錢 強(qiáng)
(攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司，四川 攀枝花 617022)
摘 要: 鋼渣磁選粉物相以硅酸三鈣為主，其次為鐵酸鹽相、硅酸二鈣、鐵酸鎂、RO 相等; 燒結(jié)配加 2% 的鋼渣磁選粉替代鋼渣粉時，混合料中 ＜3 mm 粒級含量降低 4% ～5%，有利于改善料層透氣性，燒結(jié)礦成分變化不大; 鋼渣磁選粉中的磷含量較鋼渣粉少 0． 3%，雖然更有利于燒結(jié)使用，但仍會影響燒結(jié)礦和鐵水磷含量，因此只能限制循環(huán)次數(shù)及使用范圍。
關(guān)鍵詞: 鋼渣磁選粉; 鋼渣粉; 燒結(jié); 磷元素
1 前 言
轉(zhuǎn)爐鋼渣綜合利用難度大于高爐渣，其中，低品位鋼渣磁選粉因金屬鐵含量低、數(shù)量大，大多只能通過濕式球磨回收金屬鐵，其球磨污泥無法得到利用，給環(huán)境帶來了一定的影響［1］。如能將鋼渣磁選粉用來替代鋼渣粉作燒結(jié)熔劑，不僅能開拓鋼渣磁選粉新利用渠道，給企業(yè)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠減少大量廢棄鋼渣對周圍環(huán)境 的 影 響，從 而 保 證 攀 鋼 煉 鐵 廠 的 正 常生產(chǎn)［2 ～4］。
2 試驗(yàn)原料和方法
2． 1 試驗(yàn)原料
2． 1． 1 鋼渣磁選粉物相分析
鋼渣經(jīng)過打水熱悶后進(jìn)入鋼渣生產(chǎn)線，通過8 mm 篩孔篩分和 2800GS 滾筒磁選后，生產(chǎn)出MFe 含量為 5%的低品位鋼渣磁選粉。
對鋼渣磁選粉樣品電鏡掃描發(fā)現(xiàn)其中有部分高爐渣物相，種類達(dá)到 15 種，是各類冶金渣中物相較多的一種。物相以硅酸三鈣為主，其次為鐵酸鹽相、硅酸二鈣、鐵酸鎂、RO 相等組成，主要物相及其含量見表 1。
鋼渣磁選粉樣品中的物相粒徑細(xì)小，有的樣塊以玻璃相為主。硅酸三鈣和硅酸二鈣以大小粒狀為主，部分為長柱狀或短柱狀結(jié)構(gòu)，部分硅酸二鈣為牛眼狀結(jié)構(gòu)，鐵酸鹽相呈不等的粒狀，填充在其它物相的間隙中，鐵酸鎂呈大小粒狀，彌散在渣中，RO 相呈粒狀部分在硅酸三鈣等物相中外多彌散在渣中。
2． 1． 2 燒結(jié)原料構(gòu)成及化學(xué)成分
攀鋼煉鐵廠燒結(jié)混合原料主要由鐵精礦、熔劑、燃料組成，配比為攀精礦( 50% ～55． 0%) 、澳礦( 7% ～ 15%) 、石灰石( 4% ～ 9%) 、生石灰( 5% ～8%) 、焦炭粉( 4% ～5%) 、鋼渣粉( 2% ～3%) 等。為了解決周邊鐵礦供應(yīng)日益緊張的問題以及降低生鐵成本，煉鐵廠逐漸利用中、低品位粉礦和鐵精礦為主要原料生產(chǎn)基本成分接近周邊鐵礦的球團(tuán)和燒結(jié)礦。由于鋼渣原料及生產(chǎn)線相同，所以鋼渣磁選粉與鋼渣粉化學(xué)成分相近，只是品位( MFe%) 相差5%左右，同時磷含量較鋼渣粉少 0． 3% 左右。各燒結(jié)原料的化學(xué)成分見表 2。
2． 2 試驗(yàn)方法
2． 2． 1 燒結(jié)杯試驗(yàn)
燒結(jié)試驗(yàn)在250 mm ×730 mm 燒結(jié)杯中進(jìn)行，固定主要參數(shù)，混合料水分控制在 6． 9 ± 0．1%; 點(diǎn)火負(fù)壓 600 ×9． 8 Pa，燒結(jié)負(fù)壓 1 200 ×9．8 Pa，點(diǎn)火時間 2 min。
2． 2． 2 工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)
攀鋼煉鐵廠在燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在新 1 #燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行鋼渣磁選粉燒結(jié)工業(yè)試驗(yàn)。根據(jù)以往大量的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)性應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，鋼渣磁選粉選用 2% 配比量的效果最好［5，6］ 。試驗(yàn)以 10月 5 日前為基準(zhǔn)期，10 月 5 日后為試驗(yàn)期，抽取了 10 月 4 日和 11 月 23 日生產(chǎn)情況為基準(zhǔn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過試驗(yàn)對比分析鋼渣磁選粉和鋼渣粉在燒結(jié)礦生產(chǎn)中的使用效果。
3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
3． 1 燒結(jié)杯試驗(yàn)
試驗(yàn)采用單因素法，以攀精礦為主，普通富礦粉總配比控制在 13%左右，基準(zhǔn)配比為 2% 的鋼渣粉，正樣配比為 2% 的鋼渣磁選粉，具體物料配比見表 3。
所用原燃料均為生產(chǎn)現(xiàn)場原料。由表 3 可知除鋼渣粉和鋼渣磁選粉外各物料配比相同，試驗(yàn)可比性強(qiáng)。鋼渣粉和鋼渣磁選粉的理化性能對比見表 4。
由表4 可見，兩者理化性能接近，鋼渣磁選粉 TFe 含量較鋼渣粉高5%左右，其燒結(jié)成分見表5。
由表 5 可見，燒結(jié)成分基本穩(wěn)定，正樣的TFe 比基準(zhǔn)高 0． 02%，F(xiàn)eO 高 0． 58%，主要是因?yàn)殇撛胚x粉的 TFe 含量比鋼渣粉高，使得成品燒結(jié)礦 TFe 高于基準(zhǔn)。
3． 2 工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果，為進(jìn)一步確認(rèn)鋼渣磁選粉在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性，仍然按照 2%的配加比例，將鋼渣磁選粉投入新 1 # 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)生產(chǎn)中。新 1 # 燒結(jié)機(jī)主要設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo): 有效燒結(jié)面積 360 m2 、利用系數(shù) 1． 30 t/( m2 ·h) 、年產(chǎn)量393． 57 萬 t、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)≥70%、堿度2． 24、作業(yè)率 96%。
配加鋼渣磁選粉后生產(chǎn)出的燒結(jié)礦主要供應(yīng)新 3 # 高爐使用。
試驗(yàn)采用單因素法，所用原燃料均為生產(chǎn)現(xiàn)場原料。各階段物料配比見表 6，可見各物料配比相差不大，物料相對穩(wěn)定，試驗(yàn)可比性較強(qiáng)，所得燒結(jié)指標(biāo)為工業(yè)指標(biāo)。
燒結(jié)生產(chǎn)操作指標(biāo)對比見表 7，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo)對比見表 8，燒結(jié)化學(xué)成分對比見表 9。
由表 6 ～9 可見，鋼渣磁選粉配入燒結(jié)料后，給燒結(jié)生產(chǎn)帶來以下優(yōu)點(diǎn):
( 1) 由于鋼渣磁選粉中含有 Ca( OH)2 ，親水性強(qiáng)，有比石灰石粉更好的粘性，另外硅酸三鈣、硅酸二鈣等礦相含量較高，具有一定的粘接性能，加入燒結(jié)混合料有利于成球，使混合料中 ＜3 mm粒級含量降低4% ～5%，有利于改善料層透氣性;
( 2) 從燒結(jié)化學(xué)成分來看，F(xiàn)eO、CaO 分別提升了 0． 46%和 1． 41%，其余成分相接近;
( 3) 配加 2% 鋼渣磁選粉后，1 # 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)指標(biāo)與基準(zhǔn)期結(jié)果相比，料層厚度、主管負(fù)壓、主管廢棄溫度變化較小，機(jī)速、冷返礦略有提升，表明燒結(jié)礦中配加 2% 的鋼渣磁選粉后，其各項(xiàng)工業(yè)燒結(jié)指標(biāo)與基準(zhǔn)期相接近，且較為穩(wěn)定;
( 4) 試驗(yàn)期臺時產(chǎn)量有所提高，對應(yīng)的固體燃料消耗升高，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)略微下降。
以上情況總體說明，鋼渣磁選粉替代鋼渣粉返回?zé)Y(jié)，工藝效果較好，有利于改善燒結(jié)料透氣性、改善燒結(jié)強(qiáng)度、富集 V2O5 、提高產(chǎn)量，但磷的含量隨之增加。
從燒結(jié)到煉鐵工藝來看，配加鋼渣磁選粉替代鋼渣粉后各環(huán)節(jié)使用效果較好，對燒結(jié)生產(chǎn)而言，改善了燒結(jié)料性能，提高了燒結(jié)產(chǎn)量，減少了粉末量。雖然配加鋼渣會使燒結(jié) TFe 略微降低，但對改善爐渣流動性、降低鐵損和焦比等具有一定的作用。
關(guān)于有害雜質(zhì)磷的富集問題，鋼渣磁選粉中含有 0． 45% 的磷，替代 25% 的石灰石后，燒結(jié)礦、鐵水、釩渣等磷含量均有升高，不得不降低鋼渣的循環(huán)次數(shù)，且配加量相應(yīng)降低，由最初的4%下降至目前的 2%。因此，為保持鋼渣的循環(huán)次數(shù)，目前只用于新 1 # 燒結(jié)( 新 3 # 高爐) 而控制使用范圍，以避免磷的快速富集，這個長期問題需及時跟蹤和了解。
4 結(jié) 論
( 1) 鋼渣磁選粉物相以硅酸三鈣為主，其次為鐵酸鹽相、硅酸二鈣、鐵酸鎂、RO 相等。
( 2) 燒結(jié)生產(chǎn)時，配加 2% 的鋼渣磁選粉替代鋼渣粉時，混合料中 ＜3 mm 粒級含量降低4%～5%，有利于改善料層透氣性，燒結(jié)礦成分變化不大。
( 3) 鋼渣磁選粉中的磷含量較鋼渣粉減少0． 3%，雖然更有利于燒結(jié)使用，但仍會影響燒結(jié)礦和鐵水磷含量，因此只能限制循環(huán)次數(shù)及使用范圍。
( 4) 低品位鋼渣磁選粉在燒結(jié)中的應(yīng)用即可回收寶貴的鐵資源，還可作為熔劑使用，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)利用，改善渣場周圍的生態(tài)環(huán)境。
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