錢 強

(攀枝花鋼城集團有限公司，四川 攀枝花 617022)

摘 要: 鋼渣磁選粉物相以硅酸三鈣為主，其次為鐵酸鹽相、硅酸二鈣、鐵酸鎂、RO 相等; 燒結配加 2% 的鋼渣磁選粉替代鋼渣粉時，混合料中 ＜3 mm 粒級含量降低 4% ～5%，有利于改善料層透氣性，燒結礦成分變化不大; 鋼渣磁選粉中的磷含量較鋼渣粉少 0． 3%，雖然更有利于燒結使用，但仍會影響燒結礦和鐵水磷含量，因此只能限制循環(huán)次數(shù)及使用范圍。

關鍵詞: 鋼渣磁選粉; 鋼渣粉; 燒結; 磷元素

1 前 言

轉爐鋼渣綜合利用難度大于高爐渣，其中，低品位鋼渣磁選粉因金屬鐵含量低、數(shù)量大，大多只能通過濕式球磨回收金屬鐵，其球磨污泥無法得到利用，給環(huán)境帶來了一定的影響^［1］。如能將鋼渣磁選粉用來替代鋼渣粉作燒結熔劑，不僅能開拓鋼渣磁選粉新利用渠道，給企業(yè)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益，而且能夠減少大量廢棄鋼渣對周圍環(huán)境 的 影 響，從 而 保 證 攀 鋼 煉 鐵 廠 的 正 常生產(chǎn)^{［2 ～4］}。

2 試驗原料和方法

2． 1 試驗原料

2． 1． 1 鋼渣磁選粉物相分析

鋼渣經(jīng)過打水熱悶后進入鋼渣生產(chǎn)線，通過8 mm 篩孔篩分和 2800GS 滾筒磁選后，生產(chǎn)出MFe 含量為 5%的低品位鋼渣磁選粉。

對鋼渣磁選粉樣品電鏡掃描發(fā)現(xiàn)其中有部分高爐渣物相，種類達到 15 種，是各類冶金渣中物相較多的一種。物相以硅酸三鈣為主，其次為鐵酸鹽相、硅酸二鈣、鐵酸鎂、RO 相等組成，主要物相及其含量見表 1。

鋼渣磁選粉樣品中的物相粒徑細小，有的樣塊以玻璃相為主。硅酸三鈣和硅酸二鈣以大小粒狀為主，部分為長柱狀或短柱狀結構，部分硅酸二鈣為牛眼狀結構，鐵酸鹽相呈不等的粒狀，填充在其它物相的間隙中，鐵酸鎂呈大小粒狀，彌散在渣中，RO 相呈粒狀部分在硅酸三鈣等物相中外多彌散在渣中。

2． 1． 2 燒結原料構成及化學成分

攀鋼煉鐵廠燒結混合原料主要由鐵精礦、熔劑、燃料組成，配比為攀精礦( 50% ～55． 0%) 、澳礦( 7% ～ 15%) 、石灰石( 4% ～ 9%) 、生石灰( 5% ～8%) 、焦炭粉( 4% ～5%) 、鋼渣粉( 2% ～3%) 等。為了解決周邊鐵礦供應日益緊張的問題以及降低生鐵成本，煉鐵廠逐漸利用中、低品位粉礦和鐵精礦為主要原料生產(chǎn)基本成分接近周邊鐵礦的球團和燒結礦。由于鋼渣原料及生產(chǎn)線相同，所以鋼渣磁選粉與鋼渣粉化學成分相近，只是品位( MFe%) 相差5%左右，同時磷含量較鋼渣粉少 0． 3% 左右。各燒結原料的化學成分見表 2。

2． 2 試驗方法

2． 2． 1 燒結杯試驗

燒結試驗在250 mm ×730 mm 燒結杯中進行，固定主要參數(shù)，混合料水分控制在 6． 9 ± 0．1%; 點火負壓 600 ×9． 8 Pa，燒結負壓 1 200 ×9．8 Pa，點火時間 2 min。

2． 2． 2 工業(yè)生產(chǎn)試驗

攀鋼煉鐵廠在燒結杯實驗的基礎上，在新 1 #燒結機上進行鋼渣磁選粉燒結工業(yè)試驗。根據(jù)以往大量的實驗室和工業(yè)性應用經(jīng)驗，鋼渣磁選粉選用 2% 配比量的效果最好［5，6］ 。試驗以 10月 5 日前為基準期，10 月 5 日后為試驗期，抽取了 10 月 4 日和 11 月 23 日生產(chǎn)情況為基準和試驗數(shù)據(jù)。通過試驗對比分析鋼渣磁選粉和鋼渣粉在燒結礦生產(chǎn)中的使用效果。

3 試驗結果及分析

3． 1 燒結杯試驗

試驗采用單因素法，以攀精礦為主，普通富礦粉總配比控制在 13%左右，基準配比為 2% 的鋼渣粉，正樣配比為 2% 的鋼渣磁選粉，具體物料配比見表 3。

所用原燃料均為生產(chǎn)現(xiàn)場原料。由表 3 可知除鋼渣粉和鋼渣磁選粉外各物料配比相同，試驗可比性強。鋼渣粉和鋼渣磁選粉的理化性能對比見表 4。

由表4 可見，兩者理化性能接近，鋼渣磁選粉 TFe 含量較鋼渣粉高5%左右，其燒結成分見表5。

由表 5 可見，燒結成分基本穩(wěn)定，正樣的TFe 比基準高 0． 02%，F(xiàn)eO 高 0． 58%，主要是因為鋼渣磁選粉的 TFe 含量比鋼渣粉高，使得成品燒結礦 TFe 高于基準。

3． 2 工業(yè)生產(chǎn)試驗

根據(jù)實驗室試驗結果，為進一步確認鋼渣磁選粉在工業(yè)生產(chǎn)中應用的可行性，仍然按照 2%的配加比例，將鋼渣磁選粉投入新 1 # 燒結機燒結生產(chǎn)中。新 1 # 燒結機主要設計經(jīng)濟技術指標: 有效燒結面積 360 m² 、利用系數(shù) 1． 30 t/( m² ·h) 、年產(chǎn)量393． 57 萬 t、轉鼓指數(shù)≥70%、堿度2． 24、作業(yè)率 96%。

配加鋼渣磁選粉后生產(chǎn)出的燒結礦主要供應新 3 # 高爐使用。

試驗采用單因素法，所用原燃料均為生產(chǎn)現(xiàn)場原料。各階段物料配比見表 6，可見各物料配比相差不大，物料相對穩(wěn)定，試驗可比性較強，所得燒結指標為工業(yè)指標。

燒結生產(chǎn)操作指標對比見表 7，技術經(jīng)濟指 標對比見表 8，燒結化學成分對比見表 9。

由表 6 ～9 可見，鋼渣磁選粉配入燒結料后，給燒結生產(chǎn)帶來以下優(yōu)點:

( 1) 由于鋼渣磁選粉中含有 Ca( OH)₂ ，親水性強，有比石灰石粉更好的粘性，另外硅酸三鈣、硅酸二鈣等礦相含量較高，具有一定的粘接性能，加入燒結混合料有利于成球，使混合料中 ＜3 mm粒級含量降低4% ～5%，有利于改善料層透氣性;

( 2) 從燒結化學成分來看，F(xiàn)eO、CaO 分別提升了 0． 46%和 1． 41%，其余成分相接近;

( 3) 配加 2% 鋼渣磁選粉后，1 # 燒結機燒結指標與基準期結果相比，料層厚度、主管負壓、主管廢棄溫度變化較小，機速、冷返礦略有提升，表明燒結礦中配加 2% 的鋼渣磁選粉后，其各項工業(yè)燒結指標與基準期相接近，且較為穩(wěn)定;

( 4) 試驗期臺時產(chǎn)量有所提高，對應的固體燃料消耗升高，轉鼓指數(shù)略微下降。

以上情況總體說明，鋼渣磁選粉替代鋼渣粉返回燒結，工藝效果較好，有利于改善燒結料透氣性、改善燒結強度、富集 V₂O₅ 、提高產(chǎn)量，但磷的含量隨之增加。

從燒結到煉鐵工藝來看，配加鋼渣磁選粉替代鋼渣粉后各環(huán)節(jié)使用效果較好，對燒結生產(chǎn)而言，改善了燒結料性能，提高了燒結產(chǎn)量，減少了粉末量。雖然配加鋼渣會使燒結 TFe 略微降低，但對改善爐渣流動性、降低鐵損和焦比等具有一定的作用。

關于有害雜質磷的富集問題，鋼渣磁選粉中含有 0． 45% 的磷，替代 25% 的石灰石后，燒結礦、鐵水、釩渣等磷含量均有升高，不得不降低鋼渣的循環(huán)次數(shù)，且配加量相應降低，由最初的4%下降至目前的 2%。因此，為保持鋼渣的循環(huán)次數(shù)，目前只用于新 1 # 燒結( 新 3 # 高爐) 而控制使用范圍，以避免磷的快速富集，這個長期問題需及時跟蹤和了解。

4 結 論

( 1) 鋼渣磁選粉物相以硅酸三鈣為主，其次為鐵酸鹽相、硅酸二鈣、鐵酸鎂、RO 相等。

( 2) 燒結生產(chǎn)時，配加 2% 的鋼渣磁選粉替代鋼渣粉時，混合料中 ＜3 mm 粒級含量降低4%～5%，有利于改善料層透氣性，燒結礦成分變化不大。

( 3) 鋼渣磁選粉中的磷含量較鋼渣粉減少0． 3%，雖然更有利于燒結使用，但仍會影響燒結礦和鐵水磷含量，因此只能限制循環(huán)次數(shù)及使用范圍。

( 4) 低品位鋼渣磁選粉在燒結中的應用即可回收寶貴的鐵資源，還可作為熔劑使用，實現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)利用，改善渣場周圍的生態(tài)環(huán)境。

參考文獻

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［5］ 靳志剛，施靈峰，楊淑敏． 邯鋼燒結配加鋼渣生產(chǎn)實踐［C］/ /2012 年度全國燒結球團技術交流年會論文集，2012，202 －204．

［6］ 孫秀麗． 本鋼煉鐵廠燒結配加低品位鋼渣應用研究［C］/ /全國燒結球團技術交流年會論文集，2013: 136 －140．