烘干

对普铁矿与低镍矿烧结高炉冶炼区别的看法

发布时间:2022/7/11 14:36:32   

在进入正题之前先说一个简单的事情,比如说咱们买了一辆汽车或是一艘游艇,假如咱们连汽车或游艇的性能都不了解的话,怎么又能开好、用好呢?尤其是游艇,假如连其性能都不了解的话,又怎么能够玩出各种高难度的动作呢?同理咱们对于冶炼这一块要想干好、干出成绩来,除了人员、设备、备品备件、规章制度之外还有一个很重要的就是对矿粉(或者烧结矿)的成分、性能以及各成分数据之间的范围也要充分了解,并掌握矿粉在整个烧结过程中影响烧结矿产量、质量的因素以及烧结矿的成分对渣铁混合物在高炉内部滴落带的状况和终渣流动性的影响。下面就从矿粉预处理到烧结到高炉出铁的系统工艺简单的阐述一下。

低镍矿在咱们国家正式冶炼的时间不长,从年浙江省华光集团董事长刘光火开始在临沂地区生产中镍铁开始到现在不过短短十年的时间。低镍铁的冶炼时间更短,从年临沂市罗庄区沂州集团开始到现在也不过七八年的时间。浙江省华光集团董事长刘光火堪称中国镍铁第一人,中镍和低镍虽然只有一字之差但是其生产工艺的区别却是天壤之别甚至完全相反。在冶炼行业咱们国家可以说是全球的老大,咱们国家对于低品位矿的冶炼有着丰富的经验。现在咱们要做的也是我要说的,就是找到低镍矿和普铁矿这两者之间的区别,之后再根据不同的影响因素分别采取相应的措施,最终实现稳定、顺行、高产、优质、低耗、环保的目标。

就低镍矿而言分为印尼矿和菲律宾矿,同样是低镍矿印尼矿和菲律宾矿的性能可不一样。印尼矿和菲律宾矿相比一是石头较少、二是印尼矿是沙性矿颗粒比较粗表水含量少、三是粘性比较小发散,然而菲律宾矿一是石头较多、二是菲律宾矿属于粘土矿颗粒比较细表水含量大、三是粘性比较大不容易散开泥球比较多在烧结过程中相对于印尼矿而言成矿率偏低、扬尘较大。由于扬尘较大紧接着就是除尘设备的负荷也随之加大。

低镍矿粉和普铁矿粉的性能区别很大详情见下表

名称

区别

矿粉表水

烧结粘结相

含铝量

黏度

大块

品位

成矿率

烧结利用系数

两元碱度R2

普铁矿粉

8%左右

铁酸钙

1.5%左右

较小

60%左右

80%左右

1.6

1.8-2.2

低镍矿粉

35%左右

钙镁橄榄石

7%左右

较大且含“油性”

占有量较高

48%—50%

33%—35%

0.98

0.95-1.15

从以上表格可以看出普铁矿粉和低镍矿粉在各个方面的区别,从这张表格也可以看出生产普铁的炼铁厂转产低镍铁,为什么烧结矿缺口都很大的原因。在这种情况下作为生产管理人员怎么做才能最大的提高烧结产量、质量,尽量满足高炉生产的需要。为了提高烧结产量、质量就得针对低镍矿高表水、高Al2O3、高黏度、多泥块、低品位的特殊情况采取相应的措施,把这几种因素所造成的影响降到最低。这几种不良因素在烧结过程中的影响大致有下述几个方面:

1、矿粉含水高达35%大多是烂泥根本无法进行配料,在地仓无法顺利下料,下料量也极不稳定。针对这种情况镍铁生产厂家采取的脱水分为两种:一种是采用生石灰焖料挖掘机多次翻料进行脱水,一种是采用煤气烘干窑烘干的方式进行脱水。对于这两种情况不同的厂家根据各自场地大小、高炉煤气富余量,所采取的工艺不同。采用石灰焖料的一次性投入成本较低,但是烧结矿的产品质量及综合消耗指标不如采用烘干工艺的好。

2、对于烧结碱度一般的冶炼企业采用碱性烧结矿。不过根据目前红土镍矿高炉冶炼的生产来看,红土矿的烧结工艺具有自身的特点。采用传统铁矿石烧结的工艺,烧结矿的质量和产量远不如铁矿石烧结矿。因此红土矿的烧结根据高炉低镍铁含镍量的要求和优化炉渣成分,保持较好的流动性、稳定性、熔化性和较高的脱硫能力,一般都采用自熔性烧结矿和酸性烧结矿作为红土烧结矿的生产工艺。

3、高铝矿粉对烧结矿的影响体现在烧结矿FeO和强度上。说到高铝矿粉就得说下高中低铝的大致划分范围了。这个东西没有统一的划分标准,只是在生产实践过程中根据经验总结的大体数据范围。一般情况下含Al2O32.0%以下的称之为低铝、2.0%—4%的称之为中铝、4%—7%的称之为高铝。同样是低镍红土矿粉,年之前的和之后的铝就不一样。年之前矿粉中的Al2O3最高也不过4.5%,自从年印度尼西亚全面禁止矿粉出口,全部使用菲律宾的红土镍矿之后矿粉中的Al2O3逐步攀升到现在的7%左右。在这种情况下烧结的配料工艺和前几年相比就得有所调整,毕竟矿粉中的Al2O3含量变化了。这东西就像两军打仗一样,敌情变化了之前制定好的战术就得做出相应的调整,不然己方的损失就会大些,战况指标就会下降是一个道理。矿粉中Al2O3含量升高,一是在普铁矿烧结的燃烧温度下不能形成足够的液相,无法充分粘结烧结过程中的未熔化物质,烧结矿强度因此降低.二是在烧结矿中FeO参与烧结过程中多种液相的形成,FeO的含量反映烧结过程中液相形成的情况,FeO含量高液相形成相对较多,反之液相形成相对较少,FeO含量主要受到烧结氧化的影响,在燃料配比和烧结参数不变的情况下,烧结矿中FeO含量会随着Al2O3含量升高明显降低。所以说在原有烧结工艺不变的前提下,只有增加烧结矿的配碳量提高烧结矿的FeO、提高点火温度以及烧结过程中的最高温度,才能使高铝情况下烧结矿中的铝固溶复合酸钙液相充分生成,使烧结矿强度达到高炉生产的要求。

再者随着矿粉中Al2O3含量的增加,Al2O3逐渐在复合铁酸钙相中达到饱和而趋向于参与并促进玻璃相的生成,玻璃相作为烧结矿中强度最差的物相,它的增加会极大程度的破坏烧结矿的强度。为了降低Al2O3在烧结过程中带来的副作用,唯一可行的方式就是降低烧结矿的R2提高烧结矿的硅铝比,而不是提高烧结矿的R2生产高碱度烧结矿来提高烧结矿的强度。

4、在烧结过程中混合料的透气性好坏也是严重制约烧结矿产、质量的一个重要因素。至于影响烧结台车料层透气性的原因大致有以下几个方面:1、混合料含水较大20%左右,普铁混合料只有8.5%—9.5%,低镍矿的含水量比普铁矿高了一倍多台车过湿层的厚度也随之增加;2、低镍矿含有较高的“油性”。这一点从现场用双手抓握一下和普铁矿粉进行对比就可看出明显的差别。这种特性在夏天气温高料温高的时候对透气性的影响还不算太明显,尤其到冬季气温在零下的时候台车料层的透气性明显变差。这种现象说白了和矿粉中的“油性”有很大的关系,这也是生产低镍铁的袋式除尘器中的滤袋寿命普遍比生产普铁的滤袋寿命短两到三个月的原因之一,滤袋的过滤缝隙都被“糊死了”用高压水枪洗都洗不掉。

为了避免这两种因素,大多数低镍铁生产厂家在这方面真可谓是“八仙过海各显神通”,有什么手段用什么手段。一般情况下常用的手段无非是在二混混料机里边加装蒸汽管道,进行蒸汽加热提高料温。也有从带冷机或环冷机的冷却风出口加装管道和引风机,把高温废气引到二混混料机进行混合料加热,不过其效果没有蒸汽加热的明显。近两年低镍铁生产厂家逐渐把水泥厂用以烘干水渣的烘干窑,经过技术改造之后投入使用。对进厂含水35%的矿粉过一次筛,把大石块和树根筛出之后直接烘干。其实这一烘干的过程不仅仅调整了原有用生石灰拌料焖料的工艺,还起到了提高料温的作用。二混系统再配合蒸汽和冷却系统的高温废气的应用,烧结产、质量会大幅度的提高,综合生产成本也会直线下降。

5、至于同样的烧结为什么低镍矿的产量比普铁矿的产量低的多、烧结机利用系数也低的多,除了上述因素之外再有就是低镍矿的品位低。低镍矿的堆比重比普铁矿轻0.3—0.4/m3,其次低镍矿混合料无论是表水还是结晶水都比普铁矿粉高出一倍,再次低镍矿混合料中总会有一些泥球和石块筛不干净。这些东西在台车上一是降低混合料的空间,二是吸收烧结矿周围的物理温度降低烧结矿的成矿率。

除了工艺方面的原因以外,影响烧结产、质量的因素就是烧结机的操作,前后工序的协调配合,漏风点的处理,铺底料的粒度和透气性,以及烟道中是否有异物灰尘,或是各方面的设备因素,不过这些因素不论普铁矿还是镍矿都是共有的因素。

低镍矿和普铁矿烧结系统的工艺差别就如此之大。对于高炉操作来说无论是工艺方面还是原燃料的要求方面区别也很大,不是一两句话能够阐述清楚的。毕竟高炉冶炼的四大操作制度都存在很大的区别,高炉系统的阐述和高炉操作的工艺调整将在下篇总结中做出系统的详细阐述,请诸位见谅!由于本人水平有限,个人总结中难免有笔误之处还请诸位领导、同仁予以指出以便改正,谢谢参阅!(审核人:叶子枫)

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