烧结配加硫酸渣的试验研究

烧结配加硫酸渣的试验研究

张海燕 王星 李新鹏 袁鹏

新疆昆玉钢铁有限公司，新疆 奎屯 833200

摘要：本课题旨在通过在昆玉钢铁使用的原料条件下，针对硫酸渣存在的资源优势，通过烧结工艺研究，在保证烧结矿产、质量的前提下，配加部分硫酸渣，降低烧结原料成本，为企业进一步创效。

关键词：硫酸渣 配矿结构

1.前言

新疆昆玉钢铁有限公司配置210㎡带式抽风烧结机一台，设计利用系数1.31t/(㎡·h)，供昆玉钢铁2座450m³高炉使用；目前受疆内钢铁产能影响，烧结压缩产能，昆玉以现有烧结机配置，结合自身原料条件，不断的优化生产工艺，降低生产成本及工序能耗。

硫酸渣作为一种富含铁元素的二次资源，还含有少量的铜、锌等元素，以及较高的有害元素硫，目前硫酸渣的二次利用率较低。若能通过烧结工艺研究，实现硫酸渣在烧结的应用，将大大降低原料成本，为此昆玉烧结开始配加硫酸渣试验研究。

1 烧结配矿方案

通过不同的配矿结构试验，验证了硫酸渣配加比例变化在低硅烧结条件下，烧结矿产、质量变化，寻求在昆玉原料条件下，配加硫酸渣的最佳比例及生产工艺控制参数。

1.1基准期

（1）工艺控制

以不配加硫酸渣烧结作为基准期，配矿基准为：烧结矿SiO₂含量5.2～5.4%，碱度1.8～1.9，铺底料厚度20mm～30mm,料层厚度700mm～750mm,点火时间为1.5min，点火温度1100℃，烧结终点温度400℃～460℃，烧结矿FeO含量控制9%～11%，混合料水分7.5±0.2%。

为充分利用内循环物料，降低生产成本，对除尘灰、钢渣、氧化铁皮等物料与一定精粉进行预配料，经配料后称之为混匀料。

1.2试验期

试验期配矿基准仍按照不配加硫酸渣时的配矿基准控制。

本次试验分阶段进行，第一阶段配加硫酸渣2%（配矿结构B），若烧结矿强度好、返矿稳定，稳定生产一段时间后，继续进一步试验；若烧结矿质量变差，相应的进行生产措施调整，待生产稳定后，提高硫酸渣配比至4.5%（配矿结构C），稳定生产一段时间后，提高硫酸渣配比至5.5%（配矿结构D），逐步分阶段验证不同硫酸渣配比下烧结矿质量变化。

1.3基准期与试验期配矿结构、烧结矿指标及工艺参数变化如下：

表1 配矿结构（%）

表2 烧结矿成分（%）

表3 烧结矿物理性能（%）

表4 试验期工艺参数变化

2 试验结果分析

在配加硫酸渣初期，烧结矿质量明显下滑，烧结矿转鼓指数由79.66%降低至76.36%，烧结矿中＜10mm的比例由10.69%升高至13.28%，烧结矿质量明显变差，针对质量变差，操作工艺参数调整后烧结矿质量提升，主要采取措施为：

（1）配加硫酸渣期间，适当上调混合料水分

未配加硫酸渣时，烧结混合料水分控制标准为7.5±0.2%，配加硫酸渣初期混合料水分仍按照原标准控制，但硫酸渣水分25.52%，配加硫酸渣后原料中水分增加，操作上采取降低混合料配水量，烧结负压由12.83kpa提高至14.45kpa，料层降低，经对混合料粒度进行检测发现，混合料中＜3mm的比例有所升高，混合料造球效果降低。分析原因为：硫酸渣粒度较细，-200目比例达到95.14%，在混合料造球过程主要为粘附粒子，硫酸渣亲水性好，湿容量较大，根据经典制粒的相关理论，湿容量较大的烧结混合料其制粒时混合料所需要的水分相应提高。于是将混合料的水分控制标准提高至8.0±0.2%，混合料水分提高后，料层透气性提高，烧结机负压由14.45kpa降低至13.15kpa，料层厚度提升，烧结矿质量提升。

（2）加强换料时的工艺控制

因昆玉烧结使用硫酸渣为红渣，硫酸渣落地存放，容易造成现场环境污染，鉴于目前国家环保压力严峻，昆玉烧结采用硫酸渣不落地直接入仓的消耗方案，经原料场混匀系统与其他精粉、除尘灰、钢渣等物料混合料由烧结配料使用，前期受硫酸渣物流货运及供应问题，导致硫酸渣在烧结消耗时频繁断料，因前期经验不足，对混合料水分、造球效果的提前判断能力不足，导致在烧结换料时烧结过程波动，影响了烧结矿质量，针对换料期间的工艺控制波动，首先提前做好硫酸渣供应不足的配料预案，其次做好换料期间的混合料水分控制，硫酸渣断料后及时的下调混合料水分，保证混合料透气性的稳定，通过采取以上调整措施后，烧结在配加硫酸渣期间的烧结过程稳定性增强。

为进一步发挥硫酸渣的性价比优势，配矿结构B稳定一段时间后，采用配矿结构C组织生产，稳定一段时间后，采用配矿结构D，因硫酸渣ZnO含量相对较高，随着硫酸渣的配比提高，烧结矿ZnO含量分别升高至0.055%、0.063%，操作上相对应的上调混合料的水分，由7.9%逐步提高至8.1%，烧结矿质量有逐渐升高趋势，转鼓指数由78.37%升高至80.43%，低温还原分化指数有所下降，分析主要是烧结矿MgO含量下降影响，但总体烧结矿质量满足高炉冶炼要求。

3 结论

昆玉烧结原料条件下，配加硫酸渣烧结时混合料的水分应根据硫酸渣配比的提高逐步上调，才能保证混合料的造球效果，提高烧结混合料的料层透气性。

（2）昆玉烧结原料条件下，考虑硫酸渣及进口主流B矿粉ZnO含量相对较高的特点，硫酸渣的配比不宜太高，控制在6%之内，烧结矿ZnO含量控制在0.065%之内，是高炉炉况正常顺行与原料结构优化降本的最佳平衡点。

（3）受昆玉原料条件限制，硫酸渣配加比例受限，硫酸渣比例超过5.5%之后，烧结矿质量及各项指标尚不明确，需在后续原料条件变化后，进一步验证。

（4）昆玉烧结配加硫酸渣后，原料成本大幅降低，硫酸渣相比昆玉烧结主流铁精粉1吨具有118元的性价比优势。