当前位置: 首页 » 技术文献 » 烧结球团文献 » 球团工艺 » 正文

镁质铁矿球团在梅钢 4 070 m 3 高炉应用实践

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-10-19  作者:毕传光  浏览次数:1807
 
核心提示:摘 要: 与传统酸性球团相比,镁质球团冶金性能优良。为此,梅钢在4 070 m 3 大高炉进行了镁质球团应用实践,结果表明,高炉采用镁质球团后,高炉风量( BV) 、理论产量和焦比均有所提高,煤比降低; 高炉使用镁质球团后平均燃料价格降低 38 982 元/d,平均铁水利润增加 9779 元/d,合计总收益为48 761 元/d。 关键词: 镁质球团; 冶金性能; 高炉; 应用实践
 镁质铁矿球团在梅钢 4 070 m 3 高炉应用实践

毕传光

(上海梅山钢铁股份有限公司技术中心,江苏 南京 210039)

摘 要: 与传统酸性球团相比,镁质球团冶金性能优良。为此,梅钢在4 070 m 3 大高炉进行了镁质球团应用实践,结果表明,高炉采用镁质球团后,高炉风量( BV) 、理论产量和焦比均有所提高,煤比降低; 高炉使用镁质球团后平均燃料价格降低 38 982 元/d,平均铁水利润增加 9779 元/d,合计总收益为48 761 元/d。

关键词: 镁质球团; 冶金性能; 高炉; 应用实践

1 前 言

梅钢从2010 年开始在 4 070 m 3 大高炉上使用球团矿,对提高全铁品位、降低渣比、改善高炉透气性,作用较为明显。但与烧结矿相比,球团矿的软化、熔化温度较低,在高炉下身形成软融带的过程中,因为球团矿和烧结矿的软融区间不重叠,交错形成,结果高炉软融带相对于单独使用烧结矿变得更宽,影响高炉的透气性[1 ~3] 。相关研究结果表明: 添加氧化镁熔剂后,在合适的比例下,球团矿的软化、熔化温度会得到一定程度的提高,改善了高炉的透气性[4 ~7]。另外,添加氧化镁熔剂对降低球团矿的还原膨胀率、低温还原粉化率,提高球团矿的还原度都有一定程度的改善[8 ~11]

此外,梅钢为了提高烧结矿质量,烧结矿中的氧化镁含量烧结配比从2.3%左右降到1.7% ~1.8%,这部分氧化镁以蛇纹石熔剂形式加到高炉中,添加量为 6 ~8 kg/t( Fe) ,显然不利于高炉操作。如果将烧结矿中减下来的氧化镁加入到球团矿中,改善球团矿的冶金性能,从而改变目前生产工艺中烧结矿氧化镁转移的不合理路线,对优化梅钢大高炉操作、降低高炉冶炼成本具有重要意义。为此,梅钢在 4 070 m 3 高炉进行了镁质球团应用实践。

2 镁质球团性能

对工业试验用的酸性球团和镁质球团分别进行化学成分分析,其结果如表1 所示。

图片1 

由表可知,酸性球团中 MgO 含量为 0. 36%,镁质球团中 MgO 含量为1.50%,酸性球团铁品位较镁质球团稍高,两种球团中 S、P 含量均较低。

工业应用酸性球团和镁质球团抗压强度由表2 所示。与酸性球团相比,镁质球团抗压强度较低,但也能满足大高炉对球团抗压强度的要求( 一般要求大于2 500 N/P) 。

图片2 

对工业试验的酸性球团与镁质球团进行冶金性能检测,其结果如表3 所示。

图片3 

由表3 可知,与酸性球团相比,镁质球团的还原度有所提高,还原膨胀降低,低温还原粉化指数变化不大,RDI +3.15mm 均在 97%以上。与酸性球团相比,镁质球团软化开始温度由 1 064 ℃提高到1 084 ℃,软化结束温度由 1 166 ℃提高到 1 199℃,滴落温度由1 353 ℃提高到1 389 ℃。

3 高炉应用实践

3. 1 使用镁质球团后高炉指标概述

上述研究结果表明,提高球团中 MgO 含量可以有效改善球团矿的冶金性能。为此,梅钢4 070 m 3 高炉于 2016 年 9 月 15 日至 9 月 24 日使用的酸性球团( 基准 I 期) ; 9 月 25 日至 10 月4 日开始使用镁质球团( 试验 II 期) ; 10 月 5 日至 10 月 10 日使用酸性球团( 基准 II 期) ; 10 月11 日至 11 月 14 日使用镁质球团( 试验 II 期) 。高炉生产指标如表 4 所示,基准期和试验期的高炉风量、理论产量、焦比和煤比变化如图 1 ~4 所示。

图片4 

图片5 

图片6 

采用镁质球团后,高炉风量( BV) 显著提高,基准 I 期风量为 6 582. 3 Nm3 /min,试验 I 期风量提高到6 639.3 Nm3 /min,到基准 II 期风量又降低至6 553.3 Nm3 /min,试验II 期风量提高到6 639.6Nm3 /min。同时,每天产量提高,产量由基准 I 期9 169.5 t/d 提高到试验I 期9 349.4 t/d,到基准II期降低9 019.8 t/d,到试验 II 期又提高到9 258.3t/d。就焦比而言,刚开始采用镁质球团后( 例如试验 I 期10 d,试验 II 前10 d) 焦比和煤比变化不明显,连续使用镁质球团后( 试验 II 期 10 d 以后) ,焦比降低,煤比提高显著。例如基准期焦比为365 kg/t 左右,煤比为120 kg/t 左右,到试验 II期后期,焦比降低到 340 kg/t 左右,煤比提高到145 kg/t 以上。

此外,采用镁质球团后铁水中的 Si 含量有所降低,铁水 S 含量显著降低,由基准期的0. 026%左右降低到试验 II 期后期的 0. 020% 左右。高炉透气性指数变化不大,煤气利用率稍微降低,炉渣中的 MgO 含量稍微升高,炉渣碱度变化不大。

3. 2 使用镁质球团后高炉炉况分析

3. 2. 1 风量增加

高炉使用镁质球团后,风量明显增加。与基准期对比,试验 I 期增加 57 m3 /min,试验 II 期增加 86. 3 m3 /min。从表 4 可见,两次试验连续进行,风量升降趋势与镁质球团使用状况明显对应。试验期间镁质球团用量达到 8% ~ 12%,最高达到 15%,其性能对块状带的透气性( 还原膨胀和粉化) 、以及对软融带的位置和形状都能够产生一定的积极影响,促使高炉顺行状况改善,风量逐步吹大。风量增加,炉缸鼓风动能增加,炉缸趋于活跃,是其它各项指标得以改善的基础。

3. 2. 2 产量增加,焦比降低,煤比上升

在高炉稳定顺行的条件下,风量增加,产量上升。风量增加后,料柱中心趋于活跃,两道气流分布更加合理,高炉压差下降,为高炉提高煤比提供了条件。随着煤比上升,操作上适当疏松边缘气流,其炉况表现为: 透气性指数维持在正常水平范围,煤气利用率在试验Ⅰ期略有下降,在试验Ⅱ期总体略有上升。因为软融带位置下降,高炉间接还原区增加,以及镁质球团的还原度较高,使得高炉直接还原减少,炉料对炉缸的热量消耗大为降低,综合焦比明显下降( 特别是试验Ⅱ期时间较长的第三阶段) 。

3. 2. 3 炉缸活跃,热量充沛

因为鼓风动能增加,直接还原减少,高炉炉缸热量更加充沛,炉缸活跃程度得到明显改善。表现为铁水硅含量( 化学热) 下降,但铁水温度( 物理热) 能保持在 1 510 ℃左右; 高炉炉渣脱硫能力大大增强,尽管炉渣碱度基本未变,但试验期的硫含量却呈明显下降趋势。

高炉使用镁质球团以取代炉顶添加含镁生矿( 蛇纹石) ,除了改善球团矿的冶金性能以外,客观上还有以下两个优点: ①避免含镁生矿成渣过程对高炉透气性、顺行的影响,以及对炉缸热量的消耗( 蛇纹石的软融温度远高于烧结矿,能直达高炉下部吸收热量,且因为流动性极差有可能在高炉下部炉墙形成粘结) ; ②镁质球团的冶金性能远优于含镁生矿,且用量大,其所含氧化镁对炉渣流动性的影响较含镁生矿更加快速均匀。从表 4 可见,试验期和基准期炉渣氧化镁含量基本稳定。

4 经济指标分析

如表5 所示,根据梅钢4 070 m3 高炉成本分析,经计算梅钢4 070 m3 高炉使用镁质球团后平均燃料成本降低 38 982 元/d,平均铁水利润增加 9 779 元/d,合计总收益为 48 761 元/d。因此,采用镁质球团对梅钢高炉炼铁具有显著的经济效益。

图片7 

5 结 论

与酸性球团相比,镁质球团抗压强度稍低,但球团还原度、还原膨胀及软融性能均有所改善。梅钢4 070 m3 高炉采用镁质球团后,高炉风量( BV) 、理论产量和煤比均有所提高,焦比降低。高炉使用镁质球团后平均燃料成本降低38 982元/d,平均铁水利润增加 9 779 元/d,合计总收益为 48 761 元/d。因此,采用镁质球团对高炉炼铁具有显著的经济效益。

参考文献

[1] 毕传光,龙红明,春铁军,等. MgO 质量分数对氧化球团性能的影响[J],钢铁,2017,52( 7) : 22 -26.

[2] 王海风,裴元东,张春霞,等. 中国钢铁工业烧结/球团工序绿色发展工程科技战略及对策[J]. 钢铁,2016,51( 1) : 1 -7.

[3] 王晓哲,张建良,刘征建,等. 低硅含镁球团矿还原行为研究[J]. 烧结球团,2018,43( 1) : 44 -49.

[4] Dwarapudi S,Sekhar C,Paul I,et al. Effect of fluxing agents on reduction degradation behaviour of hematite pellets[J].Ironmaking and Steelmaking,2016,43( 3) : 180 -191.

[5] Semberg P,Andersson C,Bjorkman B. Interaction between iron oxides and olivine in magnetite pellets during reduction to Femet at temperatures of 1000 - 1300 ℃ [J]. Isij International,2013,53( 3) : 391 -398.

[6] 于淑娟,于素荣,黄永君,等. 改善鞍钢球团矿冶金性能的研究[J]. 烧结球团,2007,32( 3) : 13 -16.

[7] 甘敏,范晓慧,陈许玲,等. 钙和镁添加剂在氧化球团中的应用[J]. 中南大学学报( 自然科学版) ,2010,41( 5) :1645 -1651.

[8] 青格勒,王朝东,侯恩俭,等. 低硅含镁球团矿抗压强度及冶金性能[J]. 钢铁研究学报,2014,26( 4) : 7 -12.

[9] Pal J,Arunkumar C,Rajshekhar Y,et al. Development on iron ore pelletization using calcined lime and MgO combined flux replacing limestone and bentonite[J]. ISIJ International,2014,54( 10) : 2169 -2178.

[10] 吴钢生,边美柱,沈峰满. 碱性含镁球团矿的应用及合理炉料结构研究[J]. 钢铁,2006,41( 12) : 19 -21.

[11] 段冬梅,何明杰,胡志刚,等. 球团矿添加氧化镁粉工业性试验[J]. 浙江冶金,2007( 1) :40 -43.

 
 
[ 技术文献搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 

 

 
关于我们 联系方式 付款方式 电子期刊 会员服务 版权声明 冀ICP备13016017号