阎占海  张化明  霍红艳

（河钢集团邯郸分公司）

摘  要  介绍了邯钢低硅高镁球团矿实验室实验、产线投笼试验和工业生产的情况。实验实现了提高球团矿入炉品位、降低硅含量、改善冶金性能的目标。确定了球团矿合理的硅和镁含量范围、适当的链-回-环三机热工参数。实现了连续稳定的工业生产。

关键词  球团  低硅高镁  投笼  冶金性能

1  前言

为适应京津冀地区环保形势的要求，邯钢高炉将增加球团矿配比，减少烧结矿产能。镁质球团在实现烧结镁转移、改善球团冶金性能方面有着极大优势，济钢、鞍钢、梅钢、马钢等企业在镁质球团生产及使用上都取得了提产、降耗、改善渣系性能的良好效果[1～5]，为此邯钢利用现有200万吨链-回-环球团生产线，开展低硅高镁球团矿生产，效果良好。

2  试验用原料

根据外厂镁质球团生产经验，镁质添加剂可采用氧化镁、白云石粉、菱镁石粉及其轻烧粉、蛇纹石粉、镁质膨润土、富镁精粉等途径，国内都取得过成功经验[6～9]，对邯郸本地白云石粉、氧化镁粉实验室及投笼试验，均出现细度问题影响造球效果及成品抗压强度，且现场增加密封配料仓投入费用高，为此采用富镁精粉增镁途径，进行镁质球团生产试验，试验原料为进口球粉为主，国内精粉为辅，精粉4为赤铁矿，其它为磁铁矿，具体情况见表1，表2，预测成品充分见表3。

3  实验目的及过程

3.1  实验目的

本实验主要通过实验室试验、投笼试验，验证在当前的原料条件下，焙烧低硅高镁球的可行性，并确定合理的精矿配比，研究球团矿性能的影响因素，为连续性的大规模工业生产提供技术支持。

3.2  实验室生球制备和焙烧

实验室试验膨润土配比2.0%，生球在φ0.55 m 的小型造球盘上制备，球盘倾角50°，转速 25r/min左右，造球时间8min，生球水分控制在 9±0.2 %。 生球中 8～15 mm粒级占95 %以上，取10～15mm的球团作为试验球团。生球平均抗压1.5次—2.1次。

3.3  预热和焙烧试验

为了缩短试验时间，预热和焙烧试验连续进行，试验在φ60mm管炉中进行，预热10min，焙烧10min，缓冷5min。

3.4  投笼试验

投笼试验用的笼子规格φ150×350，用不锈钢筋焊接而成，缝隙小于5mm，每次投笼前装入在实验室造好的生球300个，在链箅机尾部一次投两个笼子，在环冷机出料口取出。取球后先查验笼内球的爆裂情况并查清剩余的完整球数量，然后送实验室做抗压检测和冶金性能指标检测。

3.5  工业试验

在实验室试验及投笼试验均取得成功的情况下，组织了小规模工业试验，对造球、热工等参数进行了验证，最终确定了工业生产时的相关参数。

4  实验结果及讨论

实验室实验和投笼试验取得了较为满意的效果，且投笼试验所获得的球团未出现明显爆裂的情况，详见表4、表5。

4.1  高镁精粉对生球强度和膨润土配比的影响

由于实验室试验效果不明显，这一实验主要在产线上进行。表1中精粉5为高镁矿，其配比对生球强度和膨润土配比影响较大，主要是因为该矿种粒度较差，-200目含量仅为50%左右，亲水性也较差。

表4可以看出，高镁精粉配比增加对生球强度有显著影响，在膨润土配比不变的情况下，随着高镁精粉配比增加，生球强度显著下降，要保证生球强度，必须大幅提高膨润土配比。

4.2  预热及焙烧温度对高镁球团矿抗压强度的影响

配加高镁精粉后，球团矿中镁含量发生显著变化，对球团矿热工制度产生了明显的影响，镁含量和热工参数的变化如下表5。

试验表明，随着球团矿中镁含量逐渐升高，所需的预热和焙烧温度也逐渐升高，但球团矿抗压强度却呈现明显的下降趋势。

4.3  低硅含镁球团冶金性能研究

将球团矿镁含量固定在2.5%左右进行投笼试验，考察温度与冶金性能的关系，结果如表6。

据上表可以看出，链箅机预热温度和窑头温度对球团矿抗压强度有显著影响，前三组投笼尽管焙烧温度已经高达1280℃，但是成品球抗压强度依然不高，当预热温度和窑头温度增加到一定程度以后，成品球抗压强度显著升高。

此外，六组投笼试验中，后三组投笼试验得到了合格球团，与前三组不合格球团比较，还原膨胀存在显著差异，但还原度差异不大。

根据以上的实验结论，后期进行了工业试验，也取得了满意的结果，并已经实现了连续工业生产，满足了高炉的需求。在连续的工业生产过程中还发现，当链箅机预热温度低于1050℃时，窑中含粉率明显增加，窑中焙烧气氛恶化，环冷机料层透气性严重恶化，除了引起球团矿抗压强度下降外，窑中结圈的速度有明显加速的趋势，成品皮带出红球的次数明显增加。

5  结语

用配加高镁精粉的方法在链-回-环球团生产线上生产低硅高镁球团矿是可行的。

与普通酸性球团矿相比，低硅高镁球团的预热及焙烧需要更高的温度，尤其是更高的预热温度和窑头温度。焙烧温度增加到一定程度，继续增加温度对球团矿抗压强度影响不显著。

低硅高镁球团焙烧强度不够时，可能引起严重的还原膨胀，由于本实验数据有限，暂不能下肯定的结论，尚需进一步研究。

链-回-环工艺条件下焙烧低硅高镁球团，掌握好预热温度对控制窑中结圈至关重要。

6  参考文献

[1] 青格勒，王朝东，等.低硅含镁球团抗压强度及冶金性能[N].钢铁研究学报，2014(4).

[2]姜喆，等.鞍钢高炉使用镁质球团提产降耗冶炼实践//[C].2018年全国高炉炼铁学术年会摘要集.

[3]毕传光，等.镁质球团在梅钢4070m³高炉应用实践[J].烧结球团，2018.(6).

[4]朱晓航，等.鲅鱼圈链箅机-回转窑镁质球团矿的开发研究[D].辽宁科技大学，2014.6.

[5]覃德波，等.马钢生产镁质球团工业试验[J].烧结球团，2011.(4）.

[6]刘祥，等.镁质球团矿的研究现状与应用进展[J].鞍钢技术，2018.(3).

[7]廖凯，等.宝钢不同工艺生产的镁质球团矿实验研究[D].内蒙古科技大学，2014.5.

[8] 孙涛，等.球团配加高镁精粉改善冶金性能的工业试验[J].河南冶金 ，2014 (4).

[9] 张一敏. 球团生产知识问答[M].北京：冶金工业出版社，2005.