优化高褐粉烧结研究

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1、攀钢技术·27·优化高褐粉烧结研究张义贤1，何木光1，肖均1，羊小东2（1.攀钢钒炼铁厂；2.攀钢钒生产部）摘要：运用均匀设计手段，研究了攀钢配加高褐粉对烧结的影响，结果表明：配加高褐粉后，烧结矿利用系数下降，固体燃耗上升，烧结矿的强度指标变差，矿物组成有所改善，还原性改善。探索出配加高褐粉的最佳操作方针为：高褐粉配比7.53%，焦粉配比4.91%，水分7.41%，料层567mm。关键词：烧结；高褐粉；均匀设计；优化攀钢技术·27·0引言随着钢铁产业的发展，粉石资源紧缺的形势日趋突出，优质粉石储量及供应量减少。褐铁矿由于具有疏松多孔，还原性好，熔化温度

2、低，易同化[1]，单烧品位较高的特点，且供应量充足，价格便宜，烧结配用部份褐铁矿有利于缓解资源紧缺状况和降低烧结原料成本。因此，国内外钢铁企业烧结中大量使用褐铁矿。其中日本的各大钢铁厂及韩国浦项配用褐铁矿（扬迪矿、罗布河矿）比例一般在30%以上，高的达40%～45%，甚至50%[2]，宝钢的扬迪褐铁矿配比也达到30%[3]。攀钢使用褐铁矿已有多年的历史，但用量极其有限，年用量一般在3～5万t水平，平均配比在3%左右[4]。调研表明，攀枝花周边地区高品位褐铁矿粉（简称高褐粉）资源丰富，且价格相对便宜。随着攀钢炼铁规模的扩大和矿石资源的日趋紧张，增加烧结中

3、的高褐粉配比非常必要。为了充分利用资源并兼顾烧结矿质量，通过研究高褐粉的物化性能、优化烧结配矿方案和工艺参数，为提高褐铁矿在攀钢烧结中的配比提供参考依据。1褐铁矿性能1.1褐铁矿种类褐铁矿为含结晶水的赤粉，粒度较粗，堆比重小，疏松多孔，还原性好，熔化温度低，易同化。常见的褐铁矿种类大致分6种[5]，不同种类的结晶水含量差别大，从5.33%～25.23%不等，见表1。由于褐铁矿含有结晶水，在烧结过程中分解发生爆裂，产生大气孔，烧结矿结构疏松。国内外实践表明，配加褐铁矿使烧结矿强度变差，成品率降低，固体燃耗增加，料层收缩率增大，产率低。攀钢技术·27·表1

4、褐铁矿的理论分类%水赤粉褐铁矿针赤粉水针粉黄针粉黄赭石分子式Fe2O3˙(1/2)H2OFe2O3˙2/3H2OFe2O3˙H2OFe2O3˙(4/3)H2OFe2O3˙2H2OFe2O3˙3H2O理论铁含量66.2765.1262.9260.8757.1452.34结晶水含量5.336.9810.1113.0418.3725.23攀钢技术·27·1.2高褐粉理化性能攀钢目前主要使用的高褐粉，TFe55%左右，烧损Ig高，为10.06%，高褐粉单烧后品位为55.29%，属于典型的针赤粉；高褐粉的粒度较细，平均粒径3mm左右，>3mm的粒级不足60%。见

5、表2。纯针褐铁矿理论品位为62.92%，但由于脉石含量不同，SiO2在3%～18%之间，致使单烧品位相差很大。攀钢技术·27·表2高褐粉的化学成分和理化性能攀钢技术·27·化学成分/%TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3SPIgFe2O355.280.263.472.522.861.380.0630.0210.0678.69堆比重/(t·m～3)水分/%粒度组成(mm)/%Dcp/mm单烧值/%>88~55~33~1<1TFeSiO21.78311.211.2012.4614.8521.3540.143.3255.294.40攀钢技术·27·1.

6、3高褐粉单烧性能比较单烧性能是考察矿石利用价值的重要指标之一。考察矿石单烧品位，单烧品位越高，利用价值越大。对高褐粉与攀钢目前常用的粉石进行单烧。从图1可见，高褐粉单烧品位高于国高粉，略低于澳矿，用于烧结可提铁降硅。因此高褐粉具有较高的利用价值，提铁降硅作用近似于进口矿，对于钒钛矿烧结与冶炼，能起到降钛作用。图1各种粉矿单烧品位情况2试验方案的设定2.1试验设计根据攀钢周边高褐粉的资源量（可供量约10～15万t）和性质，结合自身的原料条件，其配用比例不会超过12%，因此本课题不进行大配比高褐粉烧结研究。此次试验运用均匀设计表（CD＝0.1469）进行研

7、究，目的是确定配用高褐粉烧结的最佳参数组合。2.2方案设定本试验主要考察在攀钢当前情况下使用高褐粉的配比、烧结料层、混合料水分、燃料配比等4个因素的影响。由于因素较多，采用混合水平均匀设计法可有效减少试验次数。因此，运用“6水平3因素＋4水平1因素”混合水平均匀设计，具体见表3，各因素水平设计见表4。表3均匀设计表（CD＝0.1469）试验号x1x2x3x4N12141N25133N32413N46312N54262N63663N71354N86544N95451N103224N114621N121532表4各因素水平设置水平号高褐粉配比(x1)/%燃

8、料配比(x2)/%水分(x3)/%料层(x4)/mm124.76.0530245.06.557