天鐵崇鋼球團優化配礦結構、降低配礦成本的技術措施

孟偉  趙文書

(天津鐵廠有限公司)

摘要： 2023年是新天鋼集團創新年，天鐵公司崇鋼廠根據集團進一步降本增效的總體要求，在球團工序實施了低成本配礦戰略，探索創新新經濟料種配加方法，優化各類經濟原料的配加比例，提高低品位回收含鐵混合料的配加用量，實現了由低品位、低價、高性價比的含鐵料替代傳統造球原料的功能替代作用，取得了可觀的經濟效益。

關鍵詞：球團配礦；配礦原則；技術措施；保障措施；創效

2023年是新天鋼集團“創新年”，天鐵公司崇鋼球團根據集團“在守正中求突破，在創效中求發展”的工作總基調，在球團工序進行了低成本配礦戰略，在保證球團質量的前提下，積極加強經濟原料配加管理，積極探索新經濟料的配加比例，積極嘗試切實可行的優化措施。為此，崇鋼廠專門成立了以分管廠領導掛帥的球團配礦攻關組，采取一系列措施，不斷優化配礦結構，力求進一步降低球團礦含鐵料成本。

1  崇鋼球團配礦原則

球團配礦攻關組本著“多使用低價料，少使用高價料；多使用粗粉，少使用細粉”配礦理念，轉變觀念，打破常規，不斷提高粗礦粉配加比例，同時增加低品位回收含鐵混合料的使用。

通過對球團使用的各種鐵礦粉的造球性能及高溫性能的研究，掌握所有原料的成球特性及高溫特性，并有計劃的按照比例進行混配，是降低球團成本、穩定球團生產、提高球團質量的有效途徑。

根據基于鐵礦粉自身特性來優化配礦原理，利用鐵礦粉之間的互補性規律，按照如下配礦原則執行：在成球率和微觀特性滿足球團生產的條件下，比表面積高與比表面積低的鐵礦粉搭配使用；粒度細與粒度粗的鐵礦粉搭配使用；磁鐵礦粉與赤鐵礦粉搭配使用；高硅礦粉與低硅礦粉搭配使用；有害元素高的鐵礦粉與有害元素低的鐵礦粉搭配使用。

2  崇鋼球團配礦的具體措施

2.1  提Ti降本

通過提升配礦結構中價格較低的高鈦精粉，降低球團含鐵料成本。下表是天鐵崇鋼常用的兩種65品位鐵精粉，由下表可見，兩種鐵礦粉Tfe含量相近，且粒度相近，造球性能相近，而高鈦精粉65價格較山東精粉65價格低約30元/噸。在滿足天鐵高爐使用質量要求的前提下，可盡量提升球團的Ti指標負荷，既不超Ti指標要求上限，又盡最大可能增加高鈦精粉65配比，以替代山東酸粉65使用量。

                          表1  物料成分對比表

2.2  提升經濟料（赤泥粉）配加降本

積極嘗試使用其它行業低價含鐵副產物代替高價鐵精粉，其中，赤泥粉就是很不錯的優選品種。赤泥粉是制鋁工業提取氧化鋁時排出的泥漿狀工業廢渣。據統計，每生產1噸氧化鋁，大約會產生0 .7～2噸的赤泥。赤泥粉TFe含量在40%~50%不等，品位45％左右的赤泥到廠價格約為250元／t，噸度價約5.5元／t·度；而品位65％的鐵精粉到廠價格約為900元／t，噸度價約14元／t·度。由此可見，球團配加赤泥粉有明顯的經濟效益。天鐵崇鋼用赤泥粉理化指標見下表。

表2 赤泥粉理化指標表

天鐵崇鋼球團2022年使用細磨過的赤泥鐵粉，年配加比例為2.72%；同比2021年度1.86%高出0.86個百分點。2023年天鐵崇鋼球團通過對部分設備改造、試驗攻關等措施，開始使用赤泥原礦粗粉，并將赤泥粗粉配加比例提升至4%，大幅度降低了球團含鐵料成本。僅赤泥粉一項，預計比去年創效約450萬元以上。

2.3  合理使用國外低價低品位礦粉

天鐵崇鋼球團使用的國外進口礦粉主要是低品位高硅澳大利亞細精礦，其價格較同品位山西精礦低約20元／t，其硅含量較高，可搭配國內低硅精礦使用，而且其-200目篩下率可達到99%以上，對造球非常有利。今年1-5月份，天鐵崇鋼球團已使用進口澳大利亞卡拉拉精礦4萬余噸。其質量指標如下：

表3 卡拉拉精礦成分表

2.4   適度配加部分低價低品位赤鐵礦粉

磁鐵礦粉球團的固結機理主要為Fe₂O₃的再結晶長大，其結晶規律均為“初晶~發育晶~互連，固結強度高;赤鐵礦粉球團在焙燒過程中不放熱，其固結機理主要為Fe₂O₃的晶粒長大和再結晶，沒有晶格轉變,所以固結困難。如果赤鐵礦粉配加比例過高，為確保成品球抗壓強度，必然會造成球團預熱和焙燒溫度高且時間長，這勢必會影響鏈篦機~回轉窯的能耗和產量。因此，天鐵崇鋼球團在配加低價格低品位赤鐵礦粉時，充分考慮其在生產過程中的綜合經濟性。根據實時價格因素，適量配加部分具有性價比的低品位印度粉、巴西粉等赤鐵礦粉，其配加比例一般在4~6%左右。

2.5 加大本廠低品位回收含鐵混合料的使用

低品位回收含鐵混合料的價格低，在保證球團礦質量指標的前提下，科學合理的使用價格相對低廉的回收混合料，非常有利于降低球團配礦成本。天鐵崇鋼球團使用的低品位含鐵混合料主要有：除塵灰、煉鋼污泥等微細顆粒原料。煉鋼污泥是轉爐煉鋼的副產品，一方面含有一定的鐵，另一方面粒度極細，同時具有一定的粘性。將過濾的污泥在配料工序加入，經過干燥、混勻后參加造球。球團生產配加轉爐污泥可以改善造球過程和降低膨潤土用量，從而對提高球團礦質量具有一定積極作用。2023年天鐵崇鋼球團除塵灰配加量在0.5~1%不等，而煉鋼污泥配加量約在3%。

3   崇鋼球團優化配礦的保證措施

3.1  技術與管理并重，以技術為依托。

天鐵崇鋼球團在優化球團配礦的實施中，既要降低球團礦的配礦成本，又要保證球團各項質量指標不能影響高爐穩定順行。在配礦過程中不斷探索新物料在球團配礦中的應用，根據新的配礦方案及時開展造球試驗和焙燒試驗，及時收集整理各類試驗數據，為進一步優化球團配比提供強有力的支撐。特別是在小品種雜料配加，必須先期進行實驗室實驗，取得技術數據以后，經過討論總結優化，才在實際生產中應用。

3.2  球團優化配礦要以高爐穩定順行為原則。

實施配礦結構優化過程中，由于提高了低品位含鐵料配比，球團礦Tfe含量有一定降低，為保證高爐穩定順行，必須確保球團礦質量指標，在實際操作中要采取相應措施。

3.2.1由于低價含鐵料中各元素成分波動較大，配料工要根據含鐵雜料的成分變化來實時調整原料配比，保證球團成分指標、強度指標的穩定率。

3.2.2根據不同配礦方案，適時調整工序參數，從原料水分入手，調整烘干溫度控制制度，確保造球混合料水分可控。造球工根據生球造球狀況適時調控霧化水，確保生球水分穩定。

3.3.3根據不同原料使用效果和鏈篦機-回轉窯裝備即時狀況，適時制定不同的熱工操作制度，在確保生產順行、質量穩定的同時，確保窯內氣氛良好，窯況穩定。

3.3  不斷實施設備優化，提升各類物料使用效果。

3.3.1按照“滴水成球、霧水長大”的原則，從改進工藝設計方面入手，對6m造球盤霧化水的裝置和位置進行重新設計及改造，改造后霧化水裝置噴淋分散且可控可調，提升了混合料成球率及生球質量，減少了返料以及粉末的產生，保證了生產的穩定運行。

3.3.2原天鐵崇鋼球團造球機球盤規格為直徑6000mm、邊高500mm。該規格邊高的造球盤，在造球物料粒度較高的情況下，可實現造球生產平穩運行。但是，當造球物料粒度較低、造球粉較粗時，該規格邊高的造球盤生產效率會大大降低，且生球質量得不到保證。優化配礦后，由于增加了粗粉配加比例，造球混合物料粒度相對較低、造球粉略粗。通過對造球盤邊高進行改造，加高球盤邊高至600mm，提升了造球盤容積率，提高了混合料在球盤內滾動停留時間，從而提升了物料成球效果和生球質量。

4  崇鋼球團配礦效果

2023年1-5月份，天鐵崇鋼球團通過優化配礦結構，球團含鐵料創效情況如下：

4.1  配加高鈦65精粉替代山東65鐵精粉，合計消耗2.5萬噸，創效75萬元。

4.2  配加赤泥粗粉代替細磨赤泥粉，并提升配加比例，合計消耗2.5萬噸，創效187.5萬元。

4.3  配加低價低品位澳大利亞卡拉拉礦粉替代山西60精粉，合計消耗4萬噸，創效80萬元。

4.4  配加低價低品位赤鐵礦粉1.8萬噸，低品位回收含鐵混合料1萬噸，創效900萬元。

崇鋼球團含鐵料配礦工作取得了一定成績，今年前5個月取得了合計創效1300余萬元的可觀效益。

5  結束語

天鐵崇鋼球團通過配礦攻關組的科學配礦，不斷提高經濟料種的配加比例，增加低品位回收含鐵混合料的使用。以保證質量、穩定產量、降本增效為核心目標，積極探索并優化最佳的球團配礦方案，滿足了天鐵高爐生產用料要求，為天鐵高爐提供了質量好、價格低的優質球團礦。