1、邢钢烧结配加白云石粉的探讨 摘 要 本文介绍了邢钢 4*28m2 烧结机配加白云石粉代替轻烧白云灰的工业试验，在保持烧结矿 MgO 不变的条件下，分析了白云石粉对烧结生产、质量和冶金性能的影响，并对烧结矿的冶金性能进行了试验和生产，关键词 烧结矿 MgO 白云石1 前言邢钢烧结厂现有两台 180m2 烧结机，四台 28m2 烧结机(2007 年 6 月停产) ，两座 8m2 竖炉，满足五座高炉共 1870m3 炉料需求。从 1984 年以来，一直通过增加高镁精粉或白云石来提高烧结矿 MgO 含量，烧结矿 MgO 一般控制在在 24左右，使炼铁高炉炉渣 MgO 含量保持在812，有利于改善炉渣的
2、性能及高炉技术经济指标；邢台周围生产轻烧白云石厂产生的大量白云石粉，无法得到处理，以较低的价格销售出去，为此，邢钢在 2006 年 1 月 9 日开始在 4*28m2 烧结机上进行配加白云石粉工业实验，研究白云石粉对烧结矿产质量的影响，探讨了 MgO 对烧结矿性能影响的机理与小烧产中配加白云石粉后，对烧结操作、烧结矿质量及消耗成本的影响。2 4*28m2 工艺设备及原料条件21 4*28m2 工艺设备描述邢钢 4*28m2 烧结机建于 20 世纪 70 年代，所需混匀料经皮带运到配料仓；混匀料、白灰、白云灰用天车向配料仓供料。配料系统采用皮带秤、皮带秤+圆盘、皮带秤+ 螺旋输送机给配料皮带机输
3、送物料，煤、焦粉用四辊破碎机破碎，经配料的物料采用两段混合，一次混合3000mm10000mm，二次混合 3000mm 10000mm，提高混合料粒度，经皮带运人混合矿仓，烧结采用圆辊+五辊布料，点火采用双排烧嘴点火器，台车长 750mm、宽 1400mm、栏板高度由 350mm 提高到 450mm；主抽风机采用 D2800 一一离心风机；采用单辊破碎机、热筛工艺，40m 2 带式冷却机抽风冷却，经皮带输人高炉料仓。同时机尾、带冷采用板极式电除尘器，配料系统采用管极式电除尘器，该系统具有年产 1536 万吨的生产能力。22 烧结配加白云石粉的生产试验方案和要求(1)邢钢烧结根据周边资源情况，从
4、 2006 年元月 9 日开始在烧结 4*28m2 烧结机配加白云石粉代替轻烧白云灰的工业试验，以同一个厂家的轻烧白云灰和白云石粉作对比，以 18 日的轻烧白云灰为基准，以 916 日配加白云石粉为试验期。在 4*28m2 烧结机配加白云石粉代替轻烧白云灰的工业试验中，以轻烧白云石作为基准期，试验期的混匀料与基准期相同(见表 1)，烧结配料中的熔剂以生石灰为基础，用邢台地区产的直接破碎的白云石粉代替轻烧白云石来试验(试验期间的原料成份见表 2。(2)试验要求：烧结矿碱度要求 R=195012、烧结矿 MgO=24 土 02 要求。根据配料计算，碱度不变情况下，烧结矿品位降低 006 个百分点，
5、同时 SiO2 和 CaO 含量升高0027 和 0054。使得生石灰配比降低 024。而自云石粉配比升高 09。23 用白云石粉代替轻烧白云灰的技术分析 白云石的主要成份是 Ca(CO)2 和 Mg(CO)2，它们在焙烧过程中受高温而成为 MgO 和 CaO并放出 CO2，这是一个吸热反应，每千克 Ca(CO)2 分解吸热 1780kJ，而 Mg(CO)2 分解吸热1306kJ；而轻烧白云石是白云石煅烧后的产物，它们是粉状熔剂，具有一定的活性度(一般大于140m1)，能够在混合料中消化放热。白云石粉与轻烧白云石相比，没有提温制粒作用，且由于是原生矿，一方面，白云石在烧结中焙烧后烧损大，成矿率
6、低；焙烧还需要热量，其配煤量升高；由于其 CaO 含量降低，生石灰量会有所升高，会在一定程度上弥补代替轻烧白云灰后的制粒不足的需求。另一方面，由于其属于矿石破碎制粉，其粒度相比也有一定的升高，在焙烧中也有焙烧不完全的现象，会对均匀性分布和矿相产生一定的不利影响。3 邢钢 4*28m2 烧结机配加白云石粉代替轻烧白云灰的工业试验31 配加白云石粉后对烧结生产的影响4*28m2 烧结机以白云石粉代替轻烧白云灰的工业试验结果表明，烧结利用系数下降，燃耗增加，白灰消耗增加，混合料制粒效果变差，负压降低，烧结矿转鼓指数降低，小粒级烧结矿含量升高，对烧结操作参数、经济技术指标和质量的影响见表 3、表 4
7、和表 54*28m2 烧结使用白云石粉后，烧结的成品利用系数降低了 0203 thm 2，主要影响因素有(1)使用白云石粉后，白云灰用量增加，生石灰用量减少，白云石粉没有活性度，都是造球能力下降，混合料的粒度变差，3mm 的粒级降低了 241，料层透气性变差。 (2)使用白云石粉后，混合料水分增加，使得过湿层加重，风箱前段温度升高缓慢，影响了料层透气性；(3)白云石在烧结生过程这中吸热分解，燃料消耗增加，导致燃烧层加厚，影响烧结的传热速度，导致烧结垂直烧结速度降低。这导致了烧结利用系数的下降。4*28m2 烧结使用白云石粉后，烧结的燃料消耗增加了 453kgt ，这主要是白云石在高温下分解吸热
8、需要的热量增加所致，由于白云石粉1中 CaMg(CO3)2 在 730765下初步分解成MgO、CaCO 3 和 CO2，在 812937下再分解生成 MgO、CaO 和 CO2，这需要高温时间和高温温度保持较长，加上燃料粒度变差，都是烧结矿氧化气氛变弱，既延长了烧结时间，又进一步加剧了燃料消耗增加。32 配加白云石粉后对烧结矿质量的影响4*28m2 烧结使用白云石粉后，对烧结矿质量的影响见表 5。烧结矿品位略有下降，FeO 略有升高，含硫量略有升高，而 SiO2 和 CaO 与理论计算相比反而有所降低，这是由于混匀料中SiO2 下降所致。使用白云石粉代替轻烧白云石后，烧结矿转鼓指数下降 01
9、5。首先，使用白云石粉后，燃料消耗增加，烧结温度和高温保持时间延长，液相粘度增加，体积收缩严重，易形成大气孔结构，导致壁薄应力大，强度下降；其次，使用白云石粉后，易形成镁橄榄石和钙铁橄榄石，有大量硅酸盐矿物以玻璃相存在，加上应力作用的轻微裂纹，对烧结矿强度不利；第三，使用白云石粉后，受碳酸钙镁分解温度和时间的影响，M gO 矿化不及轻烧自云石，其与周围 Fe2O3的反应也不完善，使得烧结过程中一部分 Mg2 固溶在烧结料中的 Fe3O4 之中，使其不能氧化为Fe2O3 而稳定了 Fe3O4，导致其相变量增加。第四，从使用的白云石粉外观上看，颗粒较大，在烧结过程中可能存在消化不完全的现象，因此在
10、 3#成品皮带上的烧结矿可以看到有些烧结矿上有白点存在。这也对烧结矿的强度指标造成一定的影响。使用白云石粉代替轻烧白云石后，烧结矿小于 5mm 粒级升高 031，烧结矿的平均粒径稍有下降。在烧结过程中，点火温度的降低，使上部烧结矿强度差，中部燃烧带的变宽，下部过湿层增加，烧结矿返矿率增加，烧结矿强度降低也是烧结矿粒度变差的原因之一；同时烧结矿矿相趋于复杂，未分解的白云石也使得烧结矿粒级变差。33 用白云石粉代替轻烧白云灰经济效益分析邢钢 4*28m2 烧结使用白云石粉代替轻烧白云石后，在保持烧结矿碱度和 MgO 不变的情况下，实际上吨矿单耗 3889kg 白云石取代 2947kg 轻烧白云石，
11、白煤配比增加 453kgt，生石灰减少 298kgt，配加白云石粉后烧结矿品位降低 004 个百分点；按照轻烧白云灰160 元吨、白云石粉 55 元吨、自煤价格 425 元吨、生石灰 190 元吨，使得烧结矿吨矿成本下降(2947*553889*160298*190+453*425)1000=一 1217 元吨。考虑烧结矿配加白云石粉后烧结矿品位下降 004 个百分点，按照吨矿品位 14 元测算，折合吨烧结矿效益下降 004*14=056 元吨，综合来看，烧结矿吨矿效益为 0657 元吨，年经济效益 0657*1536=10095 万元。4 配加白云石粉对烧结矿冶金性能的影响41 配加自云石粉
12、与轻烧白云灰的烧结矿样的制取2006 年 3 月，在一台 28m2 烧结机上正常配加白云石粉生产的同时，另外配加白云灰人工混合制粒，取混合料 50kg 置于干净的地面，一边添加水，一边用铁锹进行混合，混合时间约 l0分钟；然后分 l0 次，每次从中取约 5kg 置于直径 40mm、高 15mm 的盆中进行制粒(把盆倾斜约10 度，然后均匀旋转盆体，一边旋转一边往盆中喷适量水)，制粒时间约 5 分钟。将加工好的混合料置于铺好铺底料的自制烧结杯(为直径 220mm，高 370mm，底部为 10 条 10mm 缝隙)中后，把烧结机和圆辊停下，烧结杯置于松料器前，四周铺好混合料，确保烧结杯垂直于台车。
13、使两个烧结矿样在接近真实烧结工艺参数的情况取得。42 白云石粉与轻烧白云灰烧结矿冶金性能的对比制成的烧结矿进行冶金性能的试验，试验数据见表 6。试验结果表明，配加白云石粉导致还原度降低，其开始软化温度降低，终止软化温度升高，软化区间加大。还原度的降低主要是配加白云石粉后烧结矿矿相量和种类增加，燃料消耗的增加，FeO 升高使得以烧结矿 Fe3O4 为结构的低还原度的矿相增加，而烧结矿软化温度的水平的降低可能是低熔点物质增加所致。而配加白云石粉后低温还原粉化性能的改善机理有待于进一步分析，可能与其用量的增加 MgO均匀分布更广有关。5 结论烧结使用白云石粉代替轻烧白云石后，对烧结生产和烧结矿质量产生了一定影响，使得烧结生产率下降，燃料消耗上升；在保证碱度和 MgO 不变的情况下，烧结矿品位略有降低，生石灰消耗下降，烧结矿 FeO 上升，烧结矿转鼓强度下降，小粒度烧结矿含量增加。烧结使用白云石粉代替轻烧白云石后，其还原度降低，开始软化温度降低，而软化区间略有增加，低温还原粉化率有所改善。综合来看，在没有烧结矿产量压力下，生产高碱度烧结矿条件下，使用白云石粉在技术上是可行的，在经济上是有效的。在白云灰供应不足时，白云石粉时可以做为增镁原料的选择之一，但是要严格控制进厂白云石粉的粒度质量。
