唐钢二炼铁厂使用巴西MBR 块矿的生产应用.pdf

27 卷 第 1 期 北京Vol.27 No.1 20052Journal of University of Science and Technology BeijingFeb. 2005 收稿日期2003–10–14修回日期 2003–12–10 作者简介于勇1963, 男, 博士 唐山钢铁公司地处河北东北部 临近冀东铁 矿 冀东铁矿是我国七大铁矿区之一 原矿含铁 品位不是很高 其中SiO2含量较高的酸性脉石致 使矿石硬度较高 难以细磨 因此 适当配加进口 外矿 改善高炉炼铁的炉料结构对提高唐钢二铁 生产水平 合理利用冀东铁矿资源有着重要的意 义 [1-4] 近年来 唐钢对产自巴西 印度 澳大利亚 各国的铁矿石的使用作了大量的生产应用研究 本文仅介绍其中对巴西 MBR 块矿进行的部分 工作 巴西 MBR 矿业公司地处巴西铁四角地 区铁矿资源丰富 储量达 1483 亿 t 是世界主 要铁矿石供应者之一 近年来 巴西MBR铁矿在 我国消耗量增长很快 [5-7] 唐钢二炼铁厂在研究的 基础上 于2001年8月份开始在生产中配加巴西 MBR 块矿 取得了满意的结果 1巴西 MBR 块矿的矿相结构 1.1 化学成分和粒度 巴西 MBR 块矿的化学成分和粒度组成如 表 1 和表 2 所示其铁矿品位很高脉石特别是 SiO2含量低 S,P 含量很少 粒度在 6.30mm 的占 80以上 可见巴西MBR块矿是一种很优良的高 炉炼铁原料 [8] 表 1 巴西 MBR 块矿的化学成分巴西 MBR 公司提供 Table 1 Composition distribution of MBR lump ore 化学成分 质量分数 / 典型值保证值 TFe67.766.50 SiO21.301.50 Al2O30.751.40 S0.0050.01 P0.0380.065 H2O2.803.50 表 2 巴西 MBR 块矿粒度组成巴西 MBR 公司提供 Table 2 Size distribution of MBR lump ore 粒度/mm 比例 / 典型值保证值 31.57.07.0 31.519.029.4 19.012.532.1 12.58.018.5 8.06.36.0 6.37.08.0 1.2矿物组成和矿物结构 矿相观察结果表明 MBR块矿中的主要铁矿 物为赤铁矿 含有少量的针铁矿和微量的假象赤 铁矿磁性 脉石主要为石英 含量比较少 铁矿 物和脉石矿物的结晶都比较完好 在显微镜下观 察发现铁矿石颗粒和脉石颗粒都没有任何气孔 晶粒结构比较致密而均匀 大多呈致密的块状结 构存在 唐钢二炼铁厂使用巴西 MBR 块矿的生产应用 于 勇姚志超杨世山李士琦 北京科技大学冶金与生态学院 北京 100083 摘要分析了巴西 MBR 块矿的矿相结构 矿物组成及冶金性能 MBR 块矿的各项冶金性 能较好 与烧结矿组成的综合炉料在高炉内的同化过程开始温度和结束温度均较高 但同化 速度相对减慢 唐钢二炼铁厂的炼铁生产实践结果表明 适当配用 MBR 块矿 高炉入炉品位 上升 矿耗降低 综合焦比下降 铁成本降低 高炉顺行状态良好 MBR 块矿在改善高炉综合 技术经济指标的过程中起着重要作用 关键词 炼铁 MBR 块矿 冶金性能 分类号 TF046.4 Vol.27 No.1于勇等唐钢二炼铁厂使用巴西 MBR 块矿的生产应用25 巴西MBR块矿中的赤铁矿占95左右 赤铁 矿颗粒嵌布粒度一般为 0.0050.050mm赤铁矿 颗粒比较大的晶体内部含有少量的磁铁矿微粒 假象赤铁矿脉石中石英颗粒分布不均匀多 呈粒状结构存在 一部分石英颗粒的内部有磁铁 矿的包裹体存在 块矿中石英总量约 2 2巴西 MBR 块矿冶金性能 2.1 测试方法 对比实验测定了巴西 MBR 块矿和唐钢二铁 厂所用澳块矿 烧结矿 球团矿的冶金性能 其中 热爆裂指数采用生球爆裂温度的方法测定 还原 实验按铁矿石的还原性测定方法GB/T13241 91进行 低温还原粉化实验按 铁矿石低温粉 化试验静态还原后使用冷转鼓的方法GB/ T13242 91进行 2.2 冶金性能 测定结果见表 3 MBR 块矿的热爆裂指数为 1.8 1mm5.5 5mm澳块矿的热爆裂指 数为 0.6 1mm 2.1 5mm荷重软化实验 中T 1代表试样收缩 10时所对应的温度 T2代表 试样收缩 40时所对应的温度 可以看出 MBR 块矿的热爆裂指数较高 中温还原性能稍差 低 温还原粉化性能相对较好 软化开始温度和软化 终了温度相对较高 软熔区间较澳矿宽 表 3 不同高炉炉料的冶金性能测定结果 Table 3 Measured results of metallurgical properties for different blast furnace burden 矿类RI/T1/T2/ RDL6.3RDL3.15RDL 0.5 MBR 块矿 78.5058.4788.055.5411601230 澳块矿80.1957.7687.966.4211001130 烧结矿86.1246.6572.466.8112051345 球团矿83.0956.7787.135.5611101205 巴西MBR块矿热爆裂指数 5mm比澳块 矿高3仍在高炉可接受范围之内 其原因是因 品位高66.7 矿物结构致密所致 MBR 块矿还 原性能 低温还原粉化率与澳块矿相近 3 巴西 MBR 块矿的同化性能 3.1同化实验 用熔滴炉当铁矿石开始熔化时熔滴实验过 程中的压差陡升温度 中断升温在氮气保护下 随炉冷却到室温 然后对烧结矿与天然块矿的熔 结部分进行相应的微观检测 分析比较不同含铁 炉料在熔化过程中的差异 本实验利用熔滴炉对 MBR 块矿 澳块矿 烧结矿 球团矿分别进行测 定 另外 根据综合炉料碱度考虑到焦炭灰分和 喷吹煤粉灰分的影响综合炉料的碱度确定为 1.4相同的原则确定各种铁矿石在综合炉料中的 比例 计算得出三组综合炉料配比如下 A39 烧结矿61MBR 块矿矿料 A B63烧结矿 37澳块矿矿料 B C88烧结矿12球团矿 矿料 C 3.2 熔滴性能 四种铁矿石和三种综合炉料的熔滴性能测 定结果如表4所示 其中T 为压差陡升温度 T 为 滴落开始温度T为软熔温度区间P为最大 压差 可以看出 巴西MBR块矿的同化开始温度 和结束温度比澳块矿 球团矿为高 炉料 A 的同 化开始和结束温度比炉料 B 炉料 C 都高 3.3 同化性能 矿料 A 和矿料 B 两种综合炉料在同化过程 中烧结矿与块矿熔结部分进行能谱分析和金属 元素含量测定 由此计算出烧结矿与块矿熔结部 分中炉渣的化学成分不考虑FeO 结果见表 5 综合表 4 和表 5 结果 并经计算得知 1烧结矿与块矿的熔结部分以金属铁为主 2炉料A的熔结部分 渣量绝对值和相对值 均比炉料 B 为低 3 烧结矿与 MBR 块矿混合后 炉渣在高炉 表 4 不同实验炉料的冶金性能测定结果 Table 4 Measured results of metallurgical properties for different test blast furnace burden 炉号炉料种类T /T /T/P/kPa 1MBR 块矿14731509362.56 2澳块矿14161432162.45 3球团矿14471459121.78 4烧结矿14951540454.39 5矿料 A14821522403.57 6矿料 B14511485343.81 7矿料 C14781517394.21 还原粉化率/ 表 5 炉料 A 与 B 熔结部分的炉渣成分 Table 5 Calculated slag composition of experimental bur- den A and B 炉料种类 CaOMgOSiO2Al2O3 A28.27032.8738.860.86 B24.4110.7440.5024.350.60 质量分数/ CaO/SiO2 26 20051 内同化过程的开始温度和结束温度相对较高 同 化速度相对减慢 其熔结部分化学成分的变化相 对也较小 4 在高炉配矿结构中 若用 10的 MBR 块 矿替代澳块矿 在其他条件相同时 渣量将降低 15kg/t, 渣中 Al2O3含量将增高 0.5 4实践结果 唐钢二铁厂近年使用 MBR 块矿部分替代澳 矿调整烧结 高炉炼铁的配矿结构 2002 年高炉 各相关技术指标的变化如表 6 和表 7 所示 使用 约 9的巴西MBR块矿替代澳矿 高炉入炉品位 上升 0.55 实际矿耗降低 15kg/t 综合焦比下降 4.6kg/t渣量减少 17kg/t渣中 Al2O3含量增高 0.43 表明MBR块矿在改善高炉综合技术经济 指标的过程中起着重要作用 表 6 高炉配矿结构对比质量分数 Table 6 Batching structure contrast of BF 月份烧结矿竖炉球澳块矿 MBR 块矿 钛 矿 7 月 73.8511.2314.9100 10 月 73.469.687.069.010.79 对比0.391.557.859.010.79 5结论 1巴西MBR块矿具有品位高 脉石含量低 冶金性能良好的特点 但热爆裂指数较高 2 烧结矿与巴西 MBR 块矿组成的综合炉 料在高炉内的同化过程开始温度和结束温度均 较高 同化速度相对减慢 3 唐钢二炼铁厂近年适当配用MBR块矿的 生产实践表明 高炉入炉品位上升 矿耗降低 综 合焦比下降 铁成本降低 高炉顺行状态良好 参 考 文 献 [1] 刘树合. 国内外铁矿石市场分析. 国外金属矿山 199741 [2] 徐瑞图 吴胜利.中国铁矿石烧结研究. 见 周取定教授论 文集. 北京 冶金工业出版社, 1997. 76–79 [3]李振国张玉柱.进口矿对唐钢烧结矿性能的影响. 烧结 球团2001 261 25 [4]曹浜志 陈松. 巴西和印度粗矿粉烧结特性研究. 山东冶 金 1999 2112 105 [5]汪建华.巴西钢铁工业最新投资动态及分析.冶金信息导 刊 20032 28 [6]Matsumura M, Kawaguchi M. Fundamental study on graluna- tion technique of sinter mixure for iron ore sintering. In 6th In- ternational Symposium on Agglomeration. Nagoya,1993.180 [7] Loo C E, Bristow N J. Properties of iron bearing materials under simulated blast furnace indirect reduction conditions. Ironmak- ing Steelmaking, 1998, 255366 [8]周国凡. 添加巴西 MBR 矿对烧结影响的试验研究. 烧结 球团 2001 265 20 Application of Brazilian MBR lump ore in No.2 Ironworks of Tangshan Iron and Steel Co. Ltd. YU Yong, YAO Zhichao, YANG Shishan, LI Shiqi Metallurgical and Ecological Engineering School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China ABSTRACT The ore phase structure, mineralcomposition and metallurgicalproperty of BrazilianMBR lumpore were introduced. Brazilian MBR lump ore has excellent metallurgical property, and both its beginning and ending temperatures of assimilation during melting are higher, however the assimilation velocity becomes a little slower. The application of MBR lump ore shows that the charge grade of BF increases, the iron ore consumption reduces, the equivalent coke ratio declines, and the cost of iron decreases with a proper mixture of Brazilian MBR lump ore. Itis shown that BrazilianMBR lumporeplays an important roleinimprovementof BF technical and economicpro- duction inds. KEY WORDSironmaking; MBR lump ore; metallurgical property 表 7 MBR 块矿部分替代澳矿的高炉生产技术经济指标对比 Table 7 BF production results using Brazilian MBR lump ore compared to Australia lump ore 月份 入炉品 位/ 矿耗/ 综合焦比/ 渣量/ Al2O3/ 综合冶炼强 度/ 利用系数/ 入炉矿成本/ 元 1 吨铁成本/ 元 1 7 月 59.151624482.6290.1713.461.082.24510.34839.65 10 月 59.701609478.0273.1613.891.112.31507.42837.78 对比0.55154.617.010.430.030.072.921.87