低品质矿在青钢炼铁的应用实践--百度

低品质矿冶炼技术在青钢炼铁生产中的应用实践王东摘要：本文主要介绍了在钢铁行业大环境不景气的情况下，青钢铁前系统在特定的装备条件下，开展思维创新和技术创新，逐步提高低品质块矿和粉矿配加比例，实施低成本冶炼路线，在烧结矿强度指标和造渣制度上都取得较大突破，为集团公司创造了显著经济效益。关键字：低品质矿MgOAl2O3造渣制度烧结矿强度低成本1、前言受国际大环境影响，钢铁企业面临的困难和挑战日益严峻，努力降低铁水成本，提升整体效益，逐渐成为炼铁界的共同努力方向。原来不被大多数冶金同行接受的低品质粉矿和块矿，因价格优势明显，受欢迎程度与日俱增，低品质矿冶炼技术得到迅速发展，被逐步推广，并不断完善，成为铁前降成本的有力措施。青钢炼铁公司现有烧结机四台，总有效烧结面积310m2，高炉六座总有效炉容为2885m3，与国内其他钢铁厂相比属于典型的中小高炉冶炼企业。2009年5月青钢开始试用低品质矿，由于受多年来传统操作制度的影响，低品质矿冶炼技术在青钢没有得到充分发展，2010年全年低品质粉矿比例为11.2%，低品质块矿比例为3.98%，与当前炼铁业的低成本冶炼要求不相适应。为此，青钢铁前系统经过认真调研、对标挖潜，决心通过提高高性价比的低品质粉矿和块矿配加比例，降低铁水综合成本。2、青钢提高低品质矿配加比例，降低铁水成本的可行性研究2.1青钢地处沿海城市，濒临青岛港，具有较明显的临港地缘优势，铁矿资源种类丰富，可选择余地较大，便于资源的采购和配矿结构的及时调整。2.2日钢、津西等钢铁企业在大比例配加低品质矿，保持炉况稳定，降低铁水成本方面为同类型钢铁企业做出了榜样，在500m3上下炉容的中小高炉，大量配加低品质矿完全可行，取得了成功经验。2.3青钢高炉装备水平与日钢、津西等钢铁厂极为相似，而且已经积累了一年半左右时间的低品质矿配加经验，别人能做到的事，我们同样可以。2.42011年元月1日，铁前系统完成了烧结与炼铁工序的整合，为后续造渣体系稳定，大量配加低品质矿，实施低成本冶炼，奠定了坚实的基础。3、低品质矿冶炼技术在青钢实施中难点分析3.1高炉操作者和管理人员担心低品质矿冶金性能差，造成炉况失常，心理压力普遍较大。配加低品质矿会造成入炉品位下降，高炉产量压力倍增，生产操作难度剧增。3.2低品质粉矿一般含水量高，吸水性强，在水分检测和质量把关方面存在困难。3.3低品质块矿通常含粉率高，水分大，筛分困难，造成入炉粉末高，影响炉况顺行。3.4低品质粉矿通常含Al2O3较高，Al2O3含量越高，矿粉越粘，在矿粉倒运过程中，经常出现矿粉粘车厢时长造成翻车事故、清理料仓粘料安全难以保证、处理料仓悬料造成烧结矿质量波动，皮带粘料岗位工清理生产现场卫生工作量倍增，职工经常有抵触情绪。3.5低品质矿配比的提高，会造成烧结矿和高炉炉渣中Al2O3上升，高铝渣粘度高流动性差，不仅高炉憋风明显，出铁困难，炉况顺行难度大，而且炉前劳动强度倍增。3.6为保证高炉炉渣的镁铝比，烧结矿矿的MgO含量要大幅提升，MgO含量越高，烧结矿强度越难以保证，烧结矿强度又是高炉顺行的基础，无形中再次增加了生产难度。4、提高低品质矿在烧结、炼铁生产中的应用4.1烧结与高炉的基本原料条件2011年青钢铁前以高炉炉况顺行为前提，努力提高低品质矿配加比例，降低铁水成本以元月份生产情况为基准，烧结矿品位53.7%，入炉品位56.5%；1月份生产铁水282783.902吨；成本计划为2960.42元/吨，实际完成2950.39元/吨，比计划降低10.03元/吨。同比国内同类型钢铁企业，青钢铁水成本排名第18位。配比结构基本情况见表1，各主体矿种成分见表2；表12011年元月份烧结与高炉工序配矿结构高炉炉料结构烧结配料结构烧结矿巴西球PB块墨西哥块巴西粉PBFMG印度粉高炉返矿含铁废料68%12%16%4%33%16%13%12%13%13%表22011年常用主体矿种化学成分详表TFeSiO2CaOMgOAl2O3SP烧损TiO2巴西粉66.052.1001.280.0210.0552.250.052PB粉62.344.080.000.002.450.0310.0875.02%0.082FMG粉59.613.64002.340.0380.0767.67%0.112印度粉48.7312.49007.20.0520.0827.00%0.189返矿50.747.4911.393.063.000.0400.0800.40%0.120巴西球67.471.770.910.100.510.0020.0422.56%0.047PB块62.512.611.000.002.000.0200.0805.2%0.053墨西哥块58.399.052.670.321.140.5800.0217.2%0.087加拿大球64.833.850.000.560.600.0100.0102.6%0.062扬迪粉58.834.7001.920.0460.0419.10%0.1364.2烧结与高炉工序提高低品质矿配加比例的思路4.2.1借鉴先进的配矿核算理念，通过自身努力设计、开发出新型配矿核算程序，把烧结与高炉的原料结构和炉渣碱度平衡、配矿成本紧密地关联在一起。理论配矿成分和配矿成本都能够简单、快捷的核算清楚，对低品质矿和合理配加起到促进作用。4.2.2在配矿理论核算和实际生产中，密切关注烧结矿Al2O3含量和炉渣中Al2O3含量的对应关系，保证镁铝比不降低，以提高炉渣流动性。4.2.3为了保证高炉熟料比，造渣所需MgO全部由烧结矿带入，在烧结生产中，适当提高烧结矿中SiO2含量，增加烧结反应过程中的粘结相量，提高料层厚度，提高烧结矿强度，以弥补高镁高铝对烧结矿强度指标的负面影响。4.2.4参照吨度价、单烧配矿成本、扣钙品位、硅平衡单烧配矿成本评价、加钙品位论等常用性价比评价方法，建立适合青钢生产作业条件的进口矿性价比评价体系。4.2.5根据烧结与高炉上料特点，充分发挥理化性能互补优势，烧结用低品质矿走低铝高铝路线，高炉用低品质块矿实施高硅低铝路线，最终达到炉渣碱度的平衡，以最大限度提高低品质矿配加比例。4.2.6利用新富氧投产的有利条件，合理使用富氧，实行定氧量操作，提高富氧率到3%左右，理论燃烧温度提高100℃左右，使渣铁物理热得到明显改善。4.2.7布袋灰和部分重力灰开路外排，精选处理，降低高炉碱负荷和锌负荷。4.2.8对烧结成品整粒工艺进行改造，降低成品烧结矿含粉率，减少入炉粉末含量，促进高炉顺行。5、提高低品质矿配加比例效果分析综合分析2011年全年生产情况，以10月份最有代表性，低品质矿配加比例最高，粉矿和块矿分别达到27.01%、11.7%，炉渣中Al2O3最高达到18.1%，，炉况顺行良好，实际成本比计划降低156.25元/吨。5.1提高低品质粉矿比例对烧结生产的影响低品质矿因水分大、粘性大，对烧结制粒工艺有一定促进作用，有利于改善料层透气性，为了保证烧结矿强度，烧结生产实施厚料层烧结技术，通过提高低品质矿配加比例前后的过程控制参数来看:烧结机料层提高了32mm；烧结终点温度提高了12.12℃；总管负压降低了0.23Kpa；烧结生产过程相对稳定，厚料层烧结实施较为顺利。表3试验期烧结基本工艺操作参数与年初相比烧结矿品位下降2.11%，虽然MgO含量的上升0.46%，对烧结矿强度有一定影响，但是经过调整影响烧结矿强度SiO2含量提高了1.04%，R提高0.14，使得烧结矿强度最终没有下降，反而上升了0.67%，筛分指数下降了0.18%，与历年相比取得2较大进步，见表4，图1。烧结矿粒级组成变化不大，见表5。表4烧结矿化学成分变化（%）TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3SR筛分指数转鼓强度2011年1月54.057.915.9511.252.92.680.031.897.3675.332011年10月51.948.066.9914.233.363.20.052.037.1876比基准期-2.11+0.15+1.04+1.98+0.46+0.52+0.02+0.14-0.18+0.67表5烧结矿转鼓指数、粒度组成（%）5mm5-10mm10-40mm40mm筛分指数转鼓指数基准期7.2726.4059.926.587.3673.50试验期6.2425.5461.196.846.1775.81比基准期-1.03-0.86+1.27+0.26-1.20+2.31过程控制参数名称料层厚度mm点火温度℃机速Hz终点温度℃总管温度℃总管负压Kpa2011年元月635115625.45311.43122.738.882011年10月667116225.86323.55125.288.65与基准期比较3260.4112.122.55-0.23图12008年至2011年烧结矿转鼓指数变化情况低品质矿配比大幅提高后，巴西粉配比降低了16.65%，低品质矿配比提高了12.88%达到27%以上，达到了预期目标见表6。表6提高低品质矿配加比例前后烧结配料结构对比矿粉名称巴西粉PBFMG低品质矿综合料返矿合计元月份32.8616.959.5814.1310.2116.2710010月份16.2121.727.6527.0110.6216.79100变化量-16.65+4.77-1.93+12.88+0.41+0.5205.2提高低品质粉矿、块矿比例对高炉生产的影响与烧结生产相比，高比例低品质矿对高炉生产的带来的难度主要体现在炉内，大渣量生产铁前憋风相对比较明显，高炉炉渣中Al2O3平均上升1.7%,MgO上升1.1%，镁铝比保持稳定。由于入炉品位由原来的56.39%降低到54.54%，综合焦比提高了吨铁20公斤。表6基准期高炉主要技术指标月份平均日产综合焦比热风温度炉渣铁水MgOAl2O3镁铝比碱度渣温SiS铁温2011.19428.547210959.4615.710.601.1214640.530.03514622011.109495.25492108410.5617.410.611.1214770.530.0311477变化量66.7520-111.11.70.00-0130-0.00415在确保炉况顺行的前提下，高炉生产对炉料结构进行了广泛尝试。入炉品位尝试着逐步下调的，吨铁矿耗与年初相比提高了46公斤，低品质球团配比达到17.9%，代替12.8%的高品质巴西球团；低品质块矿主要包括印度块、马莱块、墨西哥块等累计配比72.7373.4474.4175.397172737475762008年2009年2010年2011年达到11.7，提高了8.3%，这也是高炉炉渣中Al2O3上升的主要原因，见表7。表7低品质矿比例提升后高炉炉料结构变化对比表。降成本幅度矿耗巴西球低品质球团PB块低品质块矿烧结矿块矿比2011.157.61170712.816.33.467.519.72011.10156.251753017.92.511.767.9变化量98.6446-12.817.9-13.88.30.4-5.5大幅提高低品质矿配加比例前后对比数据说明了，在技术措施到位的情况下，虽然入炉品位有所降低，但高炉顺行是完全能够实现的。6、结论实践证明，在大幅提高低品质矿配加比例的情况下，全年来看高炉炉况比较稳定，综合成本累计比计划降低107元/吨，低品质粉矿配加比例由年初的15.88%，逐步提高到12月的38.75%（见图2），全年累计达到24.08%。图22012年炼铁公司低品质矿配加比例变化折线图2011年的高炉生产中，生矿比例取得历史性突破，四季度平均达到20%以上，最高时曾达到25%，其中低品位印度块最高达到8%以上，高炉顺行正常。虽然低品质矿冶炼技术不是我们的首创，但是我们消化，并掌握了这一技术路线，并建立起稳定的操作、管理体系，为我们配矿结构优化、降成本工作提供了广阔空间，经过长时间的生产实践，我们可以得出以下结论和建议：6.1低品质矿有一定缺陷，在特定的配料结构中，能够表现出较高的性价比，降低低价低品矿使用比例(%)05