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    球團礦生產的常見問題

    2023.12.13
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    近年來,我國高爐煉鐵生產技術進入快速發展階段,2006年生鐵產量達到4.1億噸, 重點企業高爐煉鐵技術經濟指標不斷創出歷史好水平。煉鐵原料的技術進步有力地促進了我國煉鐵生產的發展,“精料”是煉鐵技術發展的基礎,我國煉鐵精料技術的進步體現之一是酸性球團礦的產量明顯增加,高爐爐料結構中的酸性球團礦比例得以提高,帶動了入爐含鐵原料品位的提高,使得高爐煉鐵產、質量和經濟指標明顯改善。

    球團礦作為良好的高爐爐料,不僅具有品位高、強度好、易還原、粒度均勻等優點,而且酸性球團礦與具有良好高溫冶金性能的高堿度燒結礦搭配,可以構成高爐合理的爐料結構,是高爐煉鐵增產節焦、提高經濟效益的有效措施。

    球團礦的生產在我國越來越受到重視,球團礦的產量逐年提高,到2006年底,產能已近1億噸,但我國球團礦的生產仍不能滿足高爐煉鐵生產發展的需要。目前,部分企業正在設計和新建的球團廠,設備的大型化也成為今后球團礦發展的趨勢,將對我國煉鐵生產技術的發展將起到積極的作用。

     技術裝備水平的合理配置

    現在 各國使用著三種經濟上合理的氧化球團焙燒方法是:豎爐、鏈箅機一回轉窯和帶式機。豎爐作為一種傳統的球團礦生產工藝裝備,只有中國目前還在應用,豎爐工藝存在規模小、勞動生產率低、產品質量不均勻和不適合非磁鐵精礦原料等方面的不足,但我國專有的的豎爐的導風墻和烘干床的技術及應用,可利用低熱值高爐煤氣、投資小、適合中型鋼鐵企業的特點,使得豎爐生產工藝在一段時期內將繼續為我國的高爐煉鐵精料水平的提高服務。但需要關注強化干燥與焙燒技術、大型化的研究與開發。

    針對我國目前和今后煉鐵生產發展,高爐容積的不斷擴大,對原料的要求不斷提高,而適合高質量、大型化球團礦生產的工藝裝備將是鏈箅機一回轉窯和帶式機。

    鏈箅機—回轉窯工藝的特點是球團礦在窯內不斷滾動,各部分受熱均勻,球團中顆粒接觸更緊密,球團礦的強度好而且質量均勻;設備簡單,不需要高溫材料;適合大型化生產發展需要。隨著國內首鋼礦業公司在2000年設計改造的以煤為能源,年產100萬噸氧化球團礦的鏈算機一回轉窯生產線投產成功,為我國在礦山生產球團礦提供了成功的經驗。武鋼鄂州年產500萬噸及多條年產240萬噸大型鏈算機一回轉窯生產線的投產為我國球團礦產量的迅速提高起到了積極的作用。目前國內設計院已完全掌握年產500—600萬噸鏈箅機一回轉窯生產線的設計,并具有自主知識產權,為我國球團礦生產設備的大型化和球團礦產量的不斷提高奠定了良好基礎。

    帶式焙燒機的基本結構形式與帶式燒結機相似,其生產特點是采用鼓風與抽風混合流程干燥生球,易于強化干燥過程;氣流分布均勻,料層得到充分焙燒;焙燒和冷卻帶的熱廢氣用于干燥、預熱和助燃;易于控制、便于操作、維修和管理;對原料的適應性強;適合大型化生產發展需要。但由于受到能源和設備制造的限制,在我國長期未得到發展。隨著國內冶金設計研究院等設計生產單位的努力,設計與裝備技術日趨成熟,特別是由于我國磁鐵精礦資源被大量的用于燒結,使得原料短缺,今后將不可避免的要使用部分赤鐵礦精礦進行球團礦的生產,帶式機的應用將受到極大的關注。希望國內有能源條件的企業應高度重視帶式焙燒機的應用。

    因此,國內球團礦的生產今后幾年將是向大型化發展的階段,主體裝備仍將以鏈算機一回轉窯工藝為主,是我國大中型鋼鐵和礦山企業球團發展的主力。中小企業由于鐵礦資源、能源和投資的限制,仍將使得豎爐球團礦穩步發展。同時帶式焙燒機的建設將得到高度重視。

     鐵精礦資源及優化

    隨著我國煉鐵的不斷發展,國內鐵礦資源不足的問題日益突出,同時大量的鐵精礦粉用于燒結,理論和實踐表明,粉礦用于燒結,細精礦用于球團礦生產是合理的。

    國內受鐵礦粉資源、加工條件與設備等條件的制約,球團礦生產原料存在鐵精礦粉品位低、粒度粗、脈石含量高、水分大等幾個方面問題。因此國內的鐵精礦粉造球性能較差,對于球團礦的生球質量產生較大的影響。為了 生球的質量,球團礦造球過程需要配加大量的膨潤土,造成球團礦的品位進一步下降,對高爐煉鐵經濟效益的提高將產生不利的影響。

    對鐵精礦粉進行潤磨和高壓輥磨技術的應用也達到了改善鐵精礦粉造球性能的目的。潤磨使得鐵精礦粉細粒度的比例增加,比表面積提高,而且改善了鐵精礦粉與添加劑的接觸。高壓輥磨同樣是將精礦進行擠壓、開裂,顆粒被破壞,增加精礦的細顆粒比例,提高比表面積,新增加的礦粉表面晶格缺陷可以大大增加礦粉的表面活性。從而提高球團礦質量。

    另一方面隨著我國的改革開放,大量的進口鐵精礦粉也開始使用,雖然進口鐵精礦粉的使用改善了我國球團礦生產的原料條件,但我國的球團礦生產使用的進口精礦礦種主要有巴西礦、印度礦、智利、秘魯等國家的礦粉,多為赤鐵精礦,雖然具有較高的品位,粒度較細的特點。但是產地、地質生成條件和加工工藝的不同,在粒度構成、表面形態、化學成分、礦物特征、結晶程度、晶粒大小等方面存在較大的差異,使得進口赤鐵精礦在造球和焙燒工藝之中存在很大差異,這些差異將對球團生產及球團礦質量產生不同的影響。需要加強球團礦配加赤鐵精礦的研究。

     我國球團礦生產發展需要注意的問題

    我國球團礦生產的發展勢在必行,為了更好促進球團礦的發展,不斷提高球團礦的質量,需要關注以下幾方面的問題。

    4.1 生產裝備規模的大型化

    球團礦生產的大型化,有利于提高勞動生產率,降低生產成本和節能與環保。同時,設備大型化,易于采用 的技術,有利于球團礦產品質量的穩定,能夠為高爐提供的球團礦,有效的提高有效資源的利用價值。

    4.2球團礦質量的改善

    目前球團礦的產量不斷提高,同時我們應該注意改善球團礦的質量,在質量方面,應關注球團礦的品位、SiO2含量、MgO的含量和球團礦的強度等冶金性能指標。

    我國的球團礦品質低,其中之一是球團礦的品位低,一般只有62%—63 %左右,低于國外球團礦2%一3 %。同時球團礦SiO2含量較高。品位低,不利于高爐入爐品位的提高,球團礦的還原性變差,特別是球團礦的高溫還原性降低,使得高爐產量下降,焦比升高,影響煉鐵的經濟效益改善。

    為了提高球團礦的品位、降低SiO2含量首先應從原料人手, 的選礦技術應被礦山采用;同時可以配加部分進口的高品位鐵精礦粉。在添加劑方面,提高膨潤土的質量,降低膨潤土的用量,降低球團礦SiO2含量。同時關注結合國內生產工藝特點的復合粘結劑的開發與應用,進一步降低膨潤土的用量。

    球團礦中含有一定的MgO,有利于改善球團礦的高溫性能。同時燒結礦中過高MgO含量不利于燒結礦質量的改善和產量的提高。針對高爐冶煉爐渣中需要一定的MgO來 爐渣的流動性和熱穩定性、脫硫與排堿能力,將MgO從燒結礦轉移到球團礦中是改善爐料性能的有效措施。

    但需要注意,增加球團礦中的MgO含量,需要合理的選擇含MgO原料,同時應考慮在球團礦的焙燒參數上的調整。

    4.3鐵精粉的合理選擇與利用

    由于我國鐵礦資源的缺乏,同時大量的鐵精礦粉被用于燒結生產,使得國內球團精粉日益緊張,近幾年來,國內開始使用進口精礦。進口精礦中有較大比例的赤鐵礦精礦,如巴西精礦。

    球團礦的固結機理絕大部分是通過高溫作用下鐵精礦粉固體質點擴散反應形成晶橋、化合物或固溶體,進行再結晶將鐵礦粉顆粒粘結起來。磁鐵礦的焙燒性能要優于赤鐵礦,其原因是磁鐵礦在焙燒中氧化成赤鐵礦,同時氧化放熱,并伴隨晶形轉變,能更好地構成晶橋。赤鐵礦在氧化性氣氛下焙燒,不發生晶型轉變,原子的活動能力比氧化新生成的赤鐵礦弱,故要求更高的焙燒溫度。

    因此赤鐵礦精礦焙燒難度大,能耗高,國外多采用帶式焙燒機進行生產。國內球團礦的生產設備主要是鏈算機一回轉窯、豎爐,如何進行高比例赤鐵礦精礦進行球團礦生產目前受到高度重視,并在進行深入的理論和生產研究。所以,對于國內沒有鐵精礦資源,準備以進口鐵精礦生產球團礦的企業,需要慎重考慮。

    4.4球團礦的商品化

    目前國內的球團礦生產大多數在鋼鐵企業,將礦山的精礦長途運輸到鋼鐵廠,生產的球團礦為鋼鐵企業內部產品,造成幾個方面的問題,一是將鐵精礦粉長途運輸,鐵精礦粉含有10%左右的水分,造成大量的運輸浪費,按年產1億噸球團礦計算,將有1千萬噸的運力被白白浪費。而且鐵精礦粉的倒運也將使得部分精礦損失;二是生產的球團礦為內部產品,缺乏市場競爭機制,不利于球團礦質量的提高;同時靠近城市的球團廠生產污染環境。

    而國外的球團礦多在礦山生產,球團礦作為商品提供給鋼鐵企業,使得球團礦的質量必須得以 和不斷提高,具有市場競爭力。

     結語

    我國球團礦生產的不斷發展為滿足高爐合理爐料結構奠定了良好基礎,促進了煉鐵生產的進步。結合我國的國情,合理的配置球團礦生產設備,有效的利用國內外鐵精礦粉的資源,提高球團礦質量,將進一步提高我國煉鐵精料技術水平,實現高爐煉鐵的 、低耗,對我國冶金行業的發展將起到積極的作用。


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