榆鋼鎂質(zhì)熔劑燒結(jié)杯試驗(yàn)

吳有文  王昌文²  李  霞¹  楊  斌¹

（1. 酒鋼（集團(tuán)）宏興鋼鐵股份有限公司鋼鐵研究院  甘肅  嘉峪關(guān)  735100；

2. 酒鋼（集團(tuán)）宏興鋼鐵股份有限公司榆鋼  甘肅  蘭州  730104）

摘  要：結(jié)合榆鋼使用白云石粉替代輕燒白云石粉的生產(chǎn)現(xiàn)狀，在實(shí)驗(yàn)室開展兩種鎂質(zhì)熔劑的燒結(jié)杯試驗(yàn)，從燒結(jié)礦燒結(jié)性能、冶金性能兩個方面進(jìn)行分析與對比，為生產(chǎn)決策提供參考。

關(guān)鍵詞：熔劑；氧化鎂；燒結(jié)；冶金性能

Sinter pot test of magnesia flux in Yuzhong steel

WUYou-wen1,WANGChang-wen2,LI Xia1,YANG Bin1

(1. Iron and Steel Research Institute of Hongxing Iron& Steel Co.Ltd.,Jiuquan Iron and Steel (Group) Corporation, Jiayuguan 735100,gansu, China; 2.YuZhong Steel of Hongxing Iron& Steel Co.Ltd.,Jiuquan Iron and Steel (Group) Corporation, Lanzhou 730104, Gansu, China)

Abstract：Combined with the production status of dolomite powder instead of light burned dolomite powder, the sintering cup test of two kinds of magnesia flux was carried out. The sintering performance and metallurgical properties of the sinter were compared and analyzed in two aspects, which provided reference for the production decision.

Key words：flux; mgo; sintering; metallurgical performance

1 前  言

近年來，鋼鐵行業(yè)步入艱難的寒冬期，鋼材價格大幅下降，成本壓力空前巨大^[1]。經(jīng)濟(jì)配料成為進(jìn)一步降低鐵前生產(chǎn)成本的重要舉措。使用白云石粉替代輕燒白云石粉的生產(chǎn)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用^[2-5]。白云石粉由白云石原礦破碎而來，工藝簡單，成本低。而輕燒白云石粉則是用一定粒級的白云石原礦鍛燒而成，處理工藝、設(shè)備相對復(fù)雜，在成本上，輕燒白云石粉較白云石粉高200~300元/t。通過與行業(yè)對標(biāo)分析，榆鋼公司采取了一系列措施，進(jìn)行用白云石粉替代部分輕燒白云石粉的生產(chǎn)實(shí)踐。筆者結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，完成了不同鎂質(zhì)熔劑的燒結(jié)杯試驗(yàn)，對燒結(jié)礦性能開展對比研究。

2 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)用原燃料共計14種、總重280kg，均取自榆鋼生產(chǎn)現(xiàn)場，其化學(xué)成分見表1。

表1  原料化學(xué)成分 （%）

鐵料除C、煉鋼除塵灰、瓦斯灰品位較低外，其余鐵料品位均大于60%，氧化鐵皮品位最高，高達(dá)69%。B與D屬于赤鐵礦，產(chǎn)自巴西，Al₂O₃含量與燒損相對較低，C又稱火箭粉，屬于褐鐵礦，產(chǎn)自澳大利亞，Al₂O₃含量與燒損相對較高。生石灰除塵灰表觀呈灰黑色，活性較差。瓦斯灰燒損最高，為29.67%，固定碳含量約18.5%。

3 燒結(jié)性能

3.1 試驗(yàn)流程及設(shè)備

燒結(jié)杯試驗(yàn)流程如圖1。

圖1  燒結(jié)杯試驗(yàn)流程

主要試驗(yàn)設(shè)備參數(shù)如下，一次混合機(jī)規(guī)格：φ1000mm×700mm；二次混合機(jī)規(guī)格：φ700mm×1400mm；燒結(jié)杯規(guī)格：φ260mm×700mm。

3.2 燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)

配加白云石粉編號為方案1、配加輕燒粉編號為方案2，R均按2.00倍執(zhí)行，具體配比見表2。

表2  各方案配礦結(jié)構(gòu)（%）

二者對比如下：

⑴鐵料料種均為7種，品名一樣，因各自所配加的鎂質(zhì)熔劑成分差異，同R條件下,導(dǎo)致方案2鐵料比方案1高1.9個配比，但同一鐵料配比差異≤0.4%。

⑵從熔劑看，方案1使用5.5%的白云石粉調(diào)整燒結(jié)礦MgO含量，方案2使用4%的輕燒粉調(diào)整燒結(jié)礦MgO含量；同R的條件下，方案1生石灰配比較方案2高0.45%；二者同時使用生石灰除塵灰與石灰石粉，配比一樣。

⑶二者均使用焦粉當(dāng)燃料，配比相同。

3.3  試驗(yàn)結(jié)果及分析

方案1、方案2燒結(jié)杯試驗(yàn)燒結(jié)礦燒結(jié)性能見表3。

表3  燒結(jié)礦燒結(jié)性能

方案1、方案2燒結(jié)杯試驗(yàn)燒結(jié)礦化學(xué)成分見表4。

 表4   燒結(jié)礦化學(xué)成分（%）

由表3，表4可以看出，方案1、方案2實(shí)際R分別為2.01倍，2.05倍，均在計劃2.00±0.08的控制范圍內(nèi)，處于同一R控制水平。

從燒結(jié)性能看，方案1比方案2轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度降低了2.5個百分點(diǎn)，成品率降低0.73個百分點(diǎn)，利用系數(shù)降低0.11 t/m².h。主要原因分析如下。

⑴白云石粉為生料，輕燒粉為熟料，在同等燃料配加條件下，白云石需要先進(jìn)行吸熱分解反應(yīng)。從燒結(jié)試驗(yàn)過程曲線看，方案1終點(diǎn)溫度為322℃，而方案2終點(diǎn)溫度為405℃。方案1較方案2低83℃。由此可見，方案1燃燒氣氛較弱，燃料略顯不足，造成垂直燒結(jié)速度變慢，燒結(jié)礦強(qiáng)度降低。

⑵ 在粒度組成上，白云石粉偏粗，-3mm含量僅占55%，而輕燒粉粒度-3mm含量占83%。熔劑粒度粗，無法黏附于鐵料或返礦粗顆粒上，而自身極易成為制粒核心，導(dǎo)致其賦存狀態(tài)與理想的制粒小球背道而馳，垂直燒結(jié)速度變慢，利用系數(shù)降低。

4 冶金性能

按GB /T13242-91進(jìn)行燒結(jié)礦的低溫還原粉化、還原度試驗(yàn)。

軟化熔滴性能目前國內(nèi)外尚未制定統(tǒng)一的測定方法與評判標(biāo)準(zhǔn)。本試驗(yàn)按照酒鋼實(shí)驗(yàn)室技術(shù)操作規(guī)程執(zhí)行，將待測樣品裝入一特制的石墨坩堝內(nèi)，按預(yù)定的升溫程序升溫，在荷重下加熱還原至渣、鐵滴下。試驗(yàn)過程中還原性氣體由下部入口進(jìn)入反應(yīng)管，廢氣由上部出口排出，氣體穿過試樣的壓頭損失由差壓變送器測定，試樣的壓縮量由電感位移測定，均由計算機(jī)自動記錄。

4.1 低溫還原粉化率

方案1、方案2燒結(jié)礦低溫還原粉化率試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5  燒結(jié)礦低溫還原粉化率（%）

二者低溫還原粉化率各粒級指標(biāo)極為接近，差異不大，均符合 (YB/T421-2014)規(guī)定燒結(jié)礦低溫還原粉化率RDI_＋3.15mm≥68%的要求。分析主要原因?yàn)楸敬螌Ρ仍囼?yàn)僅在鎂質(zhì)熔劑使用上做了改變，配礦后燒結(jié)礦化學(xué)成分整體差異不大。

4.2  900℃還原度

方案1、方案2燒結(jié)礦900℃還原度試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6  燒結(jié)礦900℃還原度（%）

方案1燒結(jié)礦900℃還原度指標(biāo)為88.1%，方案2燒結(jié)礦900℃還原度指標(biāo)為80%，試驗(yàn)結(jié)果均符合 (YB/T421－2014)規(guī)定燒結(jié)礦RI≥70%的要求，還原性能良好。

4.3 軟化熔滴性能

方案1、方案2燒結(jié)礦軟化熔滴性能試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7  燒結(jié)礦軟化熔滴性能

方案1、方案2燒結(jié)礦軟化開始溫度、軟化區(qū)間、熔融區(qū)間、最大壓差整體差異不大，軟化熔滴性能非常接近。

5 結(jié)論

⑴實(shí)驗(yàn)室條件下，用白云石粉替代輕燒粉，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度降低了2.5個百分點(diǎn)，成品率降低0.73個百分點(diǎn)，利用系數(shù)降低0.11 t/m².h。燒結(jié)礦低溫還原粉化率、軟化熔滴性能接近，整體變化不明顯。

⑵白云石粉為生料，粒度較粗，生產(chǎn)中大幅度配加后燒結(jié)氣氛變差，勢必影響利用系數(shù)及成品率。建議按-3mm含量≥90%控制。或采取適當(dāng)增加焦粉配比的措施，根據(jù)試驗(yàn)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)計燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)可提高0.05 t/m².h。

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