天鐵崇鋼球團(tuán)優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)、降低配礦成本的技術(shù)措施

孟偉  趙文書

(天津鐵廠有限公司)

摘要： 2023年是新天鋼集團(tuán)創(chuàng)新年，天鐵公司崇鋼廠根據(jù)集團(tuán)進(jìn)一步降本增效的總體要求，在球團(tuán)工序?qū)嵤┝说统杀九涞V戰(zhàn)略，探索創(chuàng)新新經(jīng)濟(jì)料種配加方法，優(yōu)化各類經(jīng)濟(jì)原料的配加比例，提高低品位回收含鐵混合料的配加用量，實(shí)現(xiàn)了由低品位、低價(jià)、高性價(jià)比的含鐵料替代傳統(tǒng)造球原料的功能替代作用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：球團(tuán)配礦；配礦原則；技術(shù)措施；保障措施；創(chuàng)效

2023年是新天鋼集團(tuán)“創(chuàng)新年”，天鐵公司崇鋼球團(tuán)根據(jù)集團(tuán)“在守正中求突破，在創(chuàng)效中求發(fā)展”的工作總基調(diào)，在球團(tuán)工序進(jìn)行了低成本配礦戰(zhàn)略，在保證球團(tuán)質(zhì)量的前提下，積極加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)原料配加管理，積極探索新經(jīng)濟(jì)料的配加比例，積極嘗試切實(shí)可行的優(yōu)化措施。為此，崇鋼廠專門成立了以分管廠領(lǐng)導(dǎo)掛帥的球團(tuán)配礦攻關(guān)組，采取一系列措施，不斷優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)，力求進(jìn)一步降低球團(tuán)礦含鐵料成本。

1  崇鋼球團(tuán)配礦原則

球團(tuán)配礦攻關(guān)組本著“多使用低價(jià)料，少使用高價(jià)料；多使用粗粉，少使用細(xì)粉”配礦理念，轉(zhuǎn)變觀念，打破常規(guī)，不斷提高粗礦粉配加比例，同時(shí)增加低品位回收含鐵混合料的使用。

通過對(duì)球團(tuán)使用的各種鐵礦粉的造球性能及高溫性能的研究，掌握所有原料的成球特性及高溫特性，并有計(jì)劃的按照比例進(jìn)行混配，是降低球團(tuán)成本、穩(wěn)定球團(tuán)生產(chǎn)、提高球團(tuán)質(zhì)量的有效途徑。

根據(jù)基于鐵礦粉自身特性來優(yōu)化配礦原理，利用鐵礦粉之間的互補(bǔ)性規(guī)律，按照如下配礦原則執(zhí)行：在成球率和微觀特性滿足球團(tuán)生產(chǎn)的條件下，比表面積高與比表面積低的鐵礦粉搭配使用；粒度細(xì)與粒度粗的鐵礦粉搭配使用；磁鐵礦粉與赤鐵礦粉搭配使用；高硅礦粉與低硅礦粉搭配使用；有害元素高的鐵礦粉與有害元素低的鐵礦粉搭配使用。

2  崇鋼球團(tuán)配礦的具體措施

2.1  提Ti降本

通過提升配礦結(jié)構(gòu)中價(jià)格較低的高鈦精粉，降低球團(tuán)含鐵料成本。下表是天鐵崇鋼常用的兩種65品位鐵精粉，由下表可見，兩種鐵礦粉Tfe含量相近，且粒度相近，造球性能相近，而高鈦精粉65價(jià)格較山東精粉65價(jià)格低約30元/噸。在滿足天鐵高爐使用質(zhì)量要求的前提下，可盡量提升球團(tuán)的Ti指標(biāo)負(fù)荷，既不超Ti指標(biāo)要求上限，又盡最大可能增加高鈦精粉65配比，以替代山東酸粉65使用量。

                          表1  物料成分對(duì)比表

2.2  提升經(jīng)濟(jì)料（赤泥粉）配加降本

積極嘗試使用其它行業(yè)低價(jià)含鐵副產(chǎn)物代替高價(jià)鐵精粉，其中，赤泥粉就是很不錯(cuò)的優(yōu)選品種。赤泥粉是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的泥漿狀工業(yè)廢渣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1噸氧化鋁，大約會(huì)產(chǎn)生0 .7～2噸的赤泥。赤泥粉TFe含量在40%~50%不等，品位45％左右的赤泥到廠價(jià)格約為250元／t，噸度價(jià)約5.5元／t·度；而品位65％的鐵精粉到廠價(jià)格約為900元／t，噸度價(jià)約14元／t·度。由此可見，球團(tuán)配加赤泥粉有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。天鐵崇鋼用赤泥粉理化指標(biāo)見下表。

表2 赤泥粉理化指標(biāo)表

天鐵崇鋼球團(tuán)2022年使用細(xì)磨過的赤泥鐵粉，年配加比例為2.72%；同比2021年度1.86%高出0.86個(gè)百分點(diǎn)。2023年天鐵崇鋼球團(tuán)通過對(duì)部分設(shè)備改造、試驗(yàn)攻關(guān)等措施，開始使用赤泥原礦粗粉，并將赤泥粗粉配加比例提升至4%，大幅度降低了球團(tuán)含鐵料成本。僅赤泥粉一項(xiàng)，預(yù)計(jì)比去年創(chuàng)效約450萬元以上。

2.3  合理使用國(guó)外低價(jià)低品位礦粉

天鐵崇鋼球團(tuán)使用的國(guó)外進(jìn)口礦粉主要是低品位高硅澳大利亞細(xì)精礦，其價(jià)格較同品位山西精礦低約20元／t，其硅含量較高，可搭配國(guó)內(nèi)低硅精礦使用，而且其-200目篩下率可達(dá)到99%以上，對(duì)造球非常有利。今年1-5月份，天鐵崇鋼球團(tuán)已使用進(jìn)口澳大利亞卡拉拉精礦4萬余噸。其質(zhì)量指標(biāo)如下：

表3 卡拉拉精礦成分表

2.4   適度配加部分低價(jià)低品位赤鐵礦粉

磁鐵礦粉球團(tuán)的固結(jié)機(jī)理主要為Fe₂O₃的再結(jié)晶長(zhǎng)大，其結(jié)晶規(guī)律均為“初晶~發(fā)育晶~互連，固結(jié)強(qiáng)度高;赤鐵礦粉球團(tuán)在焙燒過程中不放熱，其固結(jié)機(jī)理主要為Fe₂O₃的晶粒長(zhǎng)大和再結(jié)晶，沒有晶格轉(zhuǎn)變,所以固結(jié)困難。如果赤鐵礦粉配加比例過高，為確保成品球抗壓強(qiáng)度，必然會(huì)造成球團(tuán)預(yù)熱和焙燒溫度高且時(shí)間長(zhǎng)，這勢(shì)必會(huì)影響鏈篦機(jī)~回轉(zhuǎn)窯的能耗和產(chǎn)量。因此，天鐵崇鋼球團(tuán)在配加低價(jià)格低品位赤鐵礦粉時(shí)，充分考慮其在生產(chǎn)過程中的綜合經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)實(shí)時(shí)價(jià)格因素，適量配加部分具有性價(jià)比的低品位印度粉、巴西粉等赤鐵礦粉，其配加比例一般在4~6%左右。

2.5 加大本廠低品位回收含鐵混合料的使用

低品位回收含鐵混合料的價(jià)格低，在保證球團(tuán)礦質(zhì)量指標(biāo)的前提下，科學(xué)合理的使用價(jià)格相對(duì)低廉的回收混合料，非常有利于降低球團(tuán)配礦成本。天鐵崇鋼球團(tuán)使用的低品位含鐵混合料主要有：除塵灰、煉鋼污泥等微細(xì)顆粒原料。煉鋼污泥是轉(zhuǎn)爐煉鋼的副產(chǎn)品，一方面含有一定的鐵，另一方面粒度極細(xì)，同時(shí)具有一定的粘性。將過濾的污泥在配料工序加入，經(jīng)過干燥、混勻后參加造球。球團(tuán)生產(chǎn)配加轉(zhuǎn)爐污泥可以改善造球過程和降低膨潤(rùn)土用量，從而對(duì)提高球團(tuán)礦質(zhì)量具有一定積極作用。2023年天鐵崇鋼球團(tuán)除塵灰配加量在0.5~1%不等，而煉鋼污泥配加量約在3%。

3   崇鋼球團(tuán)優(yōu)化配礦的保證措施

3.1  技術(shù)與管理并重，以技術(shù)為依托。

天鐵崇鋼球團(tuán)在優(yōu)化球團(tuán)配礦的實(shí)施中，既要降低球團(tuán)礦的配礦成本，又要保證球團(tuán)各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)不能影響高爐穩(wěn)定順行。在配礦過程中不斷探索新物料在球團(tuán)配礦中的應(yīng)用，根據(jù)新的配礦方案及時(shí)開展造球試驗(yàn)和焙燒試驗(yàn)，及時(shí)收集整理各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步優(yōu)化球團(tuán)配比提供強(qiáng)有力的支撐。特別是在小品種雜料配加，必須先期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，取得技術(shù)數(shù)據(jù)以后，經(jīng)過討論總結(jié)優(yōu)化，才在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。

3.2  球團(tuán)優(yōu)化配礦要以高爐穩(wěn)定順行為原則。

實(shí)施配礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，由于提高了低品位含鐵料配比，球團(tuán)礦Tfe含量有一定降低，為保證高爐穩(wěn)定順行，必須確保球團(tuán)礦質(zhì)量指標(biāo)，在實(shí)際操作中要采取相應(yīng)措施。

3.2.1由于低價(jià)含鐵料中各元素成分波動(dòng)較大，配料工要根據(jù)含鐵雜料的成分變化來實(shí)時(shí)調(diào)整原料配比，保證球團(tuán)成分指標(biāo)、強(qiáng)度指標(biāo)的穩(wěn)定率。

3.2.2根據(jù)不同配礦方案，適時(shí)調(diào)整工序參數(shù)，從原料水分入手，調(diào)整烘干溫度控制制度，確保造球混合料水分可控。造球工根據(jù)生球造球狀況適時(shí)調(diào)控霧化水，確保生球水分穩(wěn)定。

3.3.3根據(jù)不同原料使用效果和鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯裝備即時(shí)狀況，適時(shí)制定不同的熱工操作制度，在確保生產(chǎn)順行、質(zhì)量穩(wěn)定的同時(shí)，確保窯內(nèi)氣氛良好，窯況穩(wěn)定。

3.3  不斷實(shí)施設(shè)備優(yōu)化，提升各類物料使用效果。

3.3.1按照“滴水成球、霧水長(zhǎng)大”的原則，從改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)方面入手，對(duì)6m造球盤霧化水的裝置和位置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)及改造，改造后霧化水裝置噴淋分散且可控可調(diào)，提升了混合料成球率及生球質(zhì)量，減少了返料以及粉末的產(chǎn)生，保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3.2原天鐵崇鋼球團(tuán)造球機(jī)球盤規(guī)格為直徑6000mm、邊高500mm。該規(guī)格邊高的造球盤，在造球物料粒度較高的情況下，可實(shí)現(xiàn)造球生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。但是，當(dāng)造球物料粒度較低、造球粉較粗時(shí)，該規(guī)格邊高的造球盤生產(chǎn)效率會(huì)大大降低，且生球質(zhì)量得不到保證。優(yōu)化配礦后，由于增加了粗粉配加比例，造球混合物料粒度相對(duì)較低、造球粉略粗。通過對(duì)造球盤邊高進(jìn)行改造，加高球盤邊高至600mm，提升了造球盤容積率，提高了混合料在球盤內(nèi)滾動(dòng)停留時(shí)間，從而提升了物料成球效果和生球質(zhì)量。

4  崇鋼球團(tuán)配礦效果

2023年1-5月份，天鐵崇鋼球團(tuán)通過優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)，球團(tuán)含鐵料創(chuàng)效情況如下：

4.1  配加高鈦65精粉替代山東65鐵精粉，合計(jì)消耗2.5萬噸，創(chuàng)效75萬元。

4.2  配加赤泥粗粉代替細(xì)磨赤泥粉，并提升配加比例，合計(jì)消耗2.5萬噸，創(chuàng)效187.5萬元。

4.3  配加低價(jià)低品位澳大利亞卡拉拉礦粉替代山西60精粉，合計(jì)消耗4萬噸，創(chuàng)效80萬元。

4.4  配加低價(jià)低品位赤鐵礦粉1.8萬噸，低品位回收含鐵混合料1萬噸，創(chuàng)效900萬元。

崇鋼球團(tuán)含鐵料配礦工作取得了一定成績(jī)，今年前5個(gè)月取得了合計(jì)創(chuàng)效1300余萬元的可觀效益。

5  結(jié)束語

天鐵崇鋼球團(tuán)通過配礦攻關(guān)組的科學(xué)配礦，不斷提高經(jīng)濟(jì)料種的配加比例，增加低品位回收含鐵混合料的使用。以保證質(zhì)量、穩(wěn)定產(chǎn)量、降本增效為核心目標(biāo)，積極探索并優(yōu)化最佳的球團(tuán)配礦方案，滿足了天鐵高爐生產(chǎn)用料要求，為天鐵高爐提供了質(zhì)量好、價(jià)格低的優(yōu)質(zhì)球團(tuán)礦。