柏鵬飛， 徐京飛

（首鋼長治鋼鐵有限公司， 山西 長治 046031）

新西蘭海沙為顆粒砂狀磁鐵礦，w（TFe）約58%，w（TiO2）高達(dá) 8%左右，含有一定量 CaO、MgO，SiO2含量較低，但w（Al2O3)高達(dá)3.6%。

新西蘭海沙采購價(jià)格較同品位澳粉有較大優(yōu)勢，適當(dāng)用于燒結(jié)可降低燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)成本，同時(shí)提高燒結(jié)礦TiO2，有利于高爐護(hù)爐，本次研究主要針對配加該礦粉對燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量及冶金性能影響，為首鋼長治鋼鐵有限公司（全文簡稱長鋼）燒結(jié)長期使用該礦粉提高技術(shù)支持。

1 研究背景及配加路線選擇

2017年長鋼燒結(jié)礦堿度基本保持在1.6 ～1.7倍的較低水平，轉(zhuǎn)鼓水平較低，燒結(jié)礦入爐比例達(dá)85% ～90%。高爐w（TiO2）負(fù)荷正常要求不大于3.3 kg/t，護(hù)爐期間綜合考慮爐渣流動(dòng)性等因素要求TiO2負(fù)荷不大于8 kg/t。依據(jù)爐料結(jié)構(gòu)反推至燒結(jié)礦w（TiO2）≤0.5%。

長鋼無綜合混勻料場，燒結(jié)用預(yù)混鐵料由燒結(jié)一配供應(yīng)，該工序僅12個(gè)倉，實(shí)際生產(chǎn)無法滿足新添加一種礦粉的要求，介于新西蘭海沙配加比例較小，制定了新西蘭海沙參與每日循環(huán)雜料混勻造堆出庫的工藝路線。

2 新西蘭海沙替代同品澳粉試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)原料

由表1可知，新西蘭海沙w(TFe)達(dá)57.71%，與常用的FMG混合粉等二類澳粉接近，w(SiO2)為3.84%，含量一定量鈣鎂元素，有利于降低熔劑消耗，w(Al2O3)較高達(dá)3.6%，w(TiO2)較高達(dá) 7.91%。

表1 新西蘭海沙化學(xué)成分表 %

表2 新西蘭海沙粒度組成表 %

由表2可知，新西蘭海沙+3 mm比例達(dá)45.63%，+1 mm比例達(dá)56.78%，粒度較粗，適用于燒結(jié)生產(chǎn)。

表3 其他實(shí)驗(yàn)原料化學(xué)成分表 %

表3中礦粉為長鋼目前使用含鐵礦粉，其中智利粉為粗精粉類磁鐵礦，混合粉、PB粉為典型的澳粉褐鐵礦，巴粗粉為赤鐵礦。

2.2 試驗(yàn)方案

依據(jù)燒結(jié)礦w(TiO2)≤0.5%的要求，結(jié)合目前用料，新西蘭海沙投入比例應(yīng)不大于3%。同步考慮新西蘭海沙w(TiO2)較高，易生成CaO·TiO2液相，致使燒結(jié)礦脆性大，強(qiáng)度差，而長鋼燒結(jié)長期1.6 ～1.7倍低堿度生產(chǎn)已影響燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓較低，故實(shí)際試驗(yàn)配加比例設(shè)計(jì)為1% ～3%，以0.5%為基數(shù)添加。

表4 試驗(yàn)配礦方案 %

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析（見表5和表6）

表5 試驗(yàn)燒結(jié)礦化學(xué)成分表

表6 試驗(yàn)燒結(jié)礦粒度組成表 %

由表5可以看出，隨著新西蘭海沙替代比例逐步提高，燒結(jié)礦品位逐步降低，w(TiO2）、w(MgO)、R均逐步升高，其中以TiO2含量提高最為明顯。

由表5可以看出，隨著新西蘭海沙替代比例提高，燒結(jié)礦-5 mm比例逐步提高，燒結(jié)礦粒級有減小的趨勢，但在新西蘭海沙投入比例不大于3%的情況下影響較小。

表7 試驗(yàn)燒結(jié)礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

由表7可以看出，隨著新西蘭海沙配比逐步增加，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)逐步降低，方案1-4降低較為平緩，轉(zhuǎn)鼓基本保持在76%以上，方案5、6降低較快。燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)（+3.15 mm）亦是如此，方案5、6較方案1-4下降幅度較大。

隨著新西蘭海沙配比逐步增加，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)逐步降低，但由于試驗(yàn)方案新西蘭海沙配用比例較小，未造成嚴(yán)重影響。燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的降低主要因新西蘭海沙TiO2含量較高，易生成CaO·TiO2液相，致使燒結(jié)礦脆性大，強(qiáng)度差，同時(shí)SiO2含量的降低及Al2O3含量的升高也一定程度影響燒結(jié)液相量減少，燒結(jié)混合料軟熔點(diǎn)升高，共同作用影響燒結(jié)礦強(qiáng)度降低，小粒級比例增加。新西蘭海沙含鈦量高，鈦熔點(diǎn)較高，燒結(jié)混合料形成黏結(jié)液相需要消耗更多熱量，同步因燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的降低也直接影響到燒結(jié)礦燃耗逐步升高。

綜合考慮新西蘭海沙配用后對燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量及燃耗影響、高爐對燒結(jié)礦質(zhì)量接受程度、經(jīng)濟(jì)效益等因素，確定長鋼燒結(jié)配加新西蘭海沙比例不宜超過2.5%

3 結(jié)論

1）新西蘭海沙為顆粒砂狀磁鐵礦，w(Tfe)約58%，w(TiO2)高達(dá) 8%左右，含有一定量 CaO、MgO，SiO2含量較低，但w(Al2O3)含量高達(dá)3.6%，同化溫度高，液相生成量少，黏結(jié)強(qiáng)度低，冶金性能較同品位澳粉差。

2）以長鋼燒結(jié)目前用料結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，新西蘭海沙逐步以小比例替代同品位澳粉，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、利用系數(shù)、低溫還原粉化指數(shù)（+3.15 mm）均逐步降低，固體燃耗有所升高。

3）結(jié)合長鋼高爐護(hù)爐需求及燒結(jié)低堿度生產(chǎn)實(shí)際，建議長鋼燒結(jié)在新西蘭海沙采購成本允許條件下長期配用該礦粉，配加比例不宜超過2.5%。