低品质铁矿粉使用实验室研究-技术研

低品质铁矿粉使用实验室研究首钢技术研究院

2009年11月汇报内容一.研究的背景及意义二.低品质铁矿粉常温特性和高温特性的研究三.烧结优化配矿及烧结杯试验四.结语一研究的背景和意义布鲁克曼铁矿粉价格高进口矿量增加优质铁矿不断减少褐铁矿马拉曼巴低硅高硅BHP、RintoVALE国内对外矿的依存度国内钢铁产能和需求给烧结带来问题低品质铁矿粉使用技术FMGSFOG印度粉南非粉MountGibson粉一研究的背景和意义FMGSFOG印度粉南非粉MountGibson粉09年上半年，MountGibson铁矿出矿，首钢拥有该矿山近30％股份。2008年京、迁、秦三地使用进口矿约1000万吨，地方粉150万吨。中首锁定资源中含100万吨FMG矿粉。08年6月澳矿涨价后，Vale公司提出使用欧洲价格（涨价12美元/吨）；从降低成本考虑，锁定了一船SFOG矿粉（品位低，按亚洲价格执行）。08年由于钢铁市场下滑，铁矿粉价格大幅下降；从进一步降低原料成本考虑，采购了近10万吨高Al2O3印度粉和10万吨南非粉。使用好低品质铁矿粉，我们可以在被动适应资源劣化这一发展趋势的同时，在低品质资源中抢占相对较好的资源。二铁矿粉常温特性和高温特性的研究主要内容化学成分粒度组成气孔组成同化性液相流动性热分解特性TFeSiO2Al2O3LOI单烧品位（铁矿粉与CaO）最低同化温度流动性指数室温至1100℃

（铁矿粉与CaO）平均粒径粒度分布气孔率气孔分布常温特性高温特性2.1化学成分Al2O3单烧品位TFeSiO2低!高!高!低品质矿粉现用主要矿粉2.2粒度组成褐褐细粉较多低品质矿粉现用主要矿粉褐不仅平均粒度有差异，粒度分布也明显不同，细粉含量增多，可能对烧结制粒、透气性有影响2.3气孔组成褐马拉曼巴FMGFMG褐马拉曼巴FMG马拉曼巴赤低品质矿粉现用主要矿粉褐FMG代替马拉曼巴类型矿，单位质量气孔体积减小，其微气孔部分数量增多2.4热分解特性300℃-400℃MACFMG低品质矿代替现有矿后，结晶水分解对烧结过程能量消耗不会有太大影响2.5同化性低品质矿粉现用主要矿粉1280℃1200℃褐褐赤赤低品质矿的最低同化温度均较低，说明其同化性整体偏高2.6液相流动性低品质矿粉现用主要矿粉褐赤赤温度，℃碱度，—流动性指数流动性指数碱度，—2.7低品质铁矿粉烧结特性小结FMGSFOG印度粉南非粉MGF低品位高烧损高SiO2高Al2O3高Al2O3高SiO2比扬迪细粉多、微气孔多，SiO2低，同化性接近，流动性小细粉很多粒度较粗SiO2和Al2O3较高与PBF在成分、粒度和高温特性等方面均接近比SSF的SiO2高，同化性高，二者流动性接近比PBF的Al高但Si低，粒度粗，二者的同化性和流动性均接近成分与PBF接近，同化性略低，但流动性远低于PBF比PBF的Al高Si高，粒度接近，同化性相近，流动性略高比SSF的Al高Si高，粒度差，同化性和流动性均远高与SSF2.8基于铁矿粉烧结特性指导烧结配矿的原则性能对应指标要求指标范围使混合矿指标1铁矿粉品位TFe越高越好>62mass%2铁矿粉SiO2SiO2适宜3-4mass%3铁矿粉Al2O3Al2O3（目前）越低越好<2mass%4粒度组成平均粒径及组成（粗矿粉）中间颗粒(1~0.25mm)较少5气孔率气孔率适宜<30vol%6同化性最低同化温度适宜1200-1280℃7液相流动性流动性指数适宜0.8-2.0（—）烧结配矿所需适宜性能对应的指标范围

这两组数据今后应进行大量基础试验来进一步优化三烧结优化配矿及烧结杯试验结合首钢各地原料结构特点，针对五种铁矿粉设计配矿方案如下目标：思路：保证烧结矿质量和性能满足烧结矿成分的同时，保证混合矿的高温性能三烧结优化配矿及烧结杯试验烧结矿化学成分~57%TFeSiO2~5.15%Al2O31.5%1.0%1.8%MgO~2.1%思路：满足烧结矿成分的同时，保证混合矿的高温性能FMG/PBFFMG/MACFMG&地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF三烧结优化配矿及烧结杯试验混合矿同化性计算结果1280℃1200℃FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF思路：满足烧结矿成分的同时，保证混合矿的高温性能地方精粉的最低同化温度很高三烧结优化配矿及烧结杯试验2.00.8FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF混合矿液相流动计算结果思路：满足烧结矿成分的同时，保证混合矿的高温性能MGF流动性很大！！三烧结优化配矿及烧结杯试验烧结矿的成品率85%FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF79%矿业公司烧结杯炼铁厂烧结杯配料结构不同结论：随着低品质矿粉配比的增加，成品率有一定下降，仍在可接受范围三烧结优化配矿及烧结杯试验83%FMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF南非/PBF62%矿业公司烧结杯炼铁厂烧结杯烧结矿的转鼓指数配料结构不同66%三烧结优化配矿及烧结杯试验烧结矿的固体燃耗60kg/tFMG/PBFFMG/MACFMG/地方精SFOG/SSF印度/PBFMGF/PBF47kg/t矿业公司烧结杯炼铁厂烧结杯结论：随着低品质矿粉配比（MGF和印度粉除外）的增加，固体燃耗有一定上升，仍在可接受范围三烧结优化配矿及烧结杯试验铁矿粉高温特性与烧结技术指标的关系最低同化温度流动性指数LATFIFILATLATLATLATLATLATFIFIFIFIFI成品率成品率转鼓转鼓固体燃耗固体燃耗垂烧速度垂烧速度利用系数利用系数同化性和流动性有继续提高的空间同化性对流动性有一定的促进作用三烧结优化配矿及烧结杯试验低品质铁矿粉烧结使用评价高烧损矿粉，孔隙率也较高，且微孔比例较大，混合料水分不宜增加，烧结性能一般。矿业公司替代10－15%PBF或MACF，虽烧结指标有所下降，但仍在可接受的范围之内。单烧品位低，烧结性能差。配加该矿粉替代SSF对烧结影响最大的是品位，在配加时需要调整其他料比，以减轻对品位的影响。烧结性能与PBF接近；配加5-10%的印度粉替代PBF对烧结指标影响不大；但该矿Al2O3含量较高，使烧结矿中Al2O3含量上升明显（10%影响0.15%左右），这限制了其使用比例。虽TFe高，但单烧品位低；替代PBF后可降低烧结矿中Al2O3；因制粒性较好，配水量可适当降低；但因烧结性能差，烧结利用系数和转鼓强度等经济指标都下降；配用比例应控制在10%以内。品位低，SiO2和Al2O3含量较高，其它有害杂质含量低；替代PBF后，烧结利用系数和成品率下降；使烧结矿SiO2和Al2O3含量明显上升；建议在北京地区替代巴精或澳粉后，将巴西烧结粉调整为CJF。FMGSFOG印度粉南非粉MGF六结论（4）基于铁矿粉烧结特性设计了优化烧结配矿方案，并进行了相应的烧结杯试验，最终使低品质铁矿粉在矿业公司和北京地区生产实践中成功应用。不但拓宽了首钢使用铁矿资源范围、缓解了资源紧张局面，而且取得了显著的经济效益。（1）五种低品质铁矿粉在常温特性或高温特性方面均呈现一定的劣势，但可通过互补搭配发挥其优势，扬长避短，使其在烧结中正常使用。（3）目前条件下可使用FMG、印度粉、南非粉和MGF代替PBF的最高比例分别为15%、10%、10%和7%；SFOG代替SSF的最高比例为10%。（2）结合首钢各地原料结构特点，在使用一定量的低品质铁矿粉代替现有矿种时，烧结技术指标整体上呈现降低的趋势，但仍在可接受范围内。四低品质铁矿粉的工业应用实践铁矿粉配比,%从2009年5月22日开始在北京地区一烧车间配加MGF工业试验，配比5%。但是由于初期的MGF成分波动较大，SiO2和Al2O3含量也超过了前期的试验样，使用一周后停配，从6月9日开始重新配加，配比调至3%；7月1日开始增加到6%。选取5月10日－－21日为工业试验基准期，5月22日－－28日为5%MGF工业试验期，6月9日－－6月30日为3%工业试验期，7月1日～8月25日为6%MGF工业试验期。

烧结主要技术指标，％

虽然MGF的同化性较高，液相流动性较大，配加6%后烧结各项指标均没有明显恶化。MGF在北京地区工业试验FeORDI+3.15四低品质铁矿粉的工业应用实践高炉各项技术指标

MGF工业试验期间北京地区高炉主要技术指标以及炉渣成分统计如下。从一