大比例球团矿在安钢高炉的应用(2)

2.1 球团矿特点

与烧结矿相比，球团矿具有品位高、气孔度低、FeO含量低、冷强度好、自然堆角小等特点。同时，球团生产工序能耗较低，污染物排放量少。据统计，钢铁行业中球团工序的SO2排放量仅为烧结工序的1/8，NOX的排放量仅为烧结工序的1/32，烟粉尘排放量仅为烧结工序的2/11。但是，由于体积膨胀，球团矿的热还原强度较差。

2.2 烧结矿与球团矿成分及软熔性能比较

安钢2 800 m3高炉当前主要使用的烧结矿和球团矿成分见表3，荷重软化及熔滴性能见表4。

表3 烧结矿及球团矿成分编号 TFe/% SiO2/% CaO/% MgO/% Al2O3/% R烧结1 55.86 5.90 10.58 1.65 2.09 1.79烧结2 55.34 6.01 10.52 2.06 2.30 1.75烧结3 57.08 5.06 9.59 1.71 1.87 1.90球团1 66.59 2.34 0.56 1.80 0.51 0.24球团2 62.97 3.76 3.07 0.86 0.92 0.82球团3 64.33 5.52 0.49 0.57 0.80 0.09

从表3可以看出，安钢2 800 m3高炉使用的球团矿的品位均在60%以上，比烧结矿品位高5%～11%；球团矿的Al2O3含量比烧结矿的低0.6%～1.6%，其中球团1为镁质球团，球团2为碱性球团。

从成分上看，由于球团矿品位较高，提高球团矿比例，可以提高入炉品位，降低入炉焦比和燃料比。由于球团矿的Al2O3含量较低，提高球团矿比例，可以降低渣中的Al2O3含量，提高炉渣的脱硫能力，改善炉渣的流动性。

表4 烧结矿与球团矿荷重软化及熔滴性能[9]编号 T10/℃T40/℃T40-T10/℃Ts/℃Td/℃Td-Ts/℃特性值Sn/（kPa·℃）ΔPmax/ kPa烧结1 1 011 1 156 145 1 268 1 471 203 1 285 7.39烧结2 1 083 1 226 143 1 301 1 495 194 788 11.43烧结3 1 022 1 174 152 1 266 1 518 252 1 867 10.89球团1 1 090 1 249 159 1 265 1 415 150 1 034 6.41球团2 1 030 1 192 162 1 310 1 434 124 423 5.50球团3 1 053 1 157 104 1 249 1 398 149 1 137 11.73

从表4可以看出，软熔性能方面，球团矿与烧结矿荷重软化温度（T10）及软化温度区间（T40－T10）相差不大；滴落性能方面，球团矿滴落开始温度为1 390～1 450 ℃，比烧结矿的低50～120 ℃，球团矿熔滴温度区间为124～150 ℃，比烧结矿窄44～128 ℃，其中球团2为碱性球团，其熔化温度较酸性球团高，与烧结矿接近，特性值Sn远低于酸性球团3。从荷重软化及熔滴性能看，球团矿的熔滴温度区间比烧结矿的窄，提高球团矿比例，有利于改善高炉透气性。

3 提高球团矿比例过程

安钢2 800 m3高炉于2019年6月20日开始逐渐提高球团矿比例，球团矿使用的是酸性球团矿，9月24日后改用碱度大于0.80的熔剂性球团。

安钢2 800 m3高炉提高球团矿比例，分为几个阶段：

（1）2019年6月20日－7月18日，烧结矿比例降至66%，球团矿比例提高到20%，块矿比例为14%。期间炉料结构比较稳定，但是从7月9日起，由于高炉压差升高，煤气利用率开始下降，高炉退负荷。煤气利用率随着焦炭负荷的降低而降低，如图1所示。

图1 6月20日－7月18日煤气利用率随焦炭负荷变化趋势

（2）7月19日－2019年8月23日，因烧结矿产能有所缓解，把烧结矿比例提高到了70%，把球团矿降到了15%，煤气利用率逐渐恢复到48%以上。然后把球团矿比例提高到了20%，结果煤气利用率又开始下降，把球团矿比例降到了15%后，煤气利用率恢复到了48%以上，如图2所示。

（3）8月24日－9月23日，烧结矿配比约为63%，球团矿比例约为21%，块矿比例为16%左右。9月中下旬随着新一轮环保管控的开始，360 m2烧结机产量急剧下降，9月下旬360 m2烧结机停机。由于烧结矿紧张，2 800 m3高炉被迫增加落地烧结矿比例，落地烧结矿含粉高，同时把焦炭负荷从4.70降到4.33，煤气利用率均呈下降趋势，如图3所示。

图3 8月24日－9月23日煤气利用率随焦炭负荷变化趋势

（4）9月24日－12月，球团矿比例逐月提高，从22%提高到34.5%。煤气利用率从44%升高到47%。煤气利用率随着球团矿比例的提高而升高，两者基本呈正比关系，如图4所示。

图4 2019年9月－12月煤气利用率随球团矿比例变化趋势

（5）2020年1月1－12日，烧结矿比例为52%左右，球团矿比例稳定在35%，块矿比例约为13%，炉料结构比较稳定。由于环保限产，从12月下旬起，每天只有一台烧结机生产，因烧结矿严重不足，高炉大量使用外购落地烧结矿，落地烧结矿含粉较高，入炉后压差升高、顺行变差，焦炭负荷从4.23降低到3.87，风量从5 100 m3/min降到4 900 m3/min，煤气利用率从47%降低到46.6%，如图5所示。

图5 2020年1月1日－1月12日煤气利用率随焦炭负荷变化趋势

（6）2020年1月13－25日，烧结矿比例为46.7%，球团矿比例稳定在47%，块矿比例为6.3%。炉料结构比较稳定，煤气利用率随焦炭负荷的升高而升高，如图6所示。煤气利用率从46.04%升高到了49.72%，比6月1－19日的煤比利用率的平均值49.68%高0.04%，成功实现了大比例球团矿在安钢2 800 m3高的炉应用。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0730/558.html