基于海砂对烧结矿产的影响分析

试验原料

印尼海砂的化学成分和粒度组成见表1和表2。由表1、表2可知,印尼海砂铁品位较低,为56.54%,以磁铁矿为主,Cu、Pb、Zn、K2O和Na2O含量较低,Al2O3和MgO含量稍高,而TiO2很高,达到12.11%;与磁铁精粉相比,粒度较粗,-200目粒级仅占3.17%,且从80目到200目之间各粒级均匀分布。其颗粒形状比较规则、结构致密、表面光滑、硬度和熔点比较高。

试验方法与方案

1.试验方法

烧结试验在300 mm×700 mm烧结杯中进行,点火负压为7kPa ,烧结负压1 2kpa ,点火时间90s ,混合料水分8.5% ,在圆筒混合机内制粒5min。固定料层650 mm ,铺底料厚度30 mm。烧结矿化学成分由杭钢炼铁厂原料化验室检测,冶金性能按国家标准的还原炉检测。低温还原粉化性能检测方法按照GB/ T13242- 91规定的“低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法”进行。检测结果用还原粉化指数RDI+6.3, RDI+3.15和RDI-0.5表示。还原性检测方法按照GB/ T13241-91规定的“铁矿石还原性的测定方法”进行的。

2.试验方案

含铁原料取自杭钢炼铁厂烧结车间圆盘给料机的混匀矿和印尼海砂,考察不同海砂配比(0、5%、10%、15%)对烧结产质量及冶金性能的影响。表3是原料的化学成分,表4是不同海砂配比时的配矿方案。

试验结果及分析

1.印尼海砂对烧结矿产质量的影响

为了解印尼海砂的烧结性能,通过烧结杯试验系统考察了不同海砂配比时,对烧结矿产质量的影响。烧结矿的化学成分TFe52.30%左右,SiO2为5.95%~6.30%,R2为1.90,水分8.5%,焦粉配比固定在5%。由表5可知,随着海砂配比的增加,垂直烧结速度降低,但转鼓强度先增加后降低,利用系数在海砂配比超过5%后,利用系数开始降低,固体消耗总体稳定。这是因为,印尼海砂粒度较粉矿细,但又较造球精粉要粗,且颗粒表面光滑,造球困难导致其烧结透气性下降,垂直烧结速度下降。但由于海砂中的铁大部分以磁铁矿形式存在,且烧结速度慢,高温保持时间长,故在含钛较高情况下,固体消耗没有增加,且强度还略有提高。

2.海砂配比对烧结矿冶金性能的影响

表6是印尼海砂对烧结矿冶金性能的影响。由表6可知,随着海砂配比的增加,烧结矿的低温还原粉化指数RDI+3.15mm急剧降低,从58.49%降低到了37.39%。原因可能是由于烧结矿中的钙钛矿数量增加,使烧结矿中裂纹的数量增多造成热应力增大所致。当海砂配比为5%时,烧结矿的低温还原粉化指数降低较小,考虑到烧结矿中在不配加印尼海砂时,烧结矿中已经有较高含量的TiO2,为0.81%,故推荐海砂配比5%左右。当烧结其它原料中TiO2含量降低时,可以考虑适当提高印尼海砂的配比。从烧结矿的还原性来看,随着印尼海砂配比的增加,烧结矿的还原性增加。这是因为海砂配比增加后,烧结矿的裂纹数量增加,比表面积增加,从而增加了与还原气体的接触面积所致。

结语

1)在杭钢现有的烧结原料中,配加印尼海砂,垂直烧结速度降低,烧结矿利用系数呈下降趋势,但烧结成品率和烧结矿冷态转鼓强度在一定范围内有所提高。2)随着印尼海砂配比的增加,烧结矿的还原性增加,但低温还原粉化指数急剧恶化。从稳定低温还原粉化指数出发,在杭钢现有的烧结原料基础上,印尼海砂的配比控制在5%左右为宜。（本文表略）

本文作者：王志远 何明杰 单位：杭州钢铁集团公司炼铁厂