閻占海  張化明  霍紅艷

（河鋼集團邯鄲分公司）

摘  要  介紹了邯鋼低硅高鎂球團礦實驗室實驗、產線投籠試驗和工業生產的情況。實驗實現了提高球團礦入爐品位、降低硅含量、改善冶金性能的目標。確定了球團礦合理的硅和鎂含量范圍、適當的鏈-回-環三機熱工參數。實現了連續穩定的工業生產。

關鍵詞  球團  低硅高鎂  投籠  冶金性能

1  前言

為適應京津冀地區環保形勢的要求，邯鋼高爐將增加球團礦配比，減少燒結礦產能。鎂質球團在實現燒結鎂轉移、改善球團冶金性能方面有著極大優勢，濟鋼、鞍鋼、梅鋼、馬鋼等企業在鎂質球團生產及使用上都取得了提產、降耗、改善渣系性能的良好效果[1～5]，為此邯鋼利用現有200萬噸鏈-回-環球團生產線，開展低硅高鎂球團礦生產，效果良好。

2  試驗用原料

根據外廠鎂質球團生產經驗，鎂質添加劑可采用氧化鎂、白云石粉、菱鎂石粉及其輕燒粉、蛇紋石粉、鎂質膨潤土、富鎂精粉等途徑，國內都取得過成功經驗[6～9]，對邯鄲本地白云石粉、氧化鎂粉實驗室及投籠試驗，均出現細度問題影響造球效果及成品抗壓強度，且現場增加密封配料倉投入費用高，為此采用富鎂精粉增鎂途徑，進行鎂質球團生產試驗，試驗原料為進口球粉為主，國內精粉為輔，精粉4為赤鐵礦，其它為磁鐵礦，具體情況見表1，表2，預測成品充分見表3。

3  實驗目的及過程

3.1  實驗目的

本實驗主要通過實驗室試驗、投籠試驗，驗證在當前的原料條件下，焙燒低硅高鎂球的可行性，并確定合理的精礦配比，研究球團礦性能的影響因素，為連續性的大規模工業生產提供技術支持。

3.2  實驗室生球制備和焙燒

實驗室試驗膨潤土配比2.0%，生球在φ0.55 m 的小型造球盤上制備，球盤傾角50°，轉速 25r/min左右，造球時間8min，生球水分控制在 9±0.2 %。 生球中 8～15 mm粒級占95 %以上，取10～15mm的球團作為試驗球團。生球平均抗壓1.5次—2.1次。

3.3  預熱和焙燒試驗

為了縮短試驗時間，預熱和焙燒試驗連續進行，試驗在φ60mm管爐中進行，預熱10min，焙燒10min，緩冷5min。

3.4  投籠試驗

投籠試驗用的籠子規格φ150×350，用不銹鋼筋焊接而成，縫隙小于5mm，每次投籠前裝入在實驗室造好的生球300個，在鏈箅機尾部一次投兩個籠子，在環冷機出料口取出。取球后先查驗籠內球的爆裂情況并查清剩余的完整球數量，然后送實驗室做抗壓檢測和冶金性能指標檢測。

3.5  工業試驗

在實驗室試驗及投籠試驗均取得成功的情況下，組織了小規模工業試驗，對造球、熱工等參數進行了驗證，最終確定了工業生產時的相關參數。

4  實驗結果及討論

實驗室實驗和投籠試驗取得了較為滿意的效果，且投籠試驗所獲得的球團未出現明顯爆裂的情況，詳見表4、表5。

4.1  高鎂精粉對生球強度和膨潤土配比的影響

由于實驗室試驗效果不明顯，這一實驗主要在產線上進行。表1中精粉5為高鎂礦，其配比對生球強度和膨潤土配比影響較大，主要是因為該礦種粒度較差，-200目含量僅為50%左右，親水性也較差。

表4可以看出，高鎂精粉配比增加對生球強度有顯著影響，在膨潤土配比不變的情況下，隨著高鎂精粉配比增加，生球強度顯著下降，要保證生球強度，必須大幅提高膨潤土配比。

4.2  預熱及焙燒溫度對高鎂球團礦抗壓強度的影響

配加高鎂精粉后，球團礦中鎂含量發生顯著變化，對球團礦熱工制度產生了明顯的影響，鎂含量和熱工參數的變化如下表5。

試驗表明，隨著球團礦中鎂含量逐漸升高，所需的預熱和焙燒溫度也逐漸升高，但球團礦抗壓強度卻呈現明顯的下降趨勢。

4.3  低硅含鎂球團冶金性能研究

將球團礦鎂含量固定在2.5%左右進行投籠試驗，考察溫度與冶金性能的關系，結果如表6。

據上表可以看出，鏈箅機預熱溫度和窯頭溫度對球團礦抗壓強度有顯著影響，前三組投籠盡管焙燒溫度已經高達1280℃，但是成品球抗壓強度依然不高，當預熱溫度和窯頭溫度增加到一定程度以后，成品球抗壓強度顯著升高。

此外，六組投籠試驗中，后三組投籠試驗得到了合格球團，與前三組不合格球團比較，還原膨脹存在顯著差異，但還原度差異不大。

根據以上的實驗結論，后期進行了工業試驗，也取得了滿意的結果，并已經實現了連續工業生產，滿足了高爐的需求。在連續的工業生產過程中還發現，當鏈箅機預熱溫度低于1050℃時，窯中含粉率明顯增加，窯中焙燒氣氛惡化，環冷機料層透氣性嚴重惡化，除了引起球團礦抗壓強度下降外，窯中結圈的速度有明顯加速的趨勢，成品皮帶出紅球的次數明顯增加。

5  結語

用配加高鎂精粉的方法在鏈-回-環球團生產線上生產低硅高鎂球團礦是可行的。

與普通酸性球團礦相比，低硅高鎂球團的預熱及焙燒需要更高的溫度，尤其是更高的預熱溫度和窯頭溫度。焙燒溫度增加到一定程度，繼續增加溫度對球團礦抗壓強度影響不顯著。

低硅高鎂球團焙燒強度不夠時，可能引起嚴重的還原膨脹，由于本實驗數據有限，暫不能下肯定的結論，尚需進一步研究。

鏈-回-環工藝條件下焙燒低硅高鎂球團，掌握好預熱溫度對控制窯中結圈至關重要。

6  參考文獻

[1] 青格勒，王朝東，等.低硅含鎂球團抗壓強度及冶金性能[N].鋼鐵研究學報，2014(4).

[2]姜喆，等.鞍鋼高爐使用鎂質球團提產降耗冶煉實踐//[C].2018年全國高爐煉鐵學術年會摘要集.

[3]畢傳光，等.鎂質球團在梅鋼4070m3高爐應用實踐[J].燒結球團，2018.(6).

[4]朱曉航，等.鲅魚圈鏈箅機-回轉窯鎂質球團礦的開發研究[D].遼寧科技大學，2014.6.

[5]覃德波，等.馬鋼生產鎂質球團工業試驗[J].燒結球團，2011.(4）.

[6]劉祥，等.鎂質球團礦的研究現狀與應用進展[J].鞍鋼技術，2018.(3).

[7]廖凱，等.寶鋼不同工藝生產的鎂質球團礦實驗研究[D].內蒙古科技大學，2014.5.

[8] 孫濤，等.球團配加高鎂精粉改善冶金性能的工業試驗[J].河南冶金 ，2014 (4).

[9] 張一敏. 球團生產知識問答[M].北京：冶金工業出版社，2005.