巴西Samarco球團大型煤基回轉窯工業試驗總結

2020-06-02

巴西 Samarco球團屬氧化球團，由于其粒度均勻、粉末含量少、還原性能好，曾用于多家氣基還原鐵廠的生產，但一直沒有在大型煤基回轉窯中使用。

巴西 Samarco球團屬氧化球團，由于其粒度均勻、粉末含量少、還原性能好，曾用于多家氣基還原鐵廠的生產，但一直沒有在大型煤基回轉窯中使用。為拓寬原料供應渠道，解決單一依賴南非塊礦生產的局面，謀求工廠長遠發展，還原鐵廠特意在煤基回轉窯中針對巴西Samarco球團（以下簡稱球團）進行了工業試驗。

試驗從2002年 3月13日開始，5月22日結束，歷時兩個多月，取得了圓滿的結果。試驗期間共計入窯球團礦57892.37噸，生產合格海綿鐵40594.55噸，產品質量穩定，平均金屬化率92.7 %，鐵收得率97.33 %。試驗生產的海綿鐵全部用于煉鋼生產，并取得了滿意的冶煉效果。

1 原料條件

1.1球團礦特性

1.1 .1巴西球團礦的化學成分，見表1。

從原料特性上看，巴西球團礦屬酸性球團，粒度均勻，-5mm量很少，球團抗壓、耐磨指數較高，軟熔溫度高于窯內最高操作溫度100℃以上，適合于回轉窯生產。

1.2 還原煤的性能

生產上使用楊電煤和昌龍煤，性能指標見下表：

其中：噴吹煤粒度為 8~17mm, 加入煤粒度為17~50mm，

噴吹煤與加入煤配比按1：1比例加入。

2? 回轉窯工藝操作參數

基于球團礦還原性能優于塊礦，且還原煤中楊電煤比昌龍煤灰熔點低、較易結圈的情況，為優化操作，我們對回轉窯的操作參數適時做了調整。工藝參數操作值見下表：（為便于說明問題，將同條件塊礦的操作工藝參數對比列出）。

從表中可以看出：在同條件下，球團的操作溫度要比塊礦低，最高操作溫度約低10~20℃。并且，還原煤的用量也降低不少。由于球團礦還原性能優于塊礦，球團在窯內還原時間要比塊礦短，即：球團用較短時間就能獲得相同金屬化率的產品；但由于球團的堆比重比塊礦小，單位重量的球團體積要大于塊礦，而窯內充填率是一定的，使得單位重量球團在窯內停留時間實際比塊礦短；生產表明：兩者實際使用窯速差不多，球團略比塊礦快。

3 試驗結果與分析

a 產品質量

試驗期間，海綿鐵產品質量穩定，產品主要成分及日綜合樣見表6、表7。

3.1 海綿鐵的化學成分（%）

b生產能力

用球團后，生產能力較塊礦進一步提高，最高加礦量達到30.7t/h，并穩定生產38天。工藝上還有進一步提高加礦量的潛力，但由于本次試驗中礦量提高后，冷卻筒出料皮帶CD1上料溫過高（最高達到160℃，達到皮帶所能承受的最高溫度）、窯尾布袋除塵器中廢氣入口溫度高（達到225℃，接近允許上限），未能進一步提高礦量。

c主要物料消耗指標

2002月2月份是我廠生產情況最好的月份之一，為便于說明問題，下面把試生產與2月份生產（南非塊礦）主要指標進行比較（所采用的數據為原料入窯數據），詳見下表。

通過上表不難看出，用球團生產的海綿鐵比用塊礦生產的海綿鐵礦耗、煤耗都有所降低，特別是煤耗可降低10%左右；由于球團中S含量低，生產中不加石灰石也能夠得到合格的海綿鐵。另外，由于球團礦冶金物理性能好，耐壓、耐磨強度高，窯內磨損量少，生產過程中除塵灰、非磁性性物和-5mm粉礦都比塊礦生產時降低很多，這無疑會增加成品率、降低生產成本，也有利于環保。同時，因球團礦品位高、脈石含量少，在用于煉鋼生產時，對于降低煉鋼渣量、增加金屬收得率、降低鋼水成本也是極為有利的。

d鐵回收率

巴西球團礦鐵品位高，脈石成分低，高溫還原性能好，還原后海綿鐵鐵品位較高；而且，球團礦強度較好，粉化率低，因而球團海綿鐵的鐵回收率較高，試驗期間鐵回收率為 97.33%，高于塊礦生產最好月份。

4 回轉窯設備作業率

試驗期實際生產1246.82小時，故障停窯145.18小時，作業率為89.57 %。停窯原因及時間統計見下表：

統計表明：工藝操作停窯時間很短。這是由于球團軟熔溫度較高，不宜結圈所致；試驗期間窯內只產出過少量結球塊，沒有產出過窯皮塊，由于窯況好，扒大塊的次數減少許多（試驗期間，平均扒大塊次數2~3次/天，而平常扒大塊次數為5~6次/天），工人操作強度也明顯減輕。

“其它”項主要是不可預見的意外情況造成的，如突然停氮氣造成停窯等。若忽略“其它”項的影響，作業率可達93.14%。

5 操作中主要問題

球團生產過程中產生的粉塵量較塊礦少，但由于球團粉塵很細，比表面積大，吸附性強，極易粘附管壁。在試驗中，球團結圈量雖然不多，但一旦結圈后就不易脫落。4月5日，從溫度掃描記錄儀上看出：窯頭30~40m段表現出低溫結圈現象，可是直到試驗結束時該區段一直沒有脫落。而塊礦的結圈物容易脫落，雖然結圈現象要嚴重些，往往投料20日左右，窯頭10~30m段開始不間斷結圈，并產生不少脫落結圈塊及粘結塊，但一段時間后結圈可能脫落，或是進一步結厚、延伸，結到一定規模后，窯內操作制度的變化造成窯皮大量的脫落、排出。試驗后期，球團粉塵在后燃燒室垂直煙道與水平煙道交接處粘結，堵塞了煙氣通道，最后不得不停窯進行處理。因此，下一步用球團生產時，要著重注意粉塵粘結現象。

6 煉鋼使用效果

150T電爐中分別配加50t球團海綿鐵和50t塊礦海綿鐵的冶煉試驗結果見下表：

球團海綿鐵由于DRI雜質含量少，加入的石灰量減少，廢鋼穩定時出渣量相對減少0.5車/爐；并且鋼水中的五害元素降低，Pb、Sn、As等降低了15%。

理論上計算，電爐中使用球團DRI應比塊礦DRI電耗降低。從表中看實際同比也是降低的，降低幅度約為31 Kwh/t。但由于電耗受廢鋼質量影響極大，（近期廢鋼質量明顯下降），使用50t球團DRI后沒有達到今年一月份最好水平的400 Kwh/t鋼水，與二、三月份相差不大，如果廢鋼質量提高，電耗仍有一定潛力。

鋼水量的增加量與理論計算值基本一致，球團DRI的收得率比塊礦DRI提高了5~7%。在冶煉走VD的鋼種時DRI加入經常進行調整，來控制鋼水量。即實際鋼水量應大于統計值。

7 經濟效益分析

為了更直觀地說明情況，我們對比比較球團及塊礦生產成本。詳見下表：