铬精粉配加不锈钢除尘灰烧结性能研究_孙伟.pdf

年第 期总第 期铁 合 金：作者简介 孙伟 男，年 月出生，年毕业于内蒙古科技大学稀土工程专业，工程师。现在酒钢集团宏电铁合金公司主要从事铬铁冶炼工作。：。收稿日期 铬精粉配加不锈钢除尘灰烧结性能研究孙伟辛永琪（酒钢集团宏电铁合金有限责任公司 甘肃嘉峪关）摘 要 通过实验室烧结杯试验，在不同配比下分别对南非精粉矿、土耳其精粉矿、铬除尘和膨润土研究烧结性能和成球率。结果表明，在配加 铬除尘灰条件下，烧结矿具有较高的成球率，具有较好的技术经济指标。关键词 烧结杯 成品率 转鼓指数中图分类号 文献标识码 文章编号（），（，），前言为提升铬矿经济性配料，强化烧结性能研究，宏电铁合金公司组织专业技术研究团队开展实验室烧结杯试验，分别开展南非精粉矿配加膨润土，南非精粉矿配加铬除尘灰烧结试验，通过实验获得了较好的经济效益。试验工艺和材料 试验工艺流程试验工艺流程包括：备料、配料、混料、布料、点火、烧结、破碎、落下、筛分整粒、取样送检等环节，如图 所示。（）备料。完成南非铬矿粉、土耳其铬矿粉、铬除尘灰、兰炭粉、膨润土、焦粉现场取样，预先混匀图 烧结杯试验流程图 并抽样送检；对不锈钢除尘灰提前消化，使各物料理化性能满足烧结杯试验要求。（）配料。单次烧结杯试验配料总量为 ，按每组方案具体配比称取原燃料，形成配合料。（）混料。将配合料装入一次混合机，进行混匀、加水润湿与造粒形成一次混合料，然后由传动机构将一次混合料倒入二次混合机，进行强化制粒，制粒完成后的二次混合料倒入布料漏斗，称重并记录。（）布料。人工布置好铺底料，将布料漏斗用电动单梁起重机吊到布料机上并启动布料机，待混合料略高于杯口时，停布料机，进行人工压料操作，将杯口料压实、刮平。（）点火。启动电脑程序，设置好烧结各项工艺参数，点击烧结开始，各流程节点正常显示后，启动助燃风机，人工打开煤气阀，引燃旁通管实施点火操作，点火负压 。（）烧结。点火完成后，各动作由计算机自动控制，烧结负压为 ，自上而下进行抽风烧结。（）破碎。待计算机程序运行到冷却结束，温度小于 时，即可开启单辊破碎机，将烧结好的料柱倒入单辊破碎机破碎，称量，记录。（）筛分。分别按落下、筛分控制按钮，自动完成落下及筛分工作。（）整粒。称量并记录各粒级的烧结矿重量，输入电脑，保存数据。原燃料化学成分将预处理后的原燃料分别取样送检，化学成分如表 所示。表 原燃料化学成分 原料名称南非铬粉土耳其铬粉铬除尘灰膨润土兰炭粉焦粉 兰炭粉：，：，：。焦粉：，：，：。南非铬矿粉、土耳其铬矿粉 含量高，有利于生产铬品位高的烧结矿；土耳其铬矿粉 含量高，加上其他原料中的，有利于橄榄石类液相的生成；不锈钢除尘灰中含有较高的、元素，碱度 倍以上，属于超高碱度灰，加上其他原料内的、，有利于铁酸钙液相生成；铬除尘灰有害杂质、含量较高，但有利于混合造粒；兰炭粉水分、挥发分高，将会对烧结产生不利影响。粒度组成铬矿粉粒度组成如表 所示。表 铬矿粉粒度组成 粒度 南非铬矿粉 土耳其铬矿粉 南非铬矿粉 占，土耳其铬矿粉 占，此部分颗粒既不能成为制粒核心，也不能成为黏附粒子，相对来说，成球性能略差。烧结试验 试验工艺参数参照前期对铬矿粉烧结性能方面的研究，结合实验室设备现状及原燃料物化性质，初步确定本次烧结杯试验基本烧结工艺参数如表 所示。配料计算中返矿外配，考虑到南非铬矿粉烧结制粒效果较差，返矿配比预设为，比常规烧结高。由于铬矿烧结燃料消耗较大，内部温度较高，铺底料料量预设 ，较常规烧结多 ，铺底料粒度为 ，铺地料厚度为 。点火时间为 ，其他工艺参数与常规烧结工艺相近。表 试验工艺参数 混合时间 点火温度 混合料水分 点火负压 烧结负压 铺底料量 料层高度 返矿配比 铁 合 金 年 烧结杯试验配矿方案如表 所示。表 烧结杯试验配矿方案 方案编号南非铬矿粉土精粉铬除尘灰膨润土 兰炭粉 焦粉（烧返矿）不同企业的铬矿烧结，由于使用矿种的种类和配比的不同，利用系数、成品率也不尽相同，本试验采用行业内公认可烧性较差的南非铬矿粉烧结指标为参照，利用系数、成品率分别取行业平均值 和。方案 指标分析方案 配矿结构：南非铬矿粉土耳其铬矿粉铬除尘灰兰炭粉焦粉，外配返矿，烧结指标对比及化学成分如表 所示。表 方案 烧结指标及化学成分 方案编号化学成分 成品率 利用系数（）方案 行业平均差异方案 行业平均差异 由表 可见，方案 产品成品率，比行业平均值高；利用系数 ，比行业平均值高 。化学成分均一稳定，铬品位高，有害杂质少，因此该方案生产铬烧结矿可行。方案 指标分析方案 配矿结构：的南非铬矿粉铬除尘灰兰炭粉焦粉，外配返矿，烧结指标对比及化学成分如表 所示。表 方案 烧结指标及化学成分 方案编号化学成分 成品率 利用系数（）方案 行业平均差异方案 行业平均差异 由表 可见，方案 产品成品率，比行业平均值高；利用系数 ，比行业平均值高 。化学成分均一稳定，铬品位高，有害杂质少，因此该方案也可行。方案 配加膨润土指标分析 方案 在方案 的基础上，用 的膨润土充当黏结剂，等量替代南非铬矿粉，验证膨润土对烧结过程产生的具体影响。主要指标及化学成分差异如表 所示。表 膨润土优化方案对比 方案编号化学成分 成品率 利用系数（）转鼓指数 固体燃耗（）差异 由表 可见，配加 的膨润土后，烧结矿成品率下降了，利用系数不变，转鼓指数下降了个百分点，固体燃耗上升 ，铬品位下降了。综合来看，膨润土强化制粒、提升利用系数的效果不明显。原因分析：铬除尘灰经加水润湿后，同样起到了黏结剂的作用。原始南非铬粉制粒后大于 粒级占比仅为，而方案 加入 的铬除尘灰后，成球性已经明显改善，大于 粒级达到。此时再加膨润土充当黏结剂强化制粒的作用不明显（如图 所示），而其带入杂质、增加燃耗、降低铬品位的负面作用反而凸显。方案 加入膨润土后，混合料中大于 粒级含量为，与方案 的成球性相当，整体变化不大。第 期孙伟等 铬精粉配加不锈钢除尘灰烧结性能研究 原始 方案 方案 图 制粒效果对比 结语（）原始南非铬精粉制粒后大于 粒级占比仅为，通过配加 铬除尘灰，成球性明显提升，铬除尘灰对于黏结性具有较好的促进作用。（）在原始南非铬精粉基础上同时配加 铬除尘灰和 的膨润土后，烧结矿成品率下降了，利用系数不变，转鼓指数下降了，固体燃耗上升 ，铬品位下降了。综合来看，在配加 铬除尘灰的前提下，膨润土强化制粒、提升烧结利用系数的效果不明显。（）仅使用南非精粉制粒后，烧结矿成品率较配加土耳其精粉烧结矿成品率低，利用系数低，但均高于行业平均值，化学成分较稳定，可利用南非精粉进行单独烧结。（）南非铬粉烧结转鼓指数偏低，主要与矿相有关，南非铬矿主要以 的再结晶固相固结为主，常规铁矿以液相固结为主。如果进行规模化烧结生产，建议优化配料探寻烧结性能好的铬系原料或适量增加燃料配比来提高烧结矿强度；同时在厂址选择及设计上，应尽量靠近矿热炉，减少转运站数量及运输的垂直落差，降低倒运过程中的粉末率。参考文献 朱德庆，熊守安，仉宏亮，等铬铁精矿球团烧结工艺与机理 中南大学学报（自然科学版），（）：朱德庆，李建，潘建，等铬铁矿粉烧结试验研究钢铁，（）：蒋仁全，邓小东，向花亮，等铬精粉矿带式烧结工艺研究与实践铁合金，（）：王冰，张宗旺提高烧结矿强度的措施山西冶金，（）：（上接第 页）以 系列为例，自动配料首先根据目标钢种元素成分进行上下限设置作为约束条件，同时对参与配料氧化期和还原期的主材配比也可以设置上下限约束，以精炼产品成本最低为优化目标，优化出满足限制条件前提下每种氧化期和还原期材料的配比，以及在此配比条件下，计算出精炼产品的成分含量以及对应的成本。结语结合广西北港新材料有限公司不锈钢冶炼生产原料和工艺参数，开发了网页版的不锈钢生产原料性价评价与全流程冶炼配料优化模型。采用 编程软件完成对模型软件系统的界面设计和代码编写，将模型算法转换为程序代码，操作环境整齐简洁，操作方便易懂。目前，该模型已在广西北港新材料有限公司成功应用，吨钢成本降低 元，按照目前北港新材料不锈钢年产量 万 计算，每年可降低成本 万元，经济效益非常显著。参考文献 周建南，周天时利用红土镍矿冶炼镍铁及不锈钢北京：化学工业出版社，郭亚芬，郭青不锈钢电炉配料模型的研究与应用冶金自动化，：耿涛，邹长东，赵家七，等铝镇静钢的成本最优化合金配料模型研究冶金自动化，（）：任铁良，王卫红，胡小刚 钢包精炼炉最优经济配料研究冶金能源，（）：张中中，甘牧原，吴丹伟，等“烧结球团高炉”联动配矿模型设计烧结球团，（）：潘料庭，谢明耀，黄学忠，等不锈钢精炼配料优化模型开发铁合金，（）：铁 合 金 年