的同化性和流動(dòng)性均接近成分與PBF接近，同化性略低，但流動(dòng)性遠(yuǎn)低于PBF比PBF的Al高Si高，粒度接近，同化性相近，流動(dòng)性略高比SSF的Al高Si高，粒度差，同化性和流動(dòng)性均遠(yuǎn)高與SSF2.8基于鐵礦粉燒結(jié)特性指導(dǎo)燒結(jié)配礦的原則性能對應(yīng)指標(biāo)要求指標(biāo)范圍使混合礦指標(biāo)1鐵礦粉品位TFe越高越好>62mass%2鐵礦粉SiO2SiO2適宜3-4mass%3鐵礦粉Al2O3Al2O3（目前）越低越好<2mass%4粒度組成平均粒徑及組成（粗礦粉）中間顆粒(1~0.25mm)較少5氣孔率氣孔率適宜<30vol%6同化性最低同化溫度適宜1200-1280℃7液相流動(dòng)性流動(dòng)性指數(shù)適宜0.8-2.0（—）燒結(jié)配礦所需適宜性能對應(yīng)的指標(biāo)范圍

這兩組數(shù)據(jù)今后應(yīng)進(jìn)行大量基礎(chǔ)試驗(yàn)來進(jìn)一步優(yōu)化三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)合首鋼各地原料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對五種鐵礦粉設(shè)計(jì)配礦方案如下目標(biāo)：思路：保證燒結(jié)礦質(zhì)量和性能滿足燒結(jié)礦成分的同時(shí)，保證混合礦的高溫性能三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)燒結(jié)礦化學(xué)成分~57%TFeSiO2~5.15%Al2O31.5%1.0%1.8%MgO~2.1%思路：滿足燒結(jié)礦成分的同時(shí)，保證混合礦的高溫性能FMG/PBFFMG/MACFMG&地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)混合礦同化性計(jì)算結(jié)果1280℃1200℃FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF思路：滿足燒結(jié)礦成分的同時(shí)，保證混合礦的高溫性能地方精粉的最低同化溫度很高三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)2.00.8FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF混合礦液相流動(dòng)計(jì)算結(jié)果思路：滿足燒結(jié)礦成分的同時(shí)，保證混合礦的高溫性能MGF流動(dòng)性很大?。∪裏Y(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)燒結(jié)礦的成品率85%FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF79%礦業(yè)公司燒結(jié)杯煉鐵廠燒結(jié)杯配料結(jié)構(gòu)不同結(jié)論：隨著低品質(zhì)礦粉配比的增加，成品率有一定下降，仍在可接受范圍三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)83%FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF62%礦業(yè)公司燒結(jié)杯煉鐵廠燒結(jié)杯燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)配料結(jié)構(gòu)不同66%三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)燒結(jié)礦的固體燃耗60kg/tFMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF47kg/t礦業(yè)公司燒結(jié)杯煉鐵廠燒結(jié)杯結(jié)論：隨著低品質(zhì)礦粉配比（MGF和印度粉除外）的增加，固體燃耗有一定上升，仍在可接受范圍三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)鐵礦粉高溫特性與燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)的關(guān)系最低同化溫度流動(dòng)性指數(shù)LATFIFILATLATLATLATLATLATFIFIFIFIFI成品率成品率轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓固體燃耗固體燃耗垂燒速度垂燒速度利用系數(shù)利用系數(shù)同化性和流動(dòng)性有繼續(xù)提高的空間同化性對流動(dòng)性有一定的促進(jìn)作用三燒結(jié)優(yōu)化配礦及燒結(jié)杯試驗(yàn)低品質(zhì)鐵礦粉燒結(jié)使用評價(jià)高燒損礦粉，孔隙率也較高，且微孔比例較大，混合料水分不宜增加，燒結(jié)性能一般。礦業(yè)公司替代10－15%PBF或MACF，雖燒結(jié)指標(biāo)有所下降，但仍在可接受的范圍之內(nèi)。單燒品位低，燒結(jié)性能差。配加該礦粉替代SSF對燒結(jié)影響最大的是品位，在配加時(shí)需要調(diào)整其他料比，以減輕對品位的影響。燒結(jié)性能與PBF接近；配加5-10%的印度粉替代PBF對燒結(jié)指標(biāo)影響不大；但該礦Al2O3含量較高，使燒結(jié)礦中Al2O3含量上升明顯（10%影響0.15%左右），這限制了其使用比例。雖TFe高，但單燒品位低；替代PBF后可降低燒結(jié)礦中Al2O3；因制粒性較好，配水量可適當(dāng)降低；但因燒結(jié)性能差，燒結(jié)利用系數(shù)和轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都下降；配用比例應(yīng)控制在10%以內(nèi)。品位低，SiO2和Al2O3含量較高，其它有害雜質(zhì)含量低；替代PBF后，燒結(jié)利用系數(shù)和成品率下降；使燒結(jié)礦SiO2和Al2O3含量明顯上升；建議在北京地區(qū)替代巴精或澳粉后，將巴西燒結(jié)粉調(diào)整為CJF。FMGSFOG印度粉南非粉MGF六結(jié)論（4）基于鐵礦粉燒結(jié)特性設(shè)計(jì)了優(yōu)化燒結(jié)配礦方案，并進(jìn)行了相應(yīng)的燒結(jié)杯試驗(yàn)，最終使低品質(zhì)鐵礦粉在礦業(yè)公司和北京地區(qū)生產(chǎn)實(shí)踐中成功應(yīng)用。不但拓寬了首鋼使用鐵礦資源范圍、緩解了資源緊張局面，而且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。（1）五種低品質(zhì)鐵礦粉在常溫特性或高溫特性方面均呈現(xiàn)一定的劣勢，但可通過互補(bǔ)搭配發(fā)揮其優(yōu)勢，揚(yáng)長避短，使其在燒結(jié)中正常使用。（3）目前條件下可使用FMG、印度粉、南非粉和MGF代替PBF的最高比例分別為15%、10%、10%和7%；SFOG代替SSF的最高比例為10%。（2）結(jié)合首鋼各地原料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在使用一定量的低品質(zhì)鐵礦粉代替現(xiàn)有礦種時(shí)，燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)整體上呈現(xiàn)降低的趨勢，但仍在可接受范圍內(nèi)。四低品質(zhì)鐵礦粉的工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐鐵礦粉配比,%從2009年5月22日開始在北京地區(qū)一燒車間配加MGF工業(yè)試驗(yàn)，配比5%。但是由于初期的MGF成分波動(dòng)較大，SiO2和Al2O3含量也超過了前期的試驗(yàn)樣，使用一周后停配，從6月9日開始重新配加，配比調(diào)至3%；7月1日開始增加到6%。選取5月10日－－21日為工業(yè)試驗(yàn)基準(zhǔn)期，5月22日－－28日為5%MGF工業(yè)試驗(yàn)期，6月9日－－6月30日為3%工業(yè)試驗(yàn)期，7月1日～8月25日為6%MGF工業(yè)試驗(yàn)期。

燒結(jié)主要技術(shù)指標(biāo)，％

雖然MGF的同化性較高，液相流動(dòng)性較大，配加6%后燒結(jié)各項(xiàng)指標(biāo)均沒有明顯惡化。MGF在北京地區(qū)工業(yè)試驗(yàn)FeORDI+3.15四低品質(zhì)鐵礦粉的工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

MGF工業(yè)試驗(yàn)期間北京地區(qū)高爐主要技術(shù)指標(biāo)以及爐渣成分統(tǒng)計(jì)如下。從一