RDI+3.15
软化性能（℃） TBS 812 1060 1093 1044 1026 1057 △TB 414 320 255 194 216 204 TS 1260 117 1174 1327 1339 1349
熔滴性能（℃） Td 1410 1375 1402 1404 1409 1413 △T 150 98 228 77 70 65 △Pm(×9.8Pa ) S 值(kpa℃) 232 148 243 105 163 240 267.6 94.12 431.2 41.50 77.52 121.0
料，采用高碱度烧结矿搭配酸性炉料（低碱度球团烧结矿＋块矿）的炉料结构，低碱 度球团烧结矿设计占炉料的25%的比例，则年需低碱度球团烧结矿215万吨，选择 265m2烧结机生产低碱度球团烧结矿。（若年产300万吨钢铁的企业，年需500万吨含 铁炉料，年需120万吨低碱度球团烧结矿，可配180m2烧结机生产低碱度球团烧结矿）。
低碱度球团烧结矿的生产技术与 经济分析
许满兴 （北京科技大学）
摘要：本文简要介绍了低碱度烧结矿的发展现状， 论述了低碱度烧结矿生产需要解决的工艺流程设 计、适宜碱度选择、工艺参数优化及经济效果分 析等四个方面的问题。在分析的基础上，得出了 高低碱度烧结矿合理搭配作为高炉炼铁的一种新 的炉料结构，可取得降低投资和运营成本的良好 效果。 关键词: 低碱度烧结矿 优化工艺参数 经济效果
1. 前言
低碱度烧结矿或称酸性烧结矿，是指碱度（CaO/SiO2）低于1.0的烧结矿，它原本是解 放初期上个世纪五六十年代的一种人造富矿。由于其产量和强度低质量也差，自上世纪七十 年代末，我国炼铁界推广高碱度（CaO/SiO2）烧结矿以来就自然淘汰了，但到九十年代由于 高碱度烧结矿的应用需要酸性炉料，在缺乏酸性球团的条件下，有些企业开始采用酸性烧结 矿（或称低碱度烧结矿）与高碱度烧结矿搭配的炉料结构。特别是国家“八五”计划（1991 －1995年）后推广小球团烧结法新工艺，高碱度烧结矿搭配低碱度球团烧结矿逐步形成了我
3. 低碱度球团烧结矿的品位和适宜碱度选择
对用于高炉炼铁的含铁原料而言，含铁品位总是质量的排头兵，是质量的核心，低碱度球团烧 结矿也不能例外，它应该接近酸性球团矿的品位，低品位显然是不合适的，因为低品位必然会导致
渣量和燃料比增加，不符合低燃料比、低碳炼铁的方针，也是不经济的。因此低碱度球团烧结矿不
能背离精料方针。碱度是决定和影响烧结矿产质量的基础，也是决定和影响低碱度球团烧结矿的一 个基本因素。因为碱度不同，烧结矿的矿物相不同造成其强度、还原性等冶金性能不同，适宜的碱 度是在一定配矿和烧结工艺操作条件下形成的，因此要确定适宜的碱度需要通过在一定条件下的烧
酒钢低碱度球团烧结矿的质量状况
MgO SiO2 11.37 11.02 11.02 11.53 10.44 3.33 3.67 3.23 3.14 2.98 900℃ RI(%) 29.9 42.6 47.1 56.8 69.3
RDI+3.15
软化性能 （℃） TBS 1026 1038 1045 1041 1043 △TB 157 117 99 115 121 TS 1150 － － 1299 1271 Td 1425 － － 1409 1408
国高炉炼铁合理炉料结构的一种形式，因此才有目前像济钢、北钢、建邦集团等企业生产中
出现的酸性烧结矿生产。 大量的试验研究和生产实践均证明，低碱度烧结矿与高碱度烧结矿相比，存在着产量 （利用系数）低、固体燃耗高、成品矿强度低、 FeO含量高、质量差等诸方面的问题。我们 现在所说的低碱度烧结矿已经不是解放初期的酸性烧结矿了，而是指低碱度球团烧结矿。低 碱度球团烧结生产技术需要解决的有如下四个方面的问题：（1）工艺流程设计 （2）适宜碱 度选择 （3）烧结工艺参数优化（料层厚度、配水配碳、抽风负压、机速和成品矿FeO控制等） （4）投资与效果 也即采用该工艺的经济效果分析。本文将对这些问题逐一进行分析和讨论。
表4 鞍钢、沙钢等企业球团矿与烧结矿生产成本比较
烧结矿质量与生产成本 企业名称 TFe 鞍钢 沙钢 首钢京唐 57.11 56.39 56.64 CaO/SiO2 1.99 2.16 2.03 原 材 料 （元/t） 806.40 1063.44 937.07 生产成本 （元/t） 912.68 1242.27 1069.27 TFe 63.40 63.44 65.88 球团矿质量与生产成本 SiO2 5.43 6.64 3.76 原 材 料 （元/t） 940.54 1487.27 1295.91 生产成本 （元/t） 1065.12 1581.00 1400.85 球团矿 与烧结矿 成本比较
熔滴性能（℃） △T △Pm(×9.8Pa ) S 值(kpa℃) 275 － － 110 137 593 － － 193 275 146.3 － － 154.2 302.1
(%)
97.2 95.2 95.4 95.7 84.7
酒钢根据试验研究的具体情况，自1996~1999年生产低碱度球团烧结 矿的适宜碱度分别选择为0.36、0.52. 由表1酸性烧结矿与低碱度球团烧结 矿的质量对比可见，低碱度球团烧结矿的质量明显优于酸性烧结矿的质 量。由此应树立低碱度烧结矿的生产离不开先将粉矿制成小球团，或强 化制粒以觧决低碱度混合料透气性差难烧的问题。
衡，在项目设计时应重点考虑适宜碱度和成品矿品位的选择和确定。
4．低碱度球团烧结矿生产工艺参数的优化
信钢和济钢等企业高低碱度烧结矿生产技术指标的对比列于表3 表3 低碱度烧结矿与高碱度烧结矿生产技术指标对比
企业 名称 CaO /SiO2 TFe FeO SiO2 MgO 利 用 系 数(t/m2•h) 信阳 钢铁 济南 钢铁 北营 钢铁 0.72 1.72 0.59 1.87 0.40 1.95 60.47 55.72 58.04 55.15 62.53 53.71 15.9 9.8 13.91 8.56 14.89 6.74 5.81 5.69 7.38 5.27 8.12 6.37 1.79 1.97 2.83 2.92 0.91 1.34 1.26 1.65 1.08 1.71 烧结生产技术指标 转 鼓 指 数+6.3(%) 67 73 70.6 73.24 71.67 76.75 固体燃 耗(kg/t) 62.0 50.0 50.02 41.07 71.72 54.61 料层厚度 (mm) 450 650 550 700 330 580
碱度球团烧结生产的重要环节。
4.2 优化水和碳的配加
烧结生产水碳是保证，制成球团矿的水分一般磁铁矿球团为9％±0.25％，生产小 球显然按成球的规律：“水小球小，水大球大”，故小球的水分应低于8%，控制在7 ％－7.5％的水平，而比一般烧结生产的混合料6%左右要高一些。由表3可见，几家钢 铁企业的低碱度球团烧结矿或酸性烧结矿生产，配碳明显高于高碱度烧结矿的53kg固 体燃耗，可以考虑固体燃耗为55kg/t左右为宜。
工艺参数。从今年建邦集团低碱度烧结矿的生产状况分析，料层厚度可控制在600~650mm，固体燃
耗为55kg/t，转鼓指数可达68%以上，FeO含量为13%~14%的水平。 为确保低碱度烧结矿有较高的产质量，就必须制好粒，制好粒造好球使料层具有良好的透气性， 为此必要时可考虑配加少量的优质膨润土作黏结剂（建邦集团采用炼钢污泥强化制粒），将混合料
制成5－10mm的小球团，由于混合料均制成了小球，会造成烧结过程碳的燃烧困难，导致高配碳，
影响垂直烧结速度，因此小球烧结必须实现燃料分加，在混合料中内配50％的燃料，还有50%造球 后分加到滚动的球表面，同时还要采用较高质量的偏析布料器布好料，形成均匀烧结的透气性条件， 保证小球团的料层厚度达到600mm 以上，以上三个因素（造好球、燃料加分、偏析布料）是搞好低
4.3 优化烧结操作：适当加大负压和放慢机速
抽风负压和机速的关系历来处于对立的矛盾中，两者的优化应立足于厚料层和低 配碳，这可以通过低碱度小球烧结杯试验进行调整和掌控，为适应低碱度难烧的特点， 总的是适当加大抽风负压放慢台车行走速度，以使成品矿具有较高的强度。
5.低碱度球团烧结工艺的经济效果分析
5.1 低碱度球团烧结矿生产规模的设计：年产500万吨生铁的企业需要850万吨含铁炉
由表3可见，低碱度烧结矿比起高碱度烧结矿，料层厚度薄（比高碱度烧结矿薄25% 以上）、固体燃耗高、产量低（垂直烧结速度慢）、成品矿强度低、FeO含量高等质 量方面的问题。因此为了改善低碱度烧结矿的生产，必须优化低碱度烧结矿生产的工 艺参数。
4.1 优化料层厚度 工艺参数的优化首先要考虑的是料层厚度，因为料层厚度是生产高强度低FeO高还原性烧结矿 的基础。但由于低碱度、配料时添加熔剂所剩（生石灰）无几，会造成制粒不好，混合料粒度-1mm 部分会比高碱度烧结矿的高出30%以上，使料层透气性恶化。北钢公司生产高碱度烧结矿的料层厚 度为580mm，生产酸性烧结矿时被迫降低至330mm，料层厚度大幅度下降，导致配碳升高，燃烧带 加宽，进而又增大了料层透气阻力，使垂直烧结速度大幅度下降，产量和利用系数明显降低。料层 薄、配碳高的后果是成品矿FeO含量明显升高，所以说，料层厚度是保证低碱度烧结矿产质量的关键
5.2低碱度球团烧结矿投资估算： 新建年产220万吨球团设备需投资4.5亿人民币，改造265m2烧结机 为低碱度球团烧结矿生产，需建一个造球车间，增设4×Ф7m圆盘造球机、 上配料、输送和外配燃料、偏析布料设备，还需考虑上一台Ф4×15m的 烘干机和燃料分加设备，估算投资3500万元人民币左右，显然对烧结机 作技术改造的方案将会大大节省投资。山西建邦集团通才工贸公司的实 践证明，可以不建球团车间，仍采用圆筒混合机强化制粒，增设燃料分 加，可节省一大笔技术改造费，也可以达到比较好的效果。 5.3低碱度球团烧结矿与酸性球团矿生产经济效果比较： 一台265m2烧结机日产可达8450吨烧结矿，技术改造后生产低碱度 球团烧结矿其产量会下降25％左右，日产将会下降到6340吨左右，能满 足220万吨酸性炉料的需求。同样，一台180m2的烧结机也能满足年产120 万吨低碱度球团烧结矿的需求。 生产成本费用的比较：鞍钢和沙钢等七家企业烧结矿和球团矿生产 成本费用比较列于表4