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高褐铁矿烧结及生产

伴随着钢铁市场的快速发展,优质的粉矿资源逐步减少,褐铁矿作为较为廉价的矿石逐步推向市场。在烧结的工序中,褐铁矿的使用量,在满足质量要求的基础上,可以有效的降低烧结矿成本。国内很多钢铁企业通过调整料层厚度和水炭配比,褐铁矿配加到30%以上,烧结矿质量保持在较好的水平,满足了高炉高效顺行的要求。

褐铁矿的矿物性能分析

随着褐铁矿的配比从30%提高到70%,垂直烧结速度呈下降趋势。其主要原因是随着褐铁矿的配比增加,混合料变得疏松,原料透气性变好,但褐铁矿的同化温度低、液相生成能力强、流动性高于其它赤铁矿石,增加了燃烧带的厚度,进而影响燃烧带的透气性,导致垂直烧结速度不升反降。另外过多的水分增加了气流带出水分的负荷,气流蒸气饱和后,水不再以气体的形式迁移,以液体的形式向料层下部迁移,易堵塞气流通道,从而降低料层透气性。

烧结矿的成品率随着褐铁矿配比的升高而降低。褐铁矿配比在30%时,烧结的成品率在75%,当褐铁矿配比增加到70%时,成品率下降到71%,主要原因是褐铁矿烧结容易形成薄壁大孔的结构,烧结矿整体变脆,在运输和整粒过程中容易破碎导致成品率低,另外因为褐铁矿液相生成温度低,容易产生大量液相,而且液相的流动性好,容易 封闭料层的空隙,让烧结料层的透气性不均匀,加剧烧结料层中焦粉燃烧形成的横向不均匀性所致。

烧结固体燃耗随褐铁矿配比升高而增加,主要是由于结晶水含量高需要消耗大量的热及成品率的降低所致。

随着褐铁矿配比的提高,烧结矿质量指标仍然较好。褐铁矿配比从30%提高到70%后,烧结矿转鼓指数从72%提高到73%,主要原因是褐铁矿生成铁酸钙的能力大,随着褐铁矿配比的增加,烧结矿铁酸钙生成能力提高,从而导致烧结强度略趋好。

高褐铁矿烧结生产实践

在生产实践中,随着褐铁矿配比的提高,烧结配矿结构和部分生产工艺参数也做出相应动态调整。

调整配矿结构

因褐铁矿的同化温度低,液相流动性普遍较好,在选择精粉品种时,尽量选用同化温度相对较高的磁精粉,以改善混匀矿烧结性能的匹配程度。此外,精粉配比的增加,也提高了混合料的堆比重,减少了烧结过程中出现的大量收缩,对提高烧结矿强度和成品率有利。

实行厚料层烧结

烧结过程自上而下是一个自动蓄热的过程,随着烧结料层的提高,自动蓄热的热量不断增加。应用厚料层烧结技术还可以有效的降低烧结固体燃料的配加,同时提高烧结过程的氧化气氛,延长烧结高温保温时间,促进铁酸钙的形成,从而改善烧结矿的质量。

适当提高烧结矿碱度

混合料中的氧化钙存在有利于易还原铁酸钙CaO.Fe2O3的生成。随着烧结矿碱度的提高,碱度越高,出现的铁酸钙越多,从而可改善烧结矿的强度和还原性。在生产高碱度烧结矿时,铁酸钙液相起主导作用,因此在高褐铁矿烧结时,可以适当提高烧结矿的碱度来改善烧结矿的各项指标。

降低烧结过程负压

褐铁矿结构比较疏松,在较低的抽风负压下烧结速度可达到较高。在高抽风负压烧结条件下,烧结速度更快,会造成烧结过程中的高温保持时间短,烧结反应时间不充分,液相生成不足,结晶不完善,会导致烧结矿成品率下降,也会使烧结矿强度降低。因此,降低烧结负压,可明显改变烧结速度,增加烧结过程的高温保持时间,使烧结矿结晶更为完善。

适当的生石灰配比

在混合料中配加生石灰可提高混合料的料温、湿容量和改善制粒效果。但在高褐铁矿烧结时,过高的生石灰配加,会导致混合料过于疏松,烧结速度过快,烧结矿强度质量降低。因此,高褐铁矿配比生产时,合适的生石灰配比很有必要。

高褐铁矿实验和生产实践证明

经过配矿结构优化和生产工艺的调整,在烧结产能富余的条件下,褐铁矿配比到60%可行,烧结矿质量稳定。

当烧结产能富余,在不追求产能的情况下,成品率可保持在79%以上的较好水平。

褐铁矿品味较低,烧损高,配加优质低硅低铝的褐铁矿,提高褐铁矿配比后,烧结矿品味仍然可保持在较高水平。

当褐铁矿达到一定的配比以后,烧结混合料的水分不再随褐铁矿配比增加而增加。

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