550m_2烧结机优化配矿技术
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基金项目 : 国家科技支撑计划项目资助 ( 2006BA E03A 01) 作者简介 : 赵志星 ( 1972 ) , 男 , 博士 , 教授级高级工程师 ;
京唐烧结一期 550 m 2 烧结机 2009 年投产, 将 承担着为 5500m 超大型高炉提供原料的任务, 烧 结矿的产质量将直接影响超大型高炉生产的稳定顺 行。在这个意义上 , 进行优化配矿研究, 不仅是充分 发挥大型烧结机设备优势的保证, 而且对保证烧结 矿质量、 实现烧结和炼铁设计目标、 进而降低成本有 重要意义。但就目前而言, 国内同类大型烧结机 ( 超
表 1 铁矿粉主要化学成分 ( 质量分数 ) Table 1 Main chemical compositions of iron ore %
矿粉编号 OA OB OC OD OE OF OG OH OI T Fe 62. 2 57. 6 61. 7 60. 1 66. 7 67. 2 66. 5 67. 6 67. 0 FeO 0. 36 0. 22 0. 22 0. 27 7. 76 0. 02 1. 36 7. 94 28. 50 SiO 2 3. 60 4. 36 3. 53 3. 05 3. 62 1. 03 1. 53 2. 55 6. 13 CaO 0. 15 0 0. 20 0. 16 0. 24 0. 04 0. 02 0. 18 0. 35 A l2 O3 2. 05 1. 22 1. 99 1. 90 0. 22 0. 65 0. 90 0. 61 0. 56 L OI 4. 70 11. 20 5. 61 8. 30 0 1. 59 1. 27 0. 03 - 2. 70
要 : 针对首钢京唐 550 m 2 烧结机的投产进行了优化配 矿研究。首 先 , 根 据首钢 铁矿粉 资源 , 对多种 铁矿粉 的
烧结 性能 , 尤其是其高温特性进行了研究 ; 根据澳洲矿、 巴西矿和国 内精粉在同化性与液相 流动性能 方面高低互 补 的配矿原则 , 确定了矿粉搭配结构的基本范畴 , 即澳粉 ( 50% ~ 60% ) + 巴西 粉 ( 40% ~ 30% ) + 适量地方 粉 ( 10% 左 右) ; 然后 , 根据铁矿粉烧结性能研究结果 , 设计了 9 组优化配矿方案 , 并进行 了烧结杯 试验 , 从 而确定了 开机方案 : 巴西南部粉 ( 20% ) + 巴西北部粉 ( 10% ) + 半褐铁矿 ( 20% ) + 褐铁矿 ( 35% ) + 地 方粉 ( 15% ) ; 再者 , 进行了 碱度、 白 灰配比、 水分、 料层等烧结工艺参数的优化试验。烧结杯 试验结 果表明 , 适合 当前京 唐条件 下的工 艺参数为 : 二 元 碱度 1. 90~ 1. 95, 白灰配比 5% , 水的质量分数 控制在 7. 0% ; 料 层可逐 步提高 至 800 mm 。最终 , 首钢京 唐烧结 厂 顺利投产并稳定生产 , 料层厚度达到 800 mm, 烧结各项技术指标先进。 关键词 : 铁矿粉 ; 烧结 ; 厚料层 ; 优化配矿 ; 工艺参数 文献标志码 : A 文章编号 : 0449 - 749X( 2011) 09 - 0011 - 06
2 [6 - 7]
1
试验方法
几种铁 矿粉 的主 要化 学成 分 列于 表 1, 其 中
OA- OD 来自澳大利亚, OA 为一种混合矿, OB 为典 型的低铝褐铁矿 , OC 为典型的半褐铁矿 , OE 来自 加拿大的低铝铁矿粉 ; OF - OH 为巴西粉 , OF 为巴 西北部的赤铁矿 , OG 为巴西南部的赤铁矿, OH 为 巴西精粉 ; OI 为一种国内的地方精粉。
采用微型烧结法对各铁矿粉的同化性和液相流 动性进行了测定。其中 , 同化性的评价指标为最低 同化温度( 简写为 L AT ) ; 液相流动性的评价指标为 流动性指数 ( 简写为 FI) , 条件为二元碱度 4. 0、 温度 1 310 。最低同化温度低表明铁矿粉的同化性高。 流动性指数大意味着烧结过程中铁矿粉生成的液相 量多、 流动充足。试验具体研究方法及设备见参考 文献[ 3 - 5] 。 因为烧结以混合料为主, 实验室在测定多种单 种矿高温特性的基础上 , 根据它们高温特性的不同, 参照高温特性互补搭配的原则进行了优化选取 ; 与此同时需保证最终烧结矿的化学成分满足要求。 在此基础上 , 确定了 550 m 2 烧结机使用矿粉的种类 及搭配结构 , 并设计了若干组优化配矿方案。 然后, 进行了烧 结杯试验 , 最终 确定了 550m 烧结机开机投产方案; 再者 , 对烧结工业参数进行了 优化试验。采取单因素分析的方法, 即固定其他参 数 , 考察变化某一参数对烧结过程的影响。碱度、 白 灰配比和混合料水分等均设计了三水平 , 料层厚度 设 720m m 和 800m m 两水平, 其中方案 10~ 12 考 察碱度的影响; 方案 11、 15~ 17 考察水分的影响 ; 方 案 12~ 14 考察白灰配比的影响; 方案 10 与方案 18 对比, 考察料层厚度对烧结的影响。烧结杯试验、 还 原性和低温粉化性能测试等参照国际标准。
第 46 卷
第 9期
钢
铁
Vo l. 46, N o. 9 September 2011
2 0 1 1 年 9 月
Iron and St eel
550 m2 烧结机优化配矿技术
赵志星1 ,
摘
安
钢2 ,
裴元东1 ,
赵
勇1 ,
潘
文1
( 1. 首钢技术研究院 , 北 京 100043;
2. 首钢京唐公司烧结厂 , 河北 唐山 063200)
Results of LAT and FI of ores
Optimizing Ore Blending Technology for 550 m2 Sintering Machine
ZH AO Z hi xing 1 , AN Gang 2 , PEI Yuan - Dong 1 , ZH A O Yong 1 , PAN Wen1
( 1. Shougang Resear ch Institute of T echnolog y, Beijing 100043, China; 2. T he Sinter ing P lant of Shoug ang Jingtang, T angshan 063200, Hebei, China) Abstract: T he research on optimizing o re blending for 550 m 2 sintering machine in Jingtang o f Sho ug ang w as car ried out. F ir stly, based on the co ndition o f iron o re resourse in Shougang , sinter ing propert ies of var ious o res, especially the hig h temper at ur e pr operties w er e researched, and basic st ructur e o f or e blending was fix ed accor ding to the mutual co mplementa ry pro pert ies of assimilation and liquid phase fluidity among A ustr alia or e, Br azilian ore and domestic co ncentrates, t hat w as A ustr alian ore ( 50%- 60%) + Brazilian o re ( 40%- 30%) + domestic concentr ates ( about 10% ) . Secondly , nine gr oups of o re matching schemes w ere designed and sinter ing pot t ests w ere carr ied out, and then the st arting scheme of 550m 2 sintering machine was obtained: or e fr om souther n Brazil ( 20% ) + o re fro m no rthern Brazil ( 10% ) + semi limonit e ( 20% ) + limo nite ore ( 35% ) + domestic co ncentrates ( 15% ) . T hir dly, ex periment of o pt imizing par ameters of o ptimizing basicity, lime ratio, w ater addition and bed depth wer e car ried out, and 9 gr oups o f or e matching schemes wer e designed. T he results show that par ameter s fit for Jingtang cur r ently a re as fo llow s: binar y basicity is 1. 90 - 1. 95, lime ratio and wat er addition is 5% and 7. 0% respect ively; sinter ing bed sho uld incr ease to 800mm gr adually . At last , Jing tang sintering plant was put into product ion successful ly and yields stably , w ith the bed depth at 800mm and advanced sintering index es. Key words: iro n o re fine; sinter ; deep bed; optimizing ore blending; pr ocess par ameter
近年来, 随着优质铁矿粉资源的日渐缺乏 , 大量 劣质铁矿粉涌入市场, 如何保证烧结矿的产质量成 为摆在烧结工作者面前的一项难题 , 尤其在当前金 融危机影响下, 合理使用劣质铁矿粉资源成为降低 烧结原料成本、 进而炼铁成本的重要举措。通过对 铁矿粉自身性能的深入研究, 发掘劣质铁矿粉的 潜 在优势 , 进而实现烧结优化配矿将显得愈发重要。
2
试验结果与分析
铁矿粉的高温特性结果列于表 2。图 1 和图 2 所
2. 1 铁矿粉的高温特性 示分别为各种铁矿粉同化性和液相流动性的比较。
表 2 铁矿粉的 LAT 和 FI 测定数据 Table 2
评价指标 LA T / FI OA 1 205 1. 895 OB 1 135 3. 127 OC 1 233 0. 374
3
E -mail: zh aozhi xing@ mail. sh ou gang. com . cn;
收稿日期 : 2010 -12 -16
12
2 [1 - 2]
钢
铁
第 46 卷
Hale Waihona Puke Baidu
过 400 m ) 配矿研究的报道则较少 。 本文根据首钢铁矿粉资源条件, 对京唐烧结可 能使用的铁矿粉的同化性、 液相流动性等高温性能 进行了研究, 通过高温特性互补的优化选取原则, 确 定矿粉搭配结构 ; 在此基础上 , 设计若干组优化配矿 方案 , 并进行相应的烧结杯试验, 以确定 550 m 2 烧 结机的投产开机方案 ; 然后, 进行碱度、 白灰配比、 混 合料水分和料层厚度等烧结工艺参数的优化试验 , 为 550 m 2 烧结机工艺参数的优化提供技术支持; 最 后, 跟踪和分析了 550 m 2 烧结机的工业实践结果。
京唐烧结一期 550 m 2 烧结机 2009 年投产, 将 承担着为 5500m 超大型高炉提供原料的任务, 烧 结矿的产质量将直接影响超大型高炉生产的稳定顺 行。在这个意义上 , 进行优化配矿研究, 不仅是充分 发挥大型烧结机设备优势的保证, 而且对保证烧结 矿质量、 实现烧结和炼铁设计目标、 进而降低成本有 重要意义。但就目前而言, 国内同类大型烧结机 ( 超
表 1 铁矿粉主要化学成分 ( 质量分数 ) Table 1 Main chemical compositions of iron ore %
矿粉编号 OA OB OC OD OE OF OG OH OI T Fe 62. 2 57. 6 61. 7 60. 1 66. 7 67. 2 66. 5 67. 6 67. 0 FeO 0. 36 0. 22 0. 22 0. 27 7. 76 0. 02 1. 36 7. 94 28. 50 SiO 2 3. 60 4. 36 3. 53 3. 05 3. 62 1. 03 1. 53 2. 55 6. 13 CaO 0. 15 0 0. 20 0. 16 0. 24 0. 04 0. 02 0. 18 0. 35 A l2 O3 2. 05 1. 22 1. 99 1. 90 0. 22 0. 65 0. 90 0. 61 0. 56 L OI 4. 70 11. 20 5. 61 8. 30 0 1. 59 1. 27 0. 03 - 2. 70
要 : 针对首钢京唐 550 m 2 烧结机的投产进行了优化配 矿研究。首 先 , 根 据首钢 铁矿粉 资源 , 对多种 铁矿粉 的
烧结 性能 , 尤其是其高温特性进行了研究 ; 根据澳洲矿、 巴西矿和国 内精粉在同化性与液相 流动性能 方面高低互 补 的配矿原则 , 确定了矿粉搭配结构的基本范畴 , 即澳粉 ( 50% ~ 60% ) + 巴西 粉 ( 40% ~ 30% ) + 适量地方 粉 ( 10% 左 右) ; 然后 , 根据铁矿粉烧结性能研究结果 , 设计了 9 组优化配矿方案 , 并进行 了烧结杯 试验 , 从 而确定了 开机方案 : 巴西南部粉 ( 20% ) + 巴西北部粉 ( 10% ) + 半褐铁矿 ( 20% ) + 褐铁矿 ( 35% ) + 地 方粉 ( 15% ) ; 再者 , 进行了 碱度、 白 灰配比、 水分、 料层等烧结工艺参数的优化试验。烧结杯 试验结 果表明 , 适合 当前京 唐条件 下的工 艺参数为 : 二 元 碱度 1. 90~ 1. 95, 白灰配比 5% , 水的质量分数 控制在 7. 0% ; 料 层可逐 步提高 至 800 mm 。最终 , 首钢京 唐烧结 厂 顺利投产并稳定生产 , 料层厚度达到 800 mm, 烧结各项技术指标先进。 关键词 : 铁矿粉 ; 烧结 ; 厚料层 ; 优化配矿 ; 工艺参数 文献标志码 : A 文章编号 : 0449 - 749X( 2011) 09 - 0011 - 06
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试验方法
几种铁 矿粉 的主 要化 学成 分 列于 表 1, 其 中
OA- OD 来自澳大利亚, OA 为一种混合矿, OB 为典 型的低铝褐铁矿 , OC 为典型的半褐铁矿 , OE 来自 加拿大的低铝铁矿粉 ; OF - OH 为巴西粉 , OF 为巴 西北部的赤铁矿 , OG 为巴西南部的赤铁矿, OH 为 巴西精粉 ; OI 为一种国内的地方精粉。
采用微型烧结法对各铁矿粉的同化性和液相流 动性进行了测定。其中 , 同化性的评价指标为最低 同化温度( 简写为 L AT ) ; 液相流动性的评价指标为 流动性指数 ( 简写为 FI) , 条件为二元碱度 4. 0、 温度 1 310 。最低同化温度低表明铁矿粉的同化性高。 流动性指数大意味着烧结过程中铁矿粉生成的液相 量多、 流动充足。试验具体研究方法及设备见参考 文献[ 3 - 5] 。 因为烧结以混合料为主, 实验室在测定多种单 种矿高温特性的基础上 , 根据它们高温特性的不同, 参照高温特性互补搭配的原则进行了优化选取 ; 与此同时需保证最终烧结矿的化学成分满足要求。 在此基础上 , 确定了 550 m 2 烧结机使用矿粉的种类 及搭配结构 , 并设计了若干组优化配矿方案。 然后, 进行了烧 结杯试验 , 最终 确定了 550m 烧结机开机投产方案; 再者 , 对烧结工业参数进行了 优化试验。采取单因素分析的方法, 即固定其他参 数 , 考察变化某一参数对烧结过程的影响。碱度、 白 灰配比和混合料水分等均设计了三水平 , 料层厚度 设 720m m 和 800m m 两水平, 其中方案 10~ 12 考 察碱度的影响; 方案 11、 15~ 17 考察水分的影响 ; 方 案 12~ 14 考察白灰配比的影响; 方案 10 与方案 18 对比, 考察料层厚度对烧结的影响。烧结杯试验、 还 原性和低温粉化性能测试等参照国际标准。
第 46 卷
第 9期
钢
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Vo l. 46, N o. 9 September 2011
2 0 1 1 年 9 月
Iron and St eel
550 m2 烧结机优化配矿技术
赵志星1 ,
摘
安
钢2 ,
裴元东1 ,
赵
勇1 ,
潘
文1
( 1. 首钢技术研究院 , 北 京 100043;
2. 首钢京唐公司烧结厂 , 河北 唐山 063200)
Results of LAT and FI of ores
Optimizing Ore Blending Technology for 550 m2 Sintering Machine
ZH AO Z hi xing 1 , AN Gang 2 , PEI Yuan - Dong 1 , ZH A O Yong 1 , PAN Wen1
( 1. Shougang Resear ch Institute of T echnolog y, Beijing 100043, China; 2. T he Sinter ing P lant of Shoug ang Jingtang, T angshan 063200, Hebei, China) Abstract: T he research on optimizing o re blending for 550 m 2 sintering machine in Jingtang o f Sho ug ang w as car ried out. F ir stly, based on the co ndition o f iron o re resourse in Shougang , sinter ing propert ies of var ious o res, especially the hig h temper at ur e pr operties w er e researched, and basic st ructur e o f or e blending was fix ed accor ding to the mutual co mplementa ry pro pert ies of assimilation and liquid phase fluidity among A ustr alia or e, Br azilian ore and domestic co ncentrates, t hat w as A ustr alian ore ( 50%- 60%) + Brazilian o re ( 40%- 30%) + domestic concentr ates ( about 10% ) . Secondly , nine gr oups of o re matching schemes w ere designed and sinter ing pot t ests w ere carr ied out, and then the st arting scheme of 550m 2 sintering machine was obtained: or e fr om souther n Brazil ( 20% ) + o re fro m no rthern Brazil ( 10% ) + semi limonit e ( 20% ) + limo nite ore ( 35% ) + domestic co ncentrates ( 15% ) . T hir dly, ex periment of o pt imizing par ameters of o ptimizing basicity, lime ratio, w ater addition and bed depth wer e car ried out, and 9 gr oups o f or e matching schemes wer e designed. T he results show that par ameter s fit for Jingtang cur r ently a re as fo llow s: binar y basicity is 1. 90 - 1. 95, lime ratio and wat er addition is 5% and 7. 0% respect ively; sinter ing bed sho uld incr ease to 800mm gr adually . At last , Jing tang sintering plant was put into product ion successful ly and yields stably , w ith the bed depth at 800mm and advanced sintering index es. Key words: iro n o re fine; sinter ; deep bed; optimizing ore blending; pr ocess par ameter
近年来, 随着优质铁矿粉资源的日渐缺乏 , 大量 劣质铁矿粉涌入市场, 如何保证烧结矿的产质量成 为摆在烧结工作者面前的一项难题 , 尤其在当前金 融危机影响下, 合理使用劣质铁矿粉资源成为降低 烧结原料成本、 进而炼铁成本的重要举措。通过对 铁矿粉自身性能的深入研究, 发掘劣质铁矿粉的 潜 在优势 , 进而实现烧结优化配矿将显得愈发重要。
2
试验结果与分析
铁矿粉的高温特性结果列于表 2。图 1 和图 2 所
2. 1 铁矿粉的高温特性 示分别为各种铁矿粉同化性和液相流动性的比较。
表 2 铁矿粉的 LAT 和 FI 测定数据 Table 2
评价指标 LA T / FI OA 1 205 1. 895 OB 1 135 3. 127 OC 1 233 0. 374
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E -mail: zh aozhi xing@ mail. sh ou gang. com . cn;
收稿日期 : 2010 -12 -16
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Hale Waihona Puke Baidu
过 400 m ) 配矿研究的报道则较少 。 本文根据首钢铁矿粉资源条件, 对京唐烧结可 能使用的铁矿粉的同化性、 液相流动性等高温性能 进行了研究, 通过高温特性互补的优化选取原则, 确 定矿粉搭配结构 ; 在此基础上 , 设计若干组优化配矿 方案 , 并进行相应的烧结杯试验, 以确定 550 m 2 烧 结机的投产开机方案 ; 然后, 进行碱度、 白灰配比、 混 合料水分和料层厚度等烧结工艺参数的优化试验 , 为 550 m 2 烧结机工艺参数的优化提供技术支持; 最 后, 跟踪和分析了 550 m 2 烧结机的工业实践结果。