胡彬彬1  初建军1  浦生龙1  刘春辉1  何晓野1  闫海柱2  何文祥2

（1.首钢通钢公司炼铁事业部；2.首钢通钢公司供应管理部）

摘  要  首钢通钢位于长白山脚下，由于烧结用生石灰原矿脉的先天CaO含量不足，周边生石灰CaO含量75%-80%，且波动大，严重制约烧结矿成本、质量、产量。为进一步降低烧结矿成本、提高烧结矿质量、产量，周边生石灰厂家以采购其他地区的高钙原矿方式提高生石灰CaO含量，CaO含量达到85%以上，通过烧结杯实验与生产实践相结合，证实提高生石灰CaO含量对烧结矿成本、质量、产量均产生正向贡献，彻底解决了困扰通钢烧结多年的烧结生石灰质量问题。

关键词  提高生石灰CaO含量  烧结杯实验  降低烧结矿成本  提高烧结矿质量、产量  正向贡献

烧结工艺是指将各种铁矿粉、燃料、熔剂均匀混合制粒，点火烧结。其中，熔剂中生石灰作为辅料，一是提高混合料成球性，改善混合料透气性；二是生石灰发生水化放热反应CaO+H2O=Ca(OH)2，提高混合料料温，间接降低固体燃耗；三是通过调整生石灰配比可以调整烧结矿碱度，以便达到高炉需求的烧结矿碱度。同时，烧结过程中的铁矿石与生石灰的反应生成液相铁酸钙，液相铁酸钙的发生量直接影响烧结过程中一系列物料的黏结程度，而液相流动性与黏结相均取决于生石灰中CaO含量，影响烧结矿质量、产量。

1  原料条件及成本变化

1.1  原料条件

首钢通钢烧结原料结构主要以长期稳定为基础条件，铁矿粉以2种澳粉、1种巴西粉及铁精粉为主，熔剂以石灰石粉与生石灰为主，燃料以自产焦粉与无烟煤为主。另外，生石灰质量较差，CaO含量75%-80%，活性度260ml。提高生石灰质量后CaO含量达到90%，活性度达到320mL，原料成分见表1。

普通生石灰与高钙生石灰CaO含量及活性度对比趋势图见图1-2。

1.2  烧结矿成本变化

烧结配用高钙生石灰，烧结矿品位维持54.5%不变，碱度维持2.1倍不变，由于CaO含量提升，为保持碱度2.1倍需降低熔剂配比，导致烧结矿品位上升，为保持烧结矿品位54.5%，需要降低高品位铁矿粉配比，增加低品位铁矿石配比，从而烧结矿成本降低9.95元/吨，烧结配比调整及成本情况见表2。

2  烧结杯试验

本着“先算后干”的原则，先做烧结杯，后生产实践。为科学有利指导生产实践，将烧结杯实验与生产实践紧密相结合，按照上诉原料结构提前做烧结杯实验。

2.1  烧结矿粒级实验结果

烧结杯实验过程中使用高钙生石灰后烧结矿粒级组成得到改善，烧结矿粒级变化实验结果见表3。

2.2  烧结矿其他指标实验结果

烧结杯实验过程中使用高钙生石灰后烧结矿转鼓指数、低温还原粉化指数（RDI+3.15）、成品率均得到改善。另外，混合料料温及混合料（＞3mm）粒级均得到改善，实验结果见表4。

从烧结杯实验结果看，随着烧结配用高钙生石灰烧结矿粒级、成品率、混合料料温、混合料粒级、烧结矿转鼓指数、低温还原粉化指数均得到改善。此次烧结杯实验结果对烧结生产实践配用高钙生石灰提供了强有力的技术支撑。

3  生产实践

通钢烧结配用高钙生石灰以二号烧结机为例，二号烧结机360m2（4m×90m），栏板高度750mm。主要研究烧结在生产实践中配用高钙生石灰后对烧结矿转鼓指数、低温还原粉化指数（RDI+3.15）、成品率、筛分指数、混合料料温、混合料（＞3mm）粒级、固体燃耗影响。

3.1  高钙生石灰对烧结矿指标影响

烧结配用高钙生石灰后烧结矿指标变化见表-5。烧结配用高钙生石灰后转鼓指数提高0.44%；低温还原粉化指数提高0.42%；成品率提高2.23%；筛分指数降低0.34%。主要原因是随着生石灰CaO含量和活性度的提升，液相流动性改善，铁酸钙发生量增加。

3.2  高钙生石灰对烧结混合料及固体燃耗影响

烧结配用高钙生石灰后烧结混合料及固体燃耗变化见表-6。高钙生石灰发生水化放热反应CaO+H2O=Ca(OH)2，混合料料温升高11.11℃；固体燃耗降低0.9Kg/t。同时，由于在水化反应过程中生产极细的Ca(OH)2胶体颗粒，具有极大的比表面积和较强的亲水性，容易吸附精矿微粒，有利于混合料造球，配用高钙生石灰后混合料（＞3mm）粒级升高5.4%。

3.3  烧结矿相分析实验结果

烧结杯实验过程中对配用普通生石灰与高钙生石灰烧结矿用XRD和显微镜方式进行矿相组成分析。

3.3.1  XRD结果

从XRD检测结果看，配用高钙生石灰烧结矿的铁酸钙含量是50.30%，较配用普通生石灰烧结矿的铁酸钙含量是48.44%高0.019%，数据对比及XRD图像见表7、图3、4。

3.3.2  矿相组成结果

从显微镜矿相分析结果看，配用高钙生石灰烧结矿的铁酸钙含量是55.48%，较配用普通生石灰烧结矿的铁酸钙含量是49.74%高5.74%，数据对比及显微矿相图见表8、图5、6。

通过烧结矿相分析结果看，配用高钙生石灰烧结矿铁酸钙含量高于配用普通生石灰烧结矿铁酸钙含量，进一步说明高钙生石灰烧结矿转鼓指数与成品率优于普通生石灰烧结矿转鼓指数与成品率。

4  结论

（1）通钢烧结通过配用高钙生石灰，在调整烧结矿配比的过程中烧结矿品位维持54.5%不变，碱度维持2.1倍不变，烧结矿成本降低9.95元/吨。

（2）通过烧结杯实验验证，配用高钙生石灰后烧结矿粒级组成、烧结矿转鼓指数、低温还原粉化指数（RDI+3.15）、成品率、混合料料温及混合料（＞3mm）粒级均得到改善。对烧结生产实践配用高钙生石灰提供了强有力的技术支撑，

（3）通过生产实践，烧结配用高钙生石灰后转鼓指数提高0.44%；低温还原粉化指数提高0.42%；成品率提高2.23%；筛分指数降低0.34%；混合料料温升高11.11℃；固体燃耗降低0.9kg/t；混合料（＞3mm）粒级提高5.4%。

5  参考文献

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[2]  许满兴，何国强，张天启，廖继勇. 铁矿石烧结生产实用技术[M]. 北京:冶金工业出版社，2019.

[3]  薛俊虎. 烧结生产技能知识问答[M]. 北京:冶金工业出版社，2011.

[4]  张天启，冯根生. 烧结技能知识500问[M]. 北京:冶金工业出版社，2012.

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[6]  程峥明，潘文，安钢，宁文欣，曹宇，石江山. 烧结铁矿粉均匀堆积技术研究与应用[J].炼铁交流，2019，70（6）：14-18.