低品質鐵礦粉使用實驗室研究首鋼技術研究院

2009年11月匯報內容一.研究的背景及意義二.低品質鐵礦粉常溫特性和高溫特性的研究三.燒結優化配礦及燒結杯試驗四.結語一研究的背景和意義布魯克曼鐵礦粉價格高進口礦量增加優質鐵礦不斷減少褐鐵礦馬拉曼巴低硅高硅BHP、RintoVALE國內對外礦的依存度國內鋼鐵產能和需求給燒結帶來問題低品質鐵礦粉使用技術FMGSFOG印度粉南非粉MountGibson粉一研究的背景和意義FMGSFOG印度粉南非粉MountGibson粉09年上半年，MountGibson鐵礦出礦，首鋼擁有該礦山近30％股份。2008年京、遷、秦三地使用進口礦約1000萬噸，地方粉150萬噸。中首鎖定資源中含100萬噸FMG礦粉。08年6月澳礦漲價后，Vale公司提出使用歐洲價格（漲價12美元/噸）；從降低成本考慮，鎖定了一船SFOG礦粉（品位低，按亞洲價格執行）。08年由于鋼鐵市場下滑，鐵礦粉價格大幅下降；從進一步降低原料成本考慮，采購了近10萬噸高Al2O3印度粉和10萬噸南非粉。使用好低品質鐵礦粉，我們可以在被動適應資源劣化這一發展趨勢的同時，在低品質資源中搶占相對較好的資源。二鐵礦粉常溫特性和高溫特性的研究主要內容化學成分粒度組成氣孔組成同化性液相流動性熱分解特性TFeSiO2Al2O3LOI單燒品位（鐵礦粉與CaO）最低同化溫度流動性指數室溫至1100℃

（鐵礦粉與CaO）平均粒徑粒度分布氣孔率氣孔分布常溫特性高溫特性2.1化學成分Al2O3單燒品位TFeSiO2低!高!高!低品質礦粉現用主要礦粉2.2粒度組成褐褐細粉較多低品質礦粉現用主要礦粉褐不僅平均粒度有差異，粒度分布也明顯不同，細粉含量增多，可能對燒結制粒、透氣性有影響2.3氣孔組成褐馬拉曼巴FMGFMG褐馬拉曼巴FMG馬拉曼巴赤低品質礦粉現用主要礦粉褐FMG代替馬拉曼巴類型礦，單位質量氣孔體積減小，其微氣孔部分數量增多2.4熱分解特性300℃-400℃MACFMG低品質礦代替現有礦后，結晶水分解對燒結過程能量消耗不會有太大影響2.5同化性低品質礦粉現用主要礦粉1280℃1200℃褐褐赤赤低品質礦的最低同化溫度均較低，說明其同化性整體偏高2.6液相流動性低品質礦粉現用主要礦粉褐赤赤溫度，℃堿度，—流動性指數流動性指數堿度，—2.7低品質鐵礦粉燒結特性小結FMGSFOG印度粉南非粉MGF低品位高燒損高SiO2高Al2O3高Al2O3高SiO2比揚迪細粉多、微氣孔多，SiO2低，同化性接近，流動性小細粉很多粒度較粗SiO2和Al2O3較高與PBF在成分、粒度和高溫特性等方面均接近比SSF的SiO2高，同化性高，二者流動性接近比PBF的Al高但Si低，粒度粗，二者的同化性和流動性均接近成分與PBF接近，同化性略低，但流動性遠低于PBF比PBF的Al高Si高，粒度接近，同化性相近，流動性略高比SSF的Al高Si高，粒度差，同化性和流動性均遠高與SSF2.8基于鐵礦粉燒結特性指導燒結配礦的原則性能對應指標要求指標范圍使混合礦指標1鐵礦粉品位TFe越高越好>62mass%2鐵礦粉SiO2SiO2適宜3-4mass%3鐵礦粉Al2O3Al2O3（目前）越低越好<2mass%4粒度組成平均粒徑及組成（粗礦粉）中間顆粒(1~0.25mm)較少5氣孔率氣孔率適宜<30vol%6同化性最低同化溫度適宜1200-1280℃7液相流動性流動性指數適宜0.8-2.0（—）燒結配礦所需適宜性能對應的指標范圍

這兩組數據今后應進行大量基礎試驗來進一步優化三燒結優化配礦及燒結杯試驗結合首鋼各地原料結構特點，針對五種鐵礦粉設計配礦方案如下目標：思路：保證燒結礦質量和性能滿足燒結礦成分的同時，保證混合礦的高溫性能三燒結優化配礦及燒結杯試驗燒結礦化學成分~57%TFeSiO2~5.15%Al2O31.5%1.0%1.8%MgO~2.1%思路：滿足燒結礦成分的同時，保證混合礦的高溫性能FMG/PBFFMG/MACFMG&地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF三燒結優化配礦及燒結杯試驗混合礦同化性計算結果1280℃1200℃FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF思路：滿足燒結礦成分的同時，保證混合礦的高溫性能地方精粉的最低同化溫度很高三燒結優化配礦及燒結杯試驗2.00.8FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF混合礦液相流動計算結果思路：滿足燒結礦成分的同時，保證混合礦的高溫性能MGF流動性很大！！三燒結優化配礦及燒結杯試驗燒結礦的成品率85%FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF79%礦業公司燒結杯煉鐵廠燒結杯配料結構不同結論：隨著低品質礦粉配比的增加，成品率有一定下降，仍在可接受范圍三燒結優化配礦及燒結杯試驗83%FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF62%礦業公司燒結杯煉鐵廠燒結杯燒結礦的轉鼓指數配料結構不同66%三燒結優化配礦及燒結杯試驗燒結礦的固體燃耗60kg/tFMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF47kg/t礦業公司燒結杯煉鐵廠燒結杯結論：隨著低品質礦粉配比（MGF和印度粉除外）的增加，固體燃耗有一定上升，仍在可接受范圍三燒結優化配礦及燒結杯試驗鐵礦粉高溫特性與燒結技術指標的關系最低同化溫度流動性指數LATFIFILATLATLATLATLATLATFIFIFIFIFI成品率成品率轉鼓轉鼓固體燃耗固體燃耗垂燒速度垂燒速度利用系數利用系數同化性和流動性有繼續提高的空間同化性對流動性有一定的促進作用三燒結優化配礦及燒結杯試驗低品質鐵礦粉燒結使用評價高燒損礦粉，孔隙率也較高，且微孔比例較大，混合料水分不宜增加，燒結性能一般。礦業公司替代10－15%PBF或MACF，雖燒結指標有所下降，但仍在可接受的范圍之內。單燒品位低，燒結性能差。配加該礦粉替代SSF對燒結影響最大的是品位，在配加時需要調整其他料比，以減輕對品位的影響。燒結性能與PBF接近；配加5-10%的印度粉替代PBF對燒結指標影響不大；但該礦Al2O3含量較高，使燒結礦中Al2O3含量上升明顯（10%影響0.15%左右），這限制了其使用比例。雖TFe高，但單燒品位低；替代PBF后可降低燒結礦中Al2O3；因制粒性較好，配水量可適當降低；但因燒結性能差，燒結利用系數和轉鼓強度等經濟指標都下降；配用比例應控制在10%以內。品位低，SiO2和Al2O3含量較高，其它有害雜質含量低；替代PBF后，燒結利用系數和成品率下降；使燒結礦SiO2和Al2O3含量明顯上升；建議在北京地區替代巴精或澳粉后，將巴西燒結粉調整為CJF。FMGSFOG印度粉南非粉MGF六結論（4）基于鐵礦粉燒結特性設計了優化燒結配礦方案，并進行了相應的燒結杯試驗，最終使低品質鐵礦粉在礦業公司和北京地區生產實踐中成功應用。不但拓寬了首鋼使用鐵礦資源范圍、緩解了資源緊張局面，而且取得了顯著的經濟效益。（1）五種低品質鐵礦粉在常溫特性或高溫特性方面均呈現一定的劣勢，但可通過互補搭配發揮其優勢，揚長避短，使其在燒結中正常使用。（3）目前條件下可使用FMG、印度粉、南非粉和MGF代替PBF的最高比例分別為15%、10%、10%和7%；SFOG代替SSF的最高比例為10%。（2）結合首鋼各地原料結構特點，在使用一定量的低品質鐵礦粉代替現有礦種時，燒結技術指標整體上呈現降低的趨勢，但仍在可接受范圍內。四低品質鐵礦粉的工業應用實踐鐵礦粉配比,%從2009年5月22日開始在北京地區一燒車間配加MGF工業試驗，配比5%。但是由于初期的MGF成分波動較大，SiO2和Al2O3含量也超過了前期的試驗樣，使用一周后停配，從6月9日開始重新配加，配比調至3%；7月1日開始增加到6%。選取5月10日－－21日為工業試驗基準期，5月22日－－28日為5%MGF工業試驗期，6月9日－－6月30日為3%工業試驗期，7月1日～8月25日為6%MGF工業試驗期。

燒結主要技術指標，％

雖然MGF的同化性較高，液相流動性較大，配加6%后燒結各項指標均沒有明顯惡化。MGF在北京地區工業試驗FeORDI+3.15四低品質鐵礦粉的工業應用實踐高爐各項技術指標

MGF工業試驗期間北京地區高爐主要技術指標以及爐渣成分統計如下。從一