天铁崇钢球团优化配矿结构、降低配矿成本的技术措施

孟伟  赵文书

(天津铁厂有限公司)

摘要： 2023年是新天钢集团创新年，天铁公司崇钢厂根据集团进一步降本增效的总体要求，在球团工序实施了低成本配矿战略，探索创新新经济料种配加方法，优化各类经济原料的配加比例，提高低品位回收含铁混合料的配加用量，实现了由低品位、低价、高性价比的含铁料替代传统造球原料的功能替代作用，取得了可观的经济效益。

关键词：球团配矿；配矿原则；技术措施；保障措施；创效

2023年是新天钢集团“创新年”，天铁公司崇钢球团根据集团“在守正中求突破，在创效中求发展”的工作总基调，在球团工序进行了低成本配矿战略，在保证球团质量的前提下，积极加强经济原料配加管理，积极探索新经济料的配加比例，积极尝试切实可行的优化措施。为此，崇钢厂专门成立了以分管厂领导挂帅的球团配矿攻关组，采取一系列措施，不断优化配矿结构，力求进一步降低球团矿含铁料成本。

1  崇钢球团配矿原则

球团配矿攻关组本着“多使用低价料，少使用高价料；多使用粗粉，少使用细粉”配矿理念，转变观念，打破常规，不断提高粗矿粉配加比例，同时增加低品位回收含铁混合料的使用。

通过对球团使用的各种铁矿粉的造球性能及高温性能的研究，掌握所有原料的成球特性及高温特性，并有计划的按照比例进行混配，是降低球团成本、稳定球团生产、提高球团质量的有效途径。

根据基于铁矿粉自身特性来优化配矿原理，利用铁矿粉之间的互补性规律，按照如下配矿原则执行：在成球率和微观特性满足球团生产的条件下，比表面积高与比表面积低的铁矿粉搭配使用；粒度细与粒度粗的铁矿粉搭配使用；磁铁矿粉与赤铁矿粉搭配使用；高硅矿粉与低硅矿粉搭配使用；有害元素高的铁矿粉与有害元素低的铁矿粉搭配使用。

2  崇钢球团配矿的具体措施

2.1  提Ti降本

通过提升配矿结构中价格较低的高钛精粉，降低球团含铁料成本。下表是天铁崇钢常用的两种65品位铁精粉，由下表可见，两种铁矿粉Tfe含量相近，且粒度相近，造球性能相近，而高钛精粉65价格较山东精粉65价格低约30元/吨。在满足天铁高炉使用质量要求的前提下，可尽量提升球团的Ti指标负荷，既不超Ti指标要求上限，又尽最大可能增加高钛精粉65配比，以替代山东酸粉65使用量。

                          表1  物料成分对比表

2.2  提升经济料（赤泥粉）配加降本

积极尝试使用其它行业低价含铁副产物代替高价铁精粉，其中，赤泥粉就是很不错的优选品种。赤泥粉是制铝工业提取氧化铝时排出的泥浆状工业废渣。据统计，每生产1吨氧化铝，大约会产生0 .7～2吨的赤泥。赤泥粉TFe含量在40%~50%不等，品位45％左右的赤泥到厂价格约为250元／t，吨度价约5.5元／t·度；而品位65％的铁精粉到厂价格约为900元／t，吨度价约14元／t·度。由此可见，球团配加赤泥粉有明显的经济效益。天铁崇钢用赤泥粉理化指标见下表。

表2 赤泥粉理化指标表

天铁崇钢球团2022年使用细磨过的赤泥铁粉，年配加比例为2.72%；同比2021年度1.86%高出0.86个百分点。2023年天铁崇钢球团通过对部分设备改造、试验攻关等措施，开始使用赤泥原矿粗粉，并将赤泥粗粉配加比例提升至4%，大幅度降低了球团含铁料成本。仅赤泥粉一项，预计比去年创效约450万元以上。

2.3  合理使用国外低价低品位矿粉

天铁崇钢球团使用的国外进口矿粉主要是低品位高硅澳大利亚细精矿，其价格较同品位山西精矿低约20元／t，其硅含量较高，可搭配国内低硅精矿使用，而且其-200目筛下率可达到99%以上，对造球非常有利。今年1-5月份，天铁崇钢球团已使用进口澳大利亚卡拉拉精矿4万余吨。其质量指标如下：

表3 卡拉拉精矿成分表

2.4   适度配加部分低价低品位赤铁矿粉

磁铁矿粉球团的固结机理主要为Fe₂O₃的再结晶长大，其结晶规律均为“初晶~发育晶~互连，固结强度高;赤铁矿粉球团在焙烧过程中不放热，其固结机理主要为Fe₂O₃的晶粒长大和再结晶，没有晶格转变,所以固结困难。如果赤铁矿粉配加比例过高，为确保成品球抗压强度，必然会造成球团预热和焙烧温度高且时间长，这势必会影响链篦机~回转窑的能耗和产量。因此，天铁崇钢球团在配加低价格低品位赤铁矿粉时，充分考虑其在生产过程中的综合经济性。根据实时价格因素，适量配加部分具有性价比的低品位印度粉、巴西粉等赤铁矿粉，其配加比例一般在4~6%左右。

2.5 加大本厂低品位回收含铁混合料的使用

低品位回收含铁混合料的价格低，在保证球团矿质量指标的前提下，科学合理的使用价格相对低廉的回收混合料，非常有利于降低球团配矿成本。天铁崇钢球团使用的低品位含铁混合料主要有：除尘灰、炼钢污泥等微细颗粒原料。炼钢污泥是转炉炼钢的副产品，一方面含有一定的铁，另一方面粒度极细，同时具有一定的粘性。将过滤的污泥在配料工序加入，经过干燥、混匀后参加造球。球团生产配加转炉污泥可以改善造球过程和降低膨润土用量，从而对提高球团矿质量具有一定积极作用。2023年天铁崇钢球团除尘灰配加量在0.5~1%不等，而炼钢污泥配加量约在3%。

3   崇钢球团优化配矿的保证措施

3.1  技术与管理并重，以技术为依托。

天铁崇钢球团在优化球团配矿的实施中，既要降低球团矿的配矿成本，又要保证球团各项质量指标不能影响高炉稳定顺行。在配矿过程中不断探索新物料在球团配矿中的应用，根据新的配矿方案及时开展造球试验和焙烧试验，及时收集整理各类试验数据，为进一步优化球团配比提供强有力的支撑。特别是在小品种杂料配加，必须先期进行实验室实验，取得技术数据以后，经过讨论总结优化，才在实际生产中应用。

3.2  球团优化配矿要以高炉稳定顺行为原则。

实施配矿结构优化过程中，由于提高了低品位含铁料配比，球团矿Tfe含量有一定降低，为保证高炉稳定顺行，必须确保球团矿质量指标，在实际操作中要采取相应措施。

3.2.1由于低价含铁料中各元素成分波动较大，配料工要根据含铁杂料的成分变化来实时调整原料配比，保证球团成分指标、强度指标的稳定率。

3.2.2根据不同配矿方案，适时调整工序参数，从原料水分入手，调整烘干温度控制制度，确保造球混合料水分可控。造球工根据生球造球状况适时调控雾化水，确保生球水分稳定。

3.3.3根据不同原料使用效果和链篦机-回转窑装备即时状况，适时制定不同的热工操作制度，在确保生产顺行、质量稳定的同时，确保窑内气氛良好，窑况稳定。

3.3  不断实施设备优化，提升各类物料使用效果。

3.3.1按照“滴水成球、雾水长大”的原则，从改进工艺设计方面入手，对6m造球盘雾化水的装置和位置进行重新设计及改造，改造后雾化水装置喷淋分散且可控可调，提升了混合料成球率及生球质量，减少了返料以及粉末的产生，保证了生产的稳定运行。

3.3.2原天铁崇钢球团造球机球盘规格为直径6000mm、边高500mm。该规格边高的造球盘，在造球物料粒度较高的情况下，可实现造球生产平稳运行。但是，当造球物料粒度较低、造球粉较粗时，该规格边高的造球盘生产效率会大大降低，且生球质量得不到保证。优化配矿后，由于增加了粗粉配加比例，造球混合物料粒度相对较低、造球粉略粗。通过对造球盘边高进行改造，加高球盘边高至600mm，提升了造球盘容积率，提高了混合料在球盘内滚动停留时间，从而提升了物料成球效果和生球质量。

4  崇钢球团配矿效果

2023年1-5月份，天铁崇钢球团通过优化配矿结构，球团含铁料创效情况如下：

4.1  配加高钛65精粉替代山东65铁精粉，合计消耗2.5万吨，创效75万元。

4.2  配加赤泥粗粉代替细磨赤泥粉，并提升配加比例，合计消耗2.5万吨，创效187.5万元。

4.3  配加低价低品位澳大利亚卡拉拉矿粉替代山西60精粉，合计消耗4万吨，创效80万元。

4.4  配加低价低品位赤铁矿粉1.8万吨，低品位回收含铁混合料1万吨，创效900万元。

崇钢球团含铁料配矿工作取得了一定成绩，今年前5个月取得了合计创效1300余万元的可观效益。

5  结束语

天铁崇钢球团通过配矿攻关组的科学配矿，不断提高经济料种的配加比例，增加低品位回收含铁混合料的使用。以保证质量、稳定产量、降本增效为核心目标，积极探索并优化最佳的球团配矿方案，满足了天铁高炉生产用料要求，为天铁高炉提供了质量好、价格低的优质球团矿。