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原料结构与混匀矿质量之间的关系探究

时间:2016-01-20 来源:未知 作者:学术堂 本文字数:4219字
摘要

  武钢烧结厂现有2个混匀矿场,年混匀设计能力为980万t.通过不断的技术改造及加强生产作业管理,混匀矿产量、质量不断提高,2014年混匀矿年产量已超过1 750万t.近年来,面对钢铁行业的“寒冬”,武钢大力推行低成本制造,大量使用非主流矿。此外,随着武钢海外矿石资源的开发,权益矿数量逐步增加。因此,近年武钢烧结原料结构发生了较大变化。本文对影响混匀矿质量的因素及参加混匀的原料情况进行分析,探求原料结构与混匀矿质量之间的关系。

  1原料结构及混匀矿质量分析。

  1.1原料品种对混匀矿成分稳定性的影响。

  混匀作业是将不同品种的含铁原料按照设定的配比通过混匀设施堆置在料场,主要目的是为烧结生产提供化学成分稳定、粒度组成合理的烧结原料。参与混匀铁原料的质量,直接影响混匀效果,进而对混匀矿的质量造成影响。参与混匀铁原料的质量主要指参与混匀的各单品种铁原料所含TFe、SiO2等成分是否稳定,即化学成分波动偏差的大小。从提高混匀矿质量的角度出发,不仅要求参与混匀铁原料所含TFe成分高、粒度组成合理,而且要求所含TFe、SiO2以及其它成分稳定,并且成分、粒度的波动偏差越小越好。公式1为混匀矿质量波动偏差的计算公式,从公式中可以清楚地看出混匀矿质量与参与混匀各原料质量的关系。

  式中,σT:混匀矿质量波动值;di:参与混匀的各单品种原料在混匀矿中所占的质量配比;σwi:参与混匀的各单品种原料的质量波动值;Li:混匀的建堆层数。公式1表明,参与混匀各原料的质量直接影响混匀矿质量。式中的σwi值即是反映参与混匀单品种铁原料质量的重要参数。σwi值越小,说明原料的质量越好,对稳定混匀矿的质量越有利。表1列出了几个料堆混匀矿的原料结构及混匀矿的σTFe与σSiO2.

  从表1可看出,混匀矿的原料结构发生变化时,其成分稳定情况也相应变化:配国王粉矿时,混匀矿的成分波动较小,σSiO2在0.143~0.161之间,σTFe在0.217~0.238之间;用混合粉矿代替国王粉矿时,混 匀 矿 的 成 分 波 动 增 大,σSiO2在0.154~0.214之间,平均增大了0.035,σTFe在0.244~0.291之间,平均增大了0.048.这说明与混合粉相比,国王粉矿的成分较稳定。表2是2014年参加混匀的几种主要原料成分波动情况。从σTFe与σSiO2值来看,仍然是国王粉矿较混合粉矿的成分波动小。

  铁原料品种不同,其主要矿物组成也不相同,会给混匀矿的质量带来影响。例如加粉和国王粉分属不同的矿种,加粉以镜铁矿(赤铁矿)为主,部分为磁铁矿,烧损为0.5%左右;国王粉为褐铁矿,烧损为10%左右;非主流矿以小料批矿种居多,其性能及成分变化比较大,对稳定混匀矿的质量不利。

  1.2精粉率对混匀效果的影响。

  配入一定的铁精矿是提高混匀矿TFe的有效措施。适当提高铁精矿用量,可以提高矿石入炉品位,降低烧结矿中的SiO2含量,有利于改善高炉冶 炼 条 件,提 高 高 炉 的 各 项 技 术 经 济 指标[1-4].配入精矿对混匀矿质量稳定性有影响,随着精粉率升高,混匀矿成分波动增大。现将原料结构相近的数堆混匀矿的数据列入表3,精粉率与混匀矿σSiO2、σTFe关系见图1.

  由表3及图1可知,随着精粉率的升高,混匀矿的σTFe与σSiO2呈升高的变化趋势。原因是细粒级物料混匀难度大,粒度偏析严重。由此可以看出,高精粉率对稳定混匀矿质量是不利的。另一方面,混匀矿精粉率达20 %以上时,烧结矿成品率明显下降[5].原因是精粉率高,导致混匀矿细粒级含量增加,进而影响烧结混合料的透气性,对烧结生产不利。

  1.3原料水分对混匀效果的影响。

  由表2可知,原料单品种的水分波动很大。

  目前混匀配矿采取干基配料,水分波动会影响实际干料量的稳定性,造成混匀矿堆配比兑现率下降,与原设计计划成分出现偏差,造成混匀矿TFe和SiO2成分波动较大。原料水分高、黏度大除了会造成配料槽蓬料外,还会造成配料圆盘下料不均匀,料流忽大忽小,对混匀矿质量造成冲击。另外,铁精矿水分过大时,易粘结成团,在混匀矿中难以分布均匀,从而导致混匀矿成分波动增大。

  1.4原料结构对混匀矿粒度组成的影响。

  混匀矿的粒度组成是衡量混匀矿质量的1个重要物理指标,它的好坏直接影响混匀矿的烧结性能。研究表明,烧结混合料合适的粒度组成是:

  0~3mm含量小于15%,3~5mm含量在40 %~50%,5~10mm含量小于30 %,大于10mm含量不超过10%,而较好的粒度组成是尽量减少0~3mm含量。烧结混合料的粒度组成主要受混匀矿粒度及制粒效果影响,混匀矿细粒级含量少,原料制粒性能好,有利于改善烧结混合料的透气性,对烧结过程有利。

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