吳寶軍
摘要:隨著近些年高爐的大型化發展、冶煉強度的不斷提高,對燒結礦產質量的要求也越來越高,特別是燒結礦的轉鼓指數,越來越成為許多燒結廠重點研究的課題。如何提高燒結礦的轉鼓指數,影響它的因素有哪些?縱觀眾多文獻大多從理論上闡述了上述問題,根據筆者多年的實踐經驗,本文重點在生產實踐上闡述影響燒結礦轉鼓指數的因素以及提高裝指數的措施。
關鍵詞:轉鼓指數;原料結構;料層厚度;燒結礦化學成分成分;操作制度;焦沫粒度
0 前言
燒結礦的轉鼓指數是衡量燒結礦燒結性能的重要指標,轉鼓指數的高低直接決定了燒結礦的機械強度、抗磨強度的高低,它不但會影響燒結礦的入爐量,也會影響高爐的焦炭用量,強度差的燒結礦入爐會使高爐的高溫還原性變差,粉末率增加會造成生產成本升高、鐵水產量下降等。下面我們就從生產實踐上重點闡述影響燒結礦轉鼓指數的因素及提高燒結礦的轉鼓指數的措施。
1 影響因素及分析
1.1 原料結構的影響
燒結的原料結構也就是配比,直接決定了燒結礦的礦物組成、各成分的含量及燒結礦的產質量,這是毋容置疑的。合理的原料結構是提高燒結礦轉鼓強度的前提。從下表中原料結構的變化,分析判斷對燒結礦轉鼓指數的影響。(表1)
配比一 |
配比二 |
配比三 |
配比四 |
||||
物料名稱 |
配比(%) |
物料名稱 |
配比(%) |
物料名稱 |
配比(%) |
物料名稱 |
配比(%) |
鐵精粉 |
25 |
鐵精粉 |
15 |
鐵精粉 |
0 |
鐵精粉 |
0 |
卡粉 |
5 |
卡粉 |
0 |
卡粉 |
10 |
卡粉 |
10 |
Pb粉 |
15 |
Pb粉 |
15 |
Pb粉 |
22 |
Pb粉 |
13 |
巴西粗粉 |
12 |
巴西粗粉 |
15 |
巴西粗粉 |
15 |
巴西粗粉 |
20 |
火箭粉 |
5 |
火箭粉 |
10 |
超特粉 |
12 |
超特粉 |
20 |
楊迪粉(大) |
10 |
楊迪粉(大) |
15 |
羅泊河 |
10 |
印尼粉 |
5 |
堿度 |
2.0 |
堿度 |
2.0 |
堿度 |
2.0 |
堿度 |
2.0 |
轉鼓 |
82 |
轉鼓 |
81 |
轉鼓 |
78 |
轉鼓 |
75 |
如表所示,隨著鐵精粉的配比減少,燒結礦的轉鼓強度呈下降趨勢,特別是隨著印尼粉等低品物料的配入,轉鼓強度下降趨勢非常明顯。當然為了提高轉鼓強度刻意提高磁鐵礦配比勢必會影響燒結料層透氣性,會對燒結礦產量及成本造成一定影響,應根據產能情況而定。
1、料層厚度的影響
隨著燒結機大型化的發展,混合料再臺車上布料越來越厚,甚至刻意高達1000mm,厚料層燒結給燒結礦質量提高帶來顯著效果,特別是由于蓄熱作用明顯,有效降低了燃耗。下面我們單純從轉鼓指數來對比料層厚度的變化對燒結礦轉鼓指數的影響。(表2)
項目 |
料層厚度 |
有效燒結面積 |
機速 |
轉鼓指數 |
壓料操作 |
1 |
550 |
108 |
1.5 |
76.5 |
0 |
2 |
600 |
108 |
1.5 |
77.5 |
0 |
3 |
650 |
108 |
1.5 |
77.6 |
0 |
4 |
700 |
108 |
1.5 |
78 |
0 |
如表所示,隨著燒結料層的逐步提高時,燒結礦轉鼓指數也相應提高,但變化并不顯著。
2、操作制度的影響
這里所說的操作制度,我們重點從混合料水分、布料操作分析判斷對燒結礦轉鼓指數的影響。
項目 |
混合料水分 |
轉鼓指數 |
壓料厚度 |
轉鼓指數 |
料層厚度 |
1 |
7.5 |
78.2 |
50 |
78 |
700 |
2 |
8 |
78 |
200 |
79.5 |
700 |
3 |
8.5 |
77.5 |
300 |
81 |
700 |
4 |
9 |
76 |
500 |
82 |
700 |
如表所示:隨著混合料水分的提高,轉鼓指數呈下降趨勢,當混合料水分逐步由7.5升高到8.5時,下降并不明顯,當提高到9.0以上時,轉鼓強度下降比較明顯。當燒結布料壓料厚度從50mm提高到500mm時,轉鼓強度提高十分顯著。
3、燃料粒度的影響
燒結用燃料粒度的大小也是影響燒結礦轉鼓指數的因素之一,因為燃料粒度過大,會造成局部還原性氣氛增加,不利于甚至會抑制鐵酸鈣的生成,而粒度過細會使形成液相的溫度不夠,造成燒結液相不足,也會影響燒結礦的轉鼓指數,適宜的焦沫粒度是生產優質燒結礦的前提。
項目
|
粒度組成(%) |
轉鼓指數 |
||||
0--0.5 |
0.5--1.0 |
1.0--3.0 |
3.0--5.0 |
5.0 |
||
1 |
35 |
10 |
25 |
10 |
20 |
76 |
2 |
35 |
10 |
30 |
15 |
10 |
77 |
4 |
25 |
15 |
40 |
15 |
5 |
78 |
6 |
20 |
15 |
55 |
10 |
0 |
78.5 |
如表所示:隨著燃料粒度由兩級分化逐步向中間粒度靠攏時,燒結礦轉鼓指數有明顯提高,當大于5mm粒度消失,小于0.5mm粒度小于20時,轉鼓指數最高。
4、燒結礦化學成分的影響
實踐證明,燒結礦化學成分中的SiO2,Al2O3、R2、FeO等都對燒結礦轉鼓強度有一定的影響,下面我們著重從燒結礦的鋁硅比、R2、FeO這三方面進行分析對比。
項目 |
鋁硅比 |
轉鼓指數 |
R2 |
轉鼓指數 |
FeO |
轉鼓指數 |
1 |
0.6 |
74 |
1.5 |
74 |
7 |
75.5 |
2 |
0.5 |
75.5 |
1.7 |
74.5 |
9 |
76 |
3 |
0.4 |
77 |
1.8 |
76 |
10 |
78 |
4 |
0.3 |
78 |
2.0 |
78 |
12 |
78.2 |
5 |
|
|
2.1 |
78.2 |
13 |
78 |
如表所示:隨著燒結礦鋁硅比的降低、堿度的升高、亞鐵的升高,轉鼓指數呈上升趨勢,但當堿度提高到20.以上,亞鐵提高到12以上時,轉鼓強度上升趨勢不明顯。
2 提高轉鼓強度的措施
1、由于磁鐵礦組織結構致密堅硬,形狀較規則,密度大,燒結料顆粒間有較大的接觸面積,燒結時不需要太多的溫度和液相即可成型,同時磁鐵礦的軟化和熔化溫度較低,能在較低溫度和較少固體燃耗下與脈石成分作用形成低熔點化合物,得到融化度適當、FeO含量較低還原性和轉鼓強度較好的燒結礦(摘自≦現代燒結生產實用技術≧)。在實際生產實踐中,配加一定比例的磁鐵礦切實對提高燒結礦的轉鼓強度有積極的影響,同時對降低燃耗有一定的作用。但受地緣及成本的影響,各地添加比例會有很大區別,建議配加比例10%以上。
2、通過表2、表3我們可以看到單純提高料層厚度不會對燒結礦轉鼓指數帶來明顯變化,尤其是料層提高到600以上時,根據實踐研究,單純的把料層提高到900不進行壓料,明顯不如料層700壓料操作后轉鼓強度提升明顯。但考慮到成本因素,提高燒結料層厚度是勢在必行的,如果在料層厚度提高到最大還要進行壓料操作時,雖然轉鼓強度提高了轉鼓強度,但會嚴重影響燒結礦產量。建議通過各種措施提高混合料的透氣性,只有這樣,才能在保證在不影響燒結礦產量的前提下,提高燒結礦轉鼓強度。
3、眾所周知,燃料粒度在很大程度上決定了燒結礦質量的優劣,適宜的燃料粒度是生產優質燒結礦的前提。通過實踐研究,燃料的兩級分化越嚴重,對燒結狂質量影響越大,小于0.5mm、大于3mm特別是大于5mm粒級越少,對燒結礦質量影響越小。建議:0.5mm以下盡量控制在25%以下,最高不能超過30%;大于5mm粒級不能存在,3-5mm粒級盡量控制在10%以下。
4、燒結礦化學成分對轉鼓強度的影響顯而易見,尤其是燒結礦的堿度、鎂鋁比,低溫、高堿度、氧化性氣氛是形成鐵酸鈣特別是柱狀鐵酸鈣的前提,而鐵酸鈣含量的增加,可有效提高燒結礦的轉鼓強度,所以提高燒結礦堿度對燒結礦轉鼓強度的提高有積極意義。而燒結礦的鎂鋁比不但會對燒結礦強度有較大影響,還會嚴重影響燒結礦的冶金性能。建議:燒結礦堿度盡量保持在2.0左右為宜,鎂鋁比盡量控制在0.35以下。
5、控制合理的生溶劑比例,消除由于碳酸鹽分解吸收部分熱量,對燒結溫度造成影響,根據230平米燒結機摸索經驗,生溶劑控制在6%以內為宜超過4%以后每升高0.5%基本轉鼓下降0.05%左右,根據礦化反應不同生溶劑比例和轉鼓指標必然成反比,筆者者根據相關經驗梳理一部分趨勢與片面數據。具體參數根據各位同仁根據實際產能配礦結構再做具體細化梳理。
3 結語
每個企業的地理位置,操作制度、經營理念等存在較大差異,尤其是近幾年受成本壓力較大的情況下,好多企業紛紛采取了應對措施,各種非主流礦粉接踵而來,不但給燒結操作、燒結礦質量的穩定造成很大影響,也給高爐順行帶來一定的困難。作為燒結工作者,我們應腳踏實地,在現有情況下尋找有效的解決方案,在優化配料計算、優化工藝、細化操作制度等方面入手,因地制宜、摸索出最適合本企業的發展之路。