摘要：本文分析了烧结矿成矿机理，结合龙钢公司炼铁厂混匀矿配加利比里亚粉矿的烧结实践，总结265㎡、400㎡烧结机烧结综合生产情况。
关键词：利比里亚粉矿；工艺参数；烧结实践
0前言
随着高炉冶炼强度的进一步提升，炼铁对烧结矿的要求也相对提高，要求烧结矿的化学成分尤其是对碱度的稳定，碱度的波动直接影响高炉的造渣制度和热制度，从而引起炉况波动，产量的降低和焦比的上升，有关研究表明碱度波动0.1%，高炉产量下降3%-4%，焦比上升7kg/t左右；加之钢铁行业市场不景气，铁前成本的控制压力聚升，不得不将缺陷矿或高硅矿纳入烧结日程，基础钢材成本中烧结原料及过程约占50%以上，在节资方面有很大的潜力可供探究。
目前龙钢炼铁厂所用的含铁原料中90%以上来自外购，主要是澳粉、巴粉、印粉等，自产精矿（来自大西沟铁矿，年产精矿粉约10万吨）占比较少，原料配比基础为化学成分稳定，SiO2含量波动控制在0.3%范围内；所用生灰自产约占60%，其余来自小土窑生产，小土窑生产生灰矿点较多，有效成分含量波动较大；使用的高镁灰均来自外购，粒度波动较大，成分难以控制。生产中发现，凡是烧结原料更换料垛或碱度调整时，抽风负压和废气温度有上升或下降波动，对烧结过程产生影响，导致成品矿质量的波动。通过烧结成矿机理与矿物组成的分析，结合炼铁厂265㎡烧结机和400㎡烧结机生产实际情况、成品矿质量稳定，对于利比里亚粉矿应用的可行性做以探析。
1烧结成矿机理
烧结成矿机理包括烧结过程的固相反应、液相反应和冷凝结晶三个过程。这三个过程不仅对烧结矿的矿物组成及结构起着决定性的影响，而且和烧结矿的质量有着很大的关系。冷凝过程固结过程中当烧结过程中燃烧层下移，被融化的物质或高温的物质温度下降，液相放出能量而结晶或变为玻璃体。液相冷却过程中较短，很短时间内发生多次变化，有相当的潜热来不及释放而蕴藏在里面，从而部分以玻璃体的形式出现，降低了烧结矿的强度。表中可以看出赤铁矿、磁铁矿、铁酸一钙、铁橄榄石等有较好的强度，钙铁橄榄石当x=1.0（玻璃质）时，其强度最差。要得到较高质量的烧结矿就要增加低氧化钙的钙铁橄榄石（x=0.5）和铁酸一钙，只用铁酸一钙机械和还原性都好。
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2利比里亚粉矿成分及使用前后对比
2.1利比里亚粉矿是外购粗粉，与澳粉、巴粗成分对比如下表：
利比利亚：TFe：55.46%、SiO2：9.20%、CaO：0.07%、MgO：0.06%、Al2O3：3.45%；
澳粉：TFe：59.28%、SiO2：3.05%、CaO：0.12%、MgO：0.14%、Al2O3：3.04%；
巴粗：TFe：62.12%、SiO2：4.87%、CaO：0.10%、MgO：0.09%、Al2O3：2.58%；
2.2各含铁原料使用比例对比（%）：
前期：澳粉49.93%：、利比里亚：0%、主流精矿31.76%、高硫4.12%、木龙沟2.62%、国内粉1.39%、块矿末4.67%、球团末5.51%；
后期：澳粉42.05%：、利比里亚15.69%：、主流精矿25.87%、高硫7.21%、木龙沟2.86%、国内粉0%、块矿末3.99%、球团末2.33%；
2.3烧结过程配料比变化（%）
数据顺序为：返矿、焦末、生灰、高镁、混匀矿；265㎡烧结机前期：24.97、4.06、5.44、3.15、62.38；265㎡烧结机后期：22.44、3.87、6.48、2.39、64.82；400㎡烧结机前期：31.33、4.13、5.39、3.5、55.65；400㎡烧结机后期：27.75、3.90、7.70、2.6、58.01；
2.4烧结过程生产参数变化：
数据顺序为：台车速度m/min、料层厚度mm、总管负压kPa、烧结流量t/h；265㎡烧结机前期：2.58、670、-15.7、538；265㎡烧结机后期：2.32、690、-16.1、548；400㎡烧结机后期：2.55、685、-16.7、877；400㎡烧结机后期：2.45、720、-16.3、890；
2.5成品带烧结矿质量变化（%）：
数据顺序为：TFe、FeO、＞16mm占比、转鼓强度；265㎡烧结机前期：53.76、8.03、60.66、77.45；265㎡烧结机后期：51.75、8.09、59.09、77.8；400㎡烧结机后期：53.81、7.86、52.27、77.38；400㎡烧结机后期：52.09、7.97、52.68、77.87。
3烧结实践总结
良性分析：
①由于利比利亚粉SiO2含量较高，为保证稳定的烧结矿碱度，生灰配加量上升，混合料粒级得到改善＞3mm粒级较之前提高了3-4%左右，料层透气性增强，烧结过程得到强化，产能得到进一步释放，265m2烧结流量上升10t/h，400㎡烧结流量上升13t/h。
②随着混匀矿粗粉比例的升高，厚料层操作得到持续运行，烧结过程自动蓄热增强，烧结矿液相量增多，燃料配比较前期有所下降，265m2、400m2烧结机平均燃料配比分别降低了0.19%和0.23%，另一方面烧结矿粒级变化不大，转鼓较之前均有小幅度改善。
恶性分析：
①随着利比里亚粉的使用，烧结矿TFe含量较之前降低了2.01%、1.72%，且由于SiO2含量高，同时在2.1（±0.1）的烧结矿R控制标准下，高炉烧结矿入炉率下降。
②熔剂使用量加大，熔剂单耗升高了4.4kg/t，出现高钙灰持续供应紧张的情况；另一方面由于熔剂用量的大幅提高，烧结机混料用水量上升，筒内壁粘料现象加剧，出现结圈、吐料等现象。
③生产过程控制中料层透气性过剩等现象的出现，导致烧结过程粉尘量加大，除尘灰仓位上升，265㎡、400㎡烧结机配料除尘灰配加量上升2t/h、0.5t/h。
④烧结过程透气性出现过剩现象，烧结矿预冷却提前，环冷机1#、2#段烟温较下降较为明显，环冷余热日均发电量下降。
4过程分析
在烧结过程中，稳定水碳是关键，若出现水碳或其他生产因素波动，废气温度和抽分负压将大幅度升降，R-T、R-P关系式将不能作为配料调整的依据。在利比里亚粉矿使用初期，混料用水量上涨，物料水分不能得到有效控制，加之料种的骤然变化，导致烧结过程出现大幅波动，生产调整滞后5小时以上。随着烧结过程的稳定，铁酸钙体系进一步加强，烧结矿强度和还原性较好，硅酸三钙增加，正硅酸钙明显减少。熔剂量逐渐增多，放出CO2，降低了烧结料层温度和还原气氛，有利于提高烧结矿的氧化度，所以磁铁矿减少，铁橄榄石减少，而过量的CaO有利于生成CaO·Fe2O3和CaO-SiO2体系矿物。
5生产的可行性探讨
5.1 高硅粉矿的使用
随着烧结矿碱度提高，三价铁系矿物逐渐取代二价铁系矿物，强度和还原性均向良性发展，因此发展铁酸钙是改善烧结矿强度的重要手段。一般成品矿碱度控制在1.8-2.5倍，铁酸钙体系能较好的形成，我炼铁厂的实际情况满足此要求。过去烧结过程配碳高，点火温度控制高，所以烧结矿温度偏高，使得烧结矿冷却过程中纤维状的铁酸钙转变成磁铁矿，烧结矿的还原性性能变坏。随之高硅粉矿使用的稳定，烧结机生产潜能得到释放，原料成本和区间制造成本都有所降低。
5.2过程波动的各工序点共同消减
前期对新料种的使用存在误区，生产调整滞后，使用一段时间后混料筒内壁出现大幅度粘料，特别是进料口方向形成一圈高50cm的料脊，导致筒体吐料，后将混料筒前后加水配比进行调整，加大后加水量占比，粘料有所下降，混合料水分和粒度进一步稳定；由于烧结料层透气性的大幅提升，台车厚料层增厚，自动蓄热功能得到加强，稳定了烧结过程；前期烧结矿碱度不能有效稳定，入炉率浮动向下，后期对烧结矿碱度进行下调，保证了入炉率的稳定。
参考文献
[1]李洪华等 不同进口矿粉的烧结特性研究与生产实践 2009年全国烧结球团技术交流年会论文集（135）
[2]邓秋明等 兴澄特钢烧结优化配矿的研究 烧结球团2009NO.2（11）
论文作者:王鹏,彭元飞,李恒
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/16
标签：利比里亚论文; 碱度论文; 过程论文; 烧结机论文; 后期论文; 稳定论文; 炼铁厂论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;