程建紅

（首鋼長治鋼鐵有限公司  山西長治 046031）

摘  要：為開發(fā)使用新的鐵礦石資源，以拓展燒結(jié)優(yōu)化配礦選擇，結(jié)合燒結(jié)生產(chǎn)實際情況，對毛塔粉進行了燒結(jié)試驗研究，以明確該鐵礦粉對燒結(jié)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和燒結(jié)礦質(zhì)量的影響，試驗結(jié)果表明：毛塔粉化學(xué)成分中，全鐵品位達到61.70%，SiO₂含量為11.32%；毛塔粉的同化溫度較低，并且液相流動性大，屬于易礦化的鐵礦粉；隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，垂直燒結(jié)速度略有升高穩(wěn)定，燒結(jié)礦成品率和轉(zhuǎn)鼓強度呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢，燒結(jié)利用系數(shù)呈現(xiàn)出先略有升高后大幅降低的趨勢；隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，燒結(jié)返礦比例增加趨勢，燒結(jié)礦平均粒徑有降低趨勢，但配加毛塔粉對于燒結(jié)礦低溫還原粉化有改善作用。

關(guān)鍵詞：毛塔粉；燒結(jié)配礦；利用系數(shù)；低溫還原粉化

1  前言

近期以來，全球鐵礦石價格處于高位震蕩，作為燒結(jié)工序最主要的原料，鐵礦粉的價格直接影響著燒結(jié)礦生產(chǎn)成本。從優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)、降低燒結(jié)生產(chǎn)成本的角度，積極開發(fā)使用不同類型的鐵礦粉對鋼鐵企業(yè)而言尤為重要；同時，隨著國際市場上優(yōu)質(zhì)鐵礦粉資源的逐漸減少，鐵礦石品質(zhì)逐漸下降成為不可避免地事實，主動適應(yīng)鐵礦石資源地劣化也是當(dāng)前鋼鐵企業(yè)面臨的現(xiàn)實課題^[1-4]。為此，首鋼長鋼嘗試開發(fā)使用新的鐵礦石資源，以拓展燒結(jié)優(yōu)化配礦選擇。根據(jù)鐵礦石資源可獲取度和性價比，結(jié)合燒結(jié)生產(chǎn)實際情況，對毛塔粉進行燒結(jié)試驗研究，嘗試使用毛塔粉替代部分褐鐵礦進行鐵礦石燒結(jié)，以明確該鐵礦粉對燒結(jié)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和燒結(jié)礦質(zhì)量的影響，為在燒結(jié)生產(chǎn)中合理選擇該礦粉的配加比例提供技術(shù)支持。

2  毛塔粉基礎(chǔ)物化特征分析

毛塔粉的全鐵品位達到61.70%，SiO₂含量為10.13%，F(xiàn)eO含量達到11.32%，燒損為-0.4%，屬于磁鐵礦粉；毛塔粉中K₂O和Na₂O分別為0.063%和0.022%，與目前所用礦粉相比，毛塔粉堿金屬元素含量較高，毛塔粉化學(xué)成分如表1所示。

表1 毛塔粉化學(xué)成分（%）

毛塔粉最大的特點就是其SiO₂含量較高。為此，使用文獻[5,6]中的礦粉同化性和液相流動性的試驗方法對毛塔粉的燒結(jié)基礎(chǔ)特性進行研究，結(jié)果如表2所示。毛塔粉的同化性溫度為1245℃，同化溫度適中。普通的磁鐵礦粉一般同化溫度都將對較高，有的甚至達到1300℃以上；毛塔粉同化溫度與典型赤鐵礦同化溫度相當(dāng)，這主要與其較高SiO₂含量有關(guān)。同時，毛塔粉在各溫度下的液相流動性均很大，1240℃時的同化溫度已達到4.50，表明毛塔粉與熔劑生成液相的能力很強，屬于易礦化的鐵礦粉。

表2 毛塔粉燒結(jié)基礎(chǔ)特性

3  燒結(jié)試驗方案

燒結(jié)配加毛塔粉燒結(jié)杯試驗方案如表3所示。其中，礦A和礦B為典型巴西赤鐵礦，礦C和礦D為澳洲赤鐵礦，礦E和礦F為褐鐵礦。在試驗方案中，毛塔粉的配比分別為0%、3%、6%、9%，主要替代礦F，配礦調(diào)整中為控制SiO₂處于合理范圍（混勻礦中SiO₂含量范圍為4.44%～4.55%），同時適當(dāng)調(diào)整了礦A和礦B的比例，其他原料配比基本保持不變。

表3 燒結(jié)杯試驗配礦方案（%）

燒結(jié)杯試驗參數(shù)設(shè)定如表4所示，燒結(jié)礦二元堿度按2.0倍進行控制，堿度控制措施為固定生石灰比例，通過調(diào)整石灰石比例來保持堿度穩(wěn)定；MgO含量按2.0%進行控制，燃料配比為3.9%。

表4 燒結(jié)杯試驗參數(shù)設(shè)定

4  燒結(jié)杯試驗結(jié)果與分析

4.1  配加毛塔粉對混合料粒度的影響

對各方案燒結(jié)杯試驗的混合料進行粒度分析，結(jié)果如表5所示。隨著毛塔粉配加比例的增加，混合料中8-10mm的顆粒比例逐漸增加，3-5mm和1-3mm的顆粒比例降低，混合料中<1mm的顆粒比例增加，整體來看混合料的平均粒徑呈增加趨勢。

表5 燒結(jié)混合料粒度組成

4.2  配加毛塔粉對技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的影響

（1）毛塔粉配比對垂直燒結(jié)速度的影響

圖1 毛塔粉配比對垂直燒結(jié)速度的影響

由圖1可知，隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，垂直燒結(jié)速度略有升高穩(wěn)定，升高幅度不大，表明其對燒結(jié)料層透氣性影響不大。

（2）毛塔粉配比對成品率的影響

由圖2可知，隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，燒結(jié)礦成品率呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢，當(dāng)毛塔粉配比為9%時，燒結(jié)礦成品率最低，較基準(zhǔn)方案降低5個百分點。總體來看，配加一定比例的毛塔粉不利于燒結(jié)礦成品率。

圖2 毛塔粉配比對成品率的影響

（3）毛塔粉配比對轉(zhuǎn)鼓強度的影響

從圖3可以看出，隨著毛塔粉比例的增加，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，基準(zhǔn)方案中燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓最高；當(dāng)毛塔粉配比達到9%時，轉(zhuǎn)鼓強度比基準(zhǔn)降低3.7個百分點。由此可見，毛塔粉的配加，不利于提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度。從成品率和轉(zhuǎn)鼓強度來看，在當(dāng)前配料條件下配加毛塔粉對燒結(jié)礦的質(zhì)量不利。

圖3 毛塔粉配比對轉(zhuǎn)鼓強度的影響

（4）毛塔粉配比對固體燃耗的影響

由圖4可知，隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，燒結(jié)固體燃耗呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢；當(dāng)毛塔粉配比為3%時，固體燃耗最低，達到50.11kg/t，比基準(zhǔn)方案降低約0.44kg/t；毛塔粉比例繼續(xù)增加，則固體燃耗均高于基準(zhǔn)方案。因此，毛塔粉的配加比例不宜增加過多。

圖4 毛塔粉配比對固體燃耗的影響

（5）毛塔粉配比對燒結(jié)利用系數(shù)的影響

從圖5中可以看出，隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，燒結(jié)利用系數(shù)呈現(xiàn)出先略有升高后大幅降低的趨勢。這與前文所述毛塔粉對垂直燒結(jié)速度的影響保持一致。因此，雖然毛塔粉配比增加會使燒結(jié)利用系數(shù)略有改善，但綜合來看，毛塔粉對燒結(jié)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有不利影響。

圖5 毛塔粉配比對燒結(jié)利用系數(shù)的影響

（6）毛塔粉配比對粒度組成的影響

圖6 毛塔粉配比對粒度組成的影響

從圖6和圖7可以看出，隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，燒結(jié)返礦比例增加趨勢，＞40mm的大顆粒比例有降低趨勢，5-10mm的比例略減少，燒結(jié)礦平均粒徑有降低趨勢。

圖7 毛塔粉配比對平均粒徑的影響

4.3  毛塔粉對低溫還原粉化性能的影響

對不同毛塔粉配比條件下燒結(jié)礦低溫還原粉化性能進行分析，結(jié)果如表6所示。隨著毛塔粉配比從3%增加到9%，燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)RDI+3.15呈現(xiàn)出波動趨勢，方案1和方案3燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)高于基準(zhǔn)方案約0.6-0.8個百分點，達到70.5%以上；而方案2燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)REDI_+3.15則低于基準(zhǔn)方案約0.3個百分點，其值為69.61%。總體來看，配加毛塔粉對于燒結(jié)礦低溫還原粉化略有改善。

表6 不同毛塔粉配比的燒結(jié)礦低溫還原粉化性能

5 結(jié)論

（1）毛塔粉化學(xué)成分中，全鐵品位達到61.70%，SiO₂含量為11.32%；毛塔粉的同化溫度較低，并且液相流動性大，屬于易礦化的鐵礦粉。

（2）隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，垂直燒結(jié)速度略有升高穩(wěn)定，升高幅度不大，表明其對燒結(jié)料層透氣性影響不大；燒結(jié)礦成品率和轉(zhuǎn)鼓強度呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢，當(dāng)毛塔粉配比為9%時，燒結(jié)礦成品率最低，較基準(zhǔn)方案降低5個百分點。

（3）隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，燒結(jié)固體燃耗呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢；當(dāng)毛塔粉配比為3%時，固體燃耗最低，達到50.11kg/t，比基準(zhǔn)方案降低約0.44kg/t；毛塔粉比例繼續(xù)增加，則固體燃耗均高于基準(zhǔn)方案；燒結(jié)利用系數(shù)呈現(xiàn)出先略有升高后大幅降低的趨勢；隨著毛塔粉配比由基準(zhǔn)方案的0%增加至方案3的9%，燒結(jié)返礦比例增加趨勢，＞40mm的大顆粒比例有降低趨勢，5-10mm的比例略減少，燒結(jié)礦平均粒徑有降低趨勢。

（4）隨著毛塔粉配比從3%增加到9%，燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)RDI_+3.15呈現(xiàn)出波動趨勢，方案1和方案3燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)高于基準(zhǔn)方案約0.6-0.8個百分點，達到70.5%以上；而方案2燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)REDI_+3.15則低于基準(zhǔn)方案約0.3個百分點，其值為69.61%。總體來看，配加毛塔粉對于燒結(jié)礦低溫還原粉化略有改善。

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