我国球团生产技术现状及发展趋势

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1、我国球团生产技术现状及发展趋势许满兴 北京科技大学 摘要 本文综合介绍了我国跨入二十一世纪以来 球团矿生产的发展状况 论述了大力发展球团生产的价值及发展球团矿生产面临的问题和对策 关键词 球团矿现状发展价值问题及对策 1 近十年来我国球团矿生产发展的基本情况 跨入二十一世纪以来 我国钢铁工业进入快速发展的轨道 作为高炉炼铁的一种主要含铁炉料球团矿生产的发展速度超过了高炉炼铁年增长的速度 我国生铁年产量由2001年的15554万吨增长到2011年的62969 5万吨 11年间年均增长27 71 球团矿年产量由2001年的1784万吨增长到2011年的20410万吨 年平均增长速度103 28 其

2、中还受2008年的国际金融风暴影响及此后两年的发展速度调整 2001 2011年我国生铁和球团年产量增长情况列于表1 1 2001 2011年我国球团矿生产主要技术经济指标列于表2 3 2 表12001 2011年我国生铁和球团矿年产量增长情况 表22001 2011年我国回转窑球团的主要技术经济指标 注 日历作业平均率为91 64 最优的新余钢铁已达到99 40 表32001 2011年我国竖炉球团的主要技术经济指标 注 日历作业率平均为95 41 最优单位方大特钢已达到99 93 由1 3可见 我国球团生产的现状所表现的特征 1 我国球团矿的年产能跨入二十一世纪以来 也有很快的发展 201

3、1年年产量达到了20410万吨 年均增幅达到18 球团矿占炉料结构的比例已接近20 的程度 2 我国球团矿的质量指标 链篦机 回转窑球团矿的含铁品位2005 2006年度曾上升到高于64 5 的水平 随着矿价的急剧上涨 2011年又下降到低于63 50 竖炉球团一直处在62 63 的水平 球团矿的SiO2含量在2007年前无数据公布 近几年链篦机 回转窑球团矿SiO2含量高于5 5 接近6 0 竖炉球团SiO2含量高于6 20 链篦机 回转窑球团矿的转鼓指数达到95 0 竖炉球团矿为91 92 近几年 首钢和鞍钢链篦机 回转窑球团矿的含铁品位保持在65 50 以上 接近巴西进口球团矿的水平 武

4、钢程潮链篦机 回转窑球团矿成品球的SiO2含量达到3 75 的优良水平 邯钢球团厂成品球的转鼓指数已达到97 0 的水平 3 我国生产球团矿的原材料消耗 钢铁生产节省原材料 是资源循环实现可持续发展的一项重要举措 吨球精矿粉消耗回转窑球团已基本上稳定在1000公斤之内 竖炉球团精矿粉消耗也由2001年的1060公斤 下降到接近1000公斤的水平 球团矿生产的粘结剂用量 回转窑球团吨球膨润土用量已由2001年的37 43公斤逐年下降到2011年的19 53公斤 竖炉球团膨润土用量也已由2001年的35 05公斤逐年下降到2011年的21 04公斤 国外球团生产膨润土的用量为4 8公斤 t球 因此

5、我国球团生产膨润土用量还有一个较大的改善空间 我国首钢和鞍钢弓矿球团生产的膨润土用量近几年下降到了10 11公斤 t球 已接近国外的先进水平 4 我国球团生产的工序能耗 回转窑球团已由2001年的65 35kg标煤 t球下降到2011年的27 42kg标煤 t球 竖炉球团的工序能耗由2001年的42 84下降到2011年的31 76kg标煤 t球 带式焙烧机是球团生产的一种装备和生产工艺 几十年来我国仅鞍钢和包钢2条生产线 2010年京唐钢铁公司建设和投产了一条生产400万吨 面积504m2 的大型带式焙烧机 经过短短一年的运营 取得了良好的效果 其主要生产技术指标列于下表4 表4京唐钢铁公司

6、带式焙烧机球团主要生产技术指标 2 大力发展球团矿生产 2 1球团矿生产发展的目标2006 2020年中国钢铁工业科学与技术发展指南 下称发展指南 指标 4 中国高炉炉料中球团比约12 从当前优化炉料结构发展趋势看 中国应大力发展球团生产 并全面提高球团生产水平 发展指南 提出 球团技术的发展目标要 实现装备大型化 形成以不小于200万吨年产量的链篦机回转窑为主体的球团生产工艺与装备 加快淘汰小竖炉球团工艺装备 2011 2020年带式焙烧机和链篦机 回转窑的生产指标 要求列于表5 关于球团生产工艺的关键技术 要求铁精粉的粒度 200目高于85 含铁品位不低于68 要求提高造球效率和生球质量的

7、技术 进行球团用添加剂的研发和应用技术 包括研发新型高效不含K Na的球团添加剂 大幅度降低各种球团焙烧能耗的技术 实现球团烟气脱SOX NOX及降低生产过程CO2产生量的技术 实现2020年以上目标 球团界还有较大的差距和大量工作要做 特别是降低各种球团焙烧的能耗和改善环保差距很大 球团矿生产过程的烟气脱硫仅有个别厂家实施 或开始实施 球团生产厂应做出规划 加大力度解决烟气的净化问题 2 2发展球团生产对改善高炉技术经济指标的价值低碱度和自熔性烧结矿由于其强度和冶金性能不良 不适合作为高炉炼铁的主要炉料 高碱度烧结矿由于其具有优良的冶金性能 多年来已成为我国高炉炼铁的主要炉料 正因如此 球团

8、矿也就成了我国高炉炼铁与高碱度烧结矿搭配的一种主要炉料 25 30 球团矿的配入可提高入炉矿品位1 5 以上 同时可降低15 的渣量 总体可降低焦比4 提高产量5 5 故球团矿生产对改善高炉技术经济指标起着十分重要的作用 由表1可知 我国球团矿的年产量已达到2亿吨 占高炉炉料的比例已接近20 但距离25 30 的配比 还有5000 10000万吨的发展空间 且随着我国工业化和农村城镇化的进展 高炉炼铁的产能还有发展的空间 因此我国球团矿生产有着广阔的发展前景 球团矿生产对高炉炼铁节能减排应包括以下几个方面 1 球团矿生产自身的节能减排 2 球团矿质量的节能减排 3 球团矿搭配高碱度烧结矿炉料结

9、构的节能减排 2 3 1球团矿生产的节能减排据2011年球团生产数据统计 链篦机 回转窑的工序能耗分别为24 92kg标煤 t和24 42kg标煤 t 竖炉球团的工序能耗也分别仅为31 90kg标煤 t和31 76kg标煤 t 而同期全国重点钢铁企业烧结矿的工序能耗为52 65kg标煤 t和56 71kg标煤 t 球团矿与烧结矿相比 工序能耗仅为43 可见发展球团矿生产对节能减排 改善环保有着无可比拟的优越性 2 3 2球团矿质量的节能减排国外球团矿的含铁品位普遍高于65 0 SiO2含量低于3 我国链篦机 回转窑球团的含铁品位已达到63 5 的水平 SiO2含量低于6 比烧结矿的品位高出5个

10、百分点 渣量普遍低于40 的程度 从公认的统计数据看 燃料比会降低13 以上 这足以说明发展球团矿生产对高炉炼铁的节能减排具有重大价值 若球团矿的品位和SiO2含量达到或接近国际水平 则所起作用会进一步提升 2 3 3球团矿与高碱度烧结矿合理搭配的节能减排球团矿作为高炉炼铁的搭配炉料 对高炉炼铁节能减排的作用 每提高1 5 的品位 降到15 的渣量 已描述过 今后球团矿不仅仅是一般的酸性球团矿 它将是氧化镁质的酸性球团矿 球团矿产能进一步提高后 还会发展一定数量的熔剂性球团矿 这两类球团矿的发展及其冶金性能的改善对高炉炼铁的节能减排将会发挥更大的作用 3 我国球团矿生产发展面临的问题和对策 综

11、合近几年全国球团工作者对球团生产发展所面临的问题所提出的见解加之笔者对我国球团生产现状的认识 总结出以下四个方面的问题是需要加以探讨和商榷的 1 焙烧球团矿的设备工艺问题 2 球团生产的资源配置问题 3 提高设备配置质量 有效降低球团能耗问题 4 探索回转窑结圈原因解决结圈问题 5 提高造球水平 全方位改善球团质量 3 1关于焙烧球团矿的设备工艺问题到目前为止 年产2亿吨球团矿 带式焙烧机工艺因受能源 耐热件制作和建设周期等问题仅有3条生产线 年产700万吨成品球团 仅占产能的3 5 今后的发展与新建的首钢京唐公司504m2年产400万吨的带式焙烧机相关 视其生产效果会较大程度影响这类工艺今后

12、的发展 竖炉球团目前有大小不同200余座在生产 占产量的将近40 但因产能 质量和环保诸问题 圆形土竖炉 小于8m2的矩形竖炉在不久的将来会被淘汰 10m2 12m2含以上矩形竖炉在一定的时期内还会存在 今后大中型链篦机 回转窑工艺为我国球团矿生产的主要工艺设备 建设年产200万吨以上 具有贮存仓 烘干窑 强力混合机 高压辊磨机 大型造球机 链篦机 回转窑 环冷机完善的设备工艺应当成为发展的主流 3 2球团矿生产的资源配置问题磁铁精矿是我国球团生产的主要资源 但随着我国球团矿生产的快速发展 资源已严重短缺 解决球团生产资源短缺问题 应采取多方面的措施 首先要抓好精矿资源的结构调整 逐步做到细精

13、矿用于球团生产 不再用于烧结生产 短缺部分采用外购赤铁矿粉生产 广东粤裕丰公司球团生产就是采用适当配比赤铁精粉取得成功的例子 该公司自筹建2 120万吨球团生产线起 就从实验室研究到工业生产进行了系统的赤铁矿粉球团生产的研究 针对赤铁矿粉成球难 采用高压辊磨 改变赤铁矿粉的外部形貌 增加比表面积等手段 证明赤铁精粉用于球团生产是可行的 8 赤铁矿粉用于球团生产的效率和能耗问题 应列题开展专项研究 取得成功后推广应用 3 3提高设备配置质量 有效降低球团生产能耗问题已有的统计数据说明 球团生产的工序能耗仅为烧结工艺的43 即使这样我国链篦机 回转窑能耗最低的首钢球团厂17 58 kg标煤 t的热

14、耗尚比世界先进水平高一倍以上 5 这与用于球团生产的工艺设备的制作精度和保温材料的质量相关 强化高温设备的密封技术和保温技术的研究和推广 对标挖潜 缩小与世界先进水平的差距 3 4探索回转窑结圈原因 解决回转窑结圈问题据不完全统计 我国目前已建有九十条大小不同的链篦机 回转窑生产线 回转窑结圈是普遍存在的一个问题 每到球团生产现场 都能看到排除结圈清出的大垢块 有的在回转窑窑尾可见到火红的大块在回转窑内翻转 不同程度影响着生产 为了清理排除结圈 每次停窑检修过程还会有上百吨的欠烧的粉色球在现场堆放 这无论对链篦机 回转窑工艺的产率和能耗都是一个很大的损失 结圈的原因主要是粉末和局部高温 产生粉

15、末和局部高温的原因很多 但归根到底是链篦机 回转窑工艺尚未达到数字控制的时代 急需完善工艺技术和检测手段 使生产的各个环节进入数字控制的水平 及早解决 回转窑结圈的问题 3 5提高造球水平 全方位改进球团质量我国球团生产近十几年来发展速度快 质量提高不大 与国外球团矿质量相比存在着含铁品位低 SiO2含量高 膨润土配加比例大 粒度粗 8 16mm粒级低于85 表面粗糙不光滑 酸性球团MgO含量低 冶金性能差 总的说我国生产的球团矿质量不高 全方位改进球团的质量 应着重解决以下问题 现行的铁矿球团冶金行业标准急待修订 现行标准粒级 10 16mm 80 太大 含铁品位和SiO2无具体范围指标要求

16、 不符合节能减排操作方针 提高造球水平 球团生产技术首先要造好球 做到粒度均匀 表面光滑无裂缝 膨润土配加量高于20kg t球 比国外先进指标4 8kg t球高出一倍以上 应采取有机粘结剂或复合粘结剂的方案 大幅度降低膨润土配加量 达到低于10kg t球 提倡大力发展MgO质酸性球团和熔剂性球团 改善球团矿的冶金性能 为高炉降低燃料比创造条件 继续贯彻精料方针 提倡生产高品位 TFe 65 低硅 SiO2 4 和高镁 MgO 1 5 的优质球团 主要参考文献 1 许满兴2010年我国球团矿生产质量评述与展望2011年全国球团技术研讨会论文集 1 2 球团技术2012年全国球团厂2011年主要生产技术经济指标 3 夏雷阁等大型带式焙烧机在首钢京唐球团的应用2011年度全国烧结球团技术交流年会论文集 116 120 4 中钢协会中国金属学会2006 2020年中国钢铁工业科学与技术发展指南冶金工业出版社2006年 5 田本昌等我国球团技术发展面临的问题及对策 2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集 上 315 6 李建华等回转窑结圈原因分析及预防措施 2010年全国炼铁生产技术会