烧结矿低硅含量合理性的辩析

Ｆ、 ａ， Ｏ 如 之 用， 但 ｅ 及ＣＯ Ｍ 等， 果弃 不 则不 ｇ
造成资源的浪费， 而且还会污染环境。只有将 这些废弃物回收利用， 形成闭路循环， 才能拓 宽可持续发展的 路子。 但是，由于这类废弃物品位较低， 其性质 又各不相同。 要全部回收用于生产， 在技术上 存在一定难度。在几年来的实际生产中， 我们 针对不同形态 （ 固态、 液态、 及不同浓度的污 泥和泥浆）的工业废弃物， 在利用方法上作了 大量工作， 开发了 一系列新的工艺技术， 最终 使从烧结、 炼铁到炼钢、 轧钢整个钢铁冶炼过 程中产生的工业废弃物全部都能回收用于生
４．９ ４３ ．１ ４ １ ．１ ４ ７ ．８ ０ ．３ ４ ２ ．５ ４ ７ ．２ ４ ２
４ 烧结矿中含硅值的确定原则及 ‘
思路
综上所述， 在实际应用中，我们并没有将 烧结矿中的 Ｓ ｉ 仇稳定在 ＜ ．％的较低水平。 ４０
烧结的 工业试验研 究， 使烧结矿中Ｓ ２ 曾 ｉ 含量 ０
月平均达到 ４０ ．％的好水平。但是．
收稿日 ２０ 一 １ １ 联系人： 期： ４ ０ 一 ４ ０ 张珍堂（ ００） ５ １ ２１ 山东 济钢集团总公司第一侥结厂
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第 ２卷 第 ３ ９ 期
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烧结矿低硅含量合理性的辩析
张瑞堂 代汝昌 孙艳红
（ 济钢集团总公司第一烧结厂》
摘 奚 低硅烧结对铁前系 意义 统的 众所周知。 但就整 体效果而言 烧结矿的 硅含且并 不 是越低越好， 而要充分考虑到技 术的可 行性、 工艺的 合理性及经济的 有效性。 本文钻合挤
Ｈｅ笋 ｎ － ｎ Ｏｎ
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目 前由 于市场经济的完善与深化， 更需要追求 技术的可行性与经济的 合理性协调一致， 如果 一味地追求低硅含量， 将会失之偏颇， 影响低 硅烧结综合效应的发挥。因此，我们结合本单 位的 生产实际情况， 确立了由单纯追求最低 Ｓ 含量， ｉ 仇 逐步转移到追求铁前系统效益最大 化的战略方针。通过辩证看待低硅烧结， 将现 阶段烧结矿 Ｓ 含量确定为４０ ４２ ｉ 仇 ． ％一 ．％的 水平 （ 甚至特殊情况下还可以放宽） 。实践证 明， 此含量值更为经济合理， 既能巩固低成本 优势，又可获得巨大的社会和环境效益。
６．％ ０１ 上升到 ６． ％， ０８ ６ 但实际获得的增产降 耗效果并不明显， 甚至感到操作难度比原来加 大了 （ 压差上升且炉况有恶化的趋势） ，因而 证明， 高炉冶炼对烧结追求低 Ｓ 含量是有限 ｉ 仇
制的。
３ 低Байду номын сангаас烧结技术的探索与实绩
３１ 原料基础特性研究与原料结构优化 ． 在开发应用低硅烧结技术中，我们的基本 思路是从基础工作做起： 对烧结原料的 基础特性 进行系统研究与测定； 对多种矿粉之间的合理搭 配进行全面优化， 并结合本单 位的实际情况， 最 终确定Ｓ ２ ｉ 含量的 Ｏ 合理水平， 达到技术、 成本、 废物回 收及资源利用的协调与统一。 对含铁原料的基础特性进行研究与测定的 内容有：同化性、 液相流动性、粘结相强度及 铁酸钙生成特性四个方面的性能。对不同矿粉 的 各种基础特性按大小强弱进行排序与量化， 并作为实际生产中烧结配矿的理论指导。 在实际生产配矿中，主要以各种矿粉的基 础特性作为依据， 再结合资源供应、成本、价 格及常规性能评价指标 （ 化学成分、粒度组成 及矿物特征等）综合考虑，提出合理的原料结 构系列配比。再经试验室试验，确定优先选用 结构、备用结构及攻关结构等几种不同的方案 供生产配矿选择。在实际配矿过程中，资源供 应及市场价格波动会影响配矿结构和思路， 因 此， 必须采用动态的原料结构。特别是近几年 来， 为了最大限度地降低成本，每年都要试用 一些新的矿种， Ｍ Ｃ矿粉、库利安诺宾矿 如 Ａ 粉等， 这些矿种因价格低廉，逐步被应用于生 产。另外， 褐铁矿及巴西精粉这些低质廉价铁 矿粉的配比 也逐年增加， 最高达到４％ ０ 左右。 ３２ 低硅烧结技术的突 ． 破及实绩
产， 形成企业内的闭路循环。我们认为， 如果 因此导致烧结矿中的Ｓ ２ ｉ 含量稍有上升， Ｏ 从全 局利益来看，比片面追求低硅烧结， 经济上还
是合算的。 ４２ 效益最大化原则 ．
以２０ 年为例， ０３ 各月份平均 Ｓ ２ ｉ 含量如表 ３ ０ 所示。由表可以 看出， 不但 Ｓ ２ ｉ 含量的整体水 ０ 平不是很低， 而且各月份之内的Ｓ ｉ 仇含量波动 也较大， 其原因主要是基于以下几个方面的原
则考虑。
４１ 可持续发展原则 ． 在钢铁冶金工艺流程中的各个不同环节， 都会不同程度地产生一些污泥及粉尘等工业废 弃物。 据测算， 炼钢过程产生的污泥为 ７ ９ 一
ｋｔ ｇ ，炼铁过程 中产生 的污泥盆约为 ／ ５ ６ ，外还 一ｋｔ ｇ 另 有一系 ／ 列其它 工艺流 产 程中
生的污泥及粉尘。这些废弃物的主要成分为 Ｃ ，
２ 低硅烧结的局限性因素分析
２１ 烧结自 ． 身技术水平的限制 在传统的烧结生产过程中，起粘结作用的 液相成分主要是２ｅ －ｉ 烧结矿中的 Ｓ ２ ＦＯ Ｓ 飞。 ｉ ０ 含量达到 ５ ％时，如果再进一步降低，则液相 数量将逐渐减少， 从而引起成品率下降、返矿 量增多、 能耗上升，以至各项技 术经济指标相
瑰
结
球
团
第 ２卷 第 ３ ９ 期
应恶化。由工业试验研究的统计数据可知，当
Ｓ： ｉ 含量达到 ５ ０ ％时， 每下降 １ 个百分点， 就 会使吨矿返矿量增加 ６ ％，使固体姗耗上升 ５ 烧结矿产量下降 １％ ％， ０ 左右。 从生产实践及有关理论分析中还发现，随 着烧结矿中Ｓ ｉ 仇含量的无限制下降， 除液相数 量减少外， 生产技术指标还会受到其它一系列 因索的制约， 甚至带来一些新的工艺问题。 一 是匀矿结构发生变化，混料过程中的成球性变 差； 二是混合料的容积密度增加， 影响了布料 过程中的正常偏析及料层的松散性； 三是料层 透气性变差后， 抽风系统的负压随之升高， 漏 风率明显上升。 ２２ 原料结构及综合平衡的限制 ． 低硅烧结还受到原料结构、资源、成本以 及上下工序综合平衡的限制。对大多数企业而 言， 要获得烧结矿中Ｓ ｉ 伍含量 低于４ 原料结 ％的 构， 其矿粉资源 往往受到限制， 且要采购硅含量 低的矿粉精料也会引起成本上升； 另一方面， 钢 铁冶炼过程中会产生一定量的含铁废弃物， 从资 － 源利用和经济角度考虑， 应该将其加以回收利 用， 但是因 这些废弃物的品 位一般较低， 这无疑 会引起烧结矿中Ｓ ２ ｉ 量的上升； ０ 再则， 从烧结 技术的角度考虑， 碱度是强化低硅 提高 烧结生产 的 有效手段之一， 而烧结矿碱度的 高低往往受到 高炉炉料结构的限制。这些因素都涉及系统平衡 及综合利用的问 题， 也在某种程度上限制了 烧结 矿中Ｓ ｉ 仇含盆的 进一步下降。 ２３ 离炉应用效果的限制 ． 随着人炉料品位的提高， 低硅烧结矿在引 起渣里下降的同时， 也使炉渣的化学成分、 理 化性能、 脱硫效果以及在高炉内的行为相应地 发生了变化； 甚至， 在低渣蚤条件下， 高炉内 复杂的相间反应、物料运动、热力学特性及反 应物之间的相互作用等， 也会有一个重新匹配 的问题， 这就要求高炉操作者去探索与适应， 否则，就难以获得提高品位后带来的一系列效 果。我们在工业试验期间，曾将烧结矿品位由 ５％提高到 ５．％。虽然高炉入炉品位由 ９ ９７
钢第一烧结厂近几年的生产实践， 就有关向题予以 分析。
关．切 硅 含全优化 技术可行 工艺合理 经济有效 社会效器
１前
言
烧结料中Ｓ ２ ｉ 含且的下降， Ｏ 虽然对烧结生 产过程不利， 但就铁前系统整体而言， 低硅生 产对节能降耗、提质增效却具有较大的惫义。 从高炉冶炼的基本理论分析可知，低硅高品位 炉料会带来高炉顺行及低渣低耗的一系列优 势， 特别是对于强化喷吹煤粉的效果方面， 其 作用更是不言而喻；同时对于减少三废排放， 推行清洁文明生产等方面都极为有利，因此， 低硅烧结成为各钢铁企业竞相探索的先进工艺 技术。济钢第一烧结厂经过多年来不断地开发 应用这一工艺技术， 使烧结矿中的Ｓ ｉ 仇含量逐 年下降。 并且， ２０ 年还专门进行了低硅 于 ００
衰１ 历年来烧结矿中Ｓ ｚ ｉ 含ｆ统计 ｛ ｏ ％）
１９ 年 ９５
６． ９ ８
１ 年 卯６
１９ ９ ７年
６６ ．６
１９ 年 ９８
１９ ９ 年 ９
２０ 年 ０１ 】
２０ 年 ０１
２０ ０ ２年
２０ 年 １ 月 ０３ 一６
６． ５ ２ ７ ５． ８
５． ０ １ １ ４． ７
表３ ０３ ２ 年各月烧结矿中Ｓ 含．统计 《 ｉ 仇 ％）
２ ３ ４ ５ ６
月份
％
８ ９ １ ０ １ １ １ ２
艺
４．４ ４ １ ４．９ １ ． ４ ２
４２ ． ３ ４ １ １ ． ３ ４． １
表２ ０ 年各月烧结矿中Ｓ ， Ｆ 的含．统计 《 ２ １ ０〕 ｉ 和Ｔ ｅ Ｏ ％，
月份 Ｓ仇 ｉ
ＴＦｅ
４ ５ ６ ７ ９ ８ １ ０
１ ２
又
５ ５ ５１６ ５１５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ６ ７ ６５ ６５ ５ ７ ４ ８ ４ ４ ７ ． ． ． ． ．６ ７ ． ８ ． ９ ９ ． ６ ２ ２ ３ ３ ． ． ｔ ． ６ ． ． １ ４ ３ ９ ８ ９ ２ １ １ ７ ７ ３ ０ ４ ６ ７ ８ ７ ０ ６ ７ ２ ０ ０ ０ ５ ０ ３５ ５ ９ ２ ５５ ８ ９ ６ ３ ５ ７ ４４ ９ １ ４
近几年来， 我厂烧结矿中Ｓ ２ ｉ 含量总的趋 ０ 势是逐年下降 （ 如表 １０特别是在 ２０ 年， ） ００ 一烧厂专门就低硅烧结的 课题立项研究， 并获 得初步突破，当 年各月的 烧结矿品位及 Ｓ 含 ｉ 仇
量统计见表 ２ ，
２ ４ ０ 年第３ 期
张瑞堂 等 烧结犷低硅含全合理性的辫析