盐城优质低硫球团粉成熟且早已工业应用的熔融还原工艺,大大低于高炉的利用系数,对燃料煤要求苛刻,特别是结焦性、固定碳、挥发份等参数搭配合理,同时还需搭配10-15%的焦炭。需使用高品位块矿,造块环节不可或缺。优质低硫球团粉加工目前从能耗角度看来,长流程铁前系统能耗暂时是优于熔融还原炼铁工艺的。从全流程角度,并考虑输出煤气合理利用,及综合考虑环境保护,熔融还原工艺的投资低于长流程工艺,其收益要高于长流程工艺。长远看,一旦熔融还原工艺再能耗方面取得突破性进展,其发展前景会更宽广,是未来炼铁工艺的方向。
优质低硫球团粉加工中国高炉炉料结构是高比例碱性烧结矿(烧结矿平均分配比在75%左右)配加少量酸性球团矿或天然块矿。烧结、球团、高炉、炼铁三工序组成的铁前系统,其能耗占钢铁流程总能耗的60%多,其污染物排放占钢铁业流程总排放的90%,而生铁成本占钢铁产品直接生产成本的70%左右。所以钢铁行业要节能、降本,要绿色发展,铁前系统是关键,也是结构性改革的重点。优质低硫球团粉加工高炉炼铁工艺已非常成熟,很难出现突破性的技术变革。但随着生产进行,资源尤其是焦煤资源、能耗、污染及温室气体排放等问题会日益突出。
盐城优质低硫球团粉在转炉出钢钱,利用料仓将焦丁加入渣面,进行渣面脱氧,降低渣中铁氧化物水平,提高渣的熔化温度和溅渣效果,还原到铁素进入钢中,还能降低钢中的溶解氧水平,节约合金,提升钢质,实际上是一种扩散脱氧模式,在部分民营钢铁企业应用较早。优质低硫球团粉加工以上直接加入碳素材料的方式,有积极作用,但碳素材料密度小、烧损大、利用率低、成本高,尤其是使用焦炭成本更高。对渣面脱氧和炉渣改性工艺的改进思路是:由于焦炭存在收得率低和费用高的问题。因此,建议选用以下材料:废旧镁碳砖丁、废旧铝镁碳砖丁、煤粉、兰碳粉、干熄焦除尘灰等,前两者能直接使用,后三者需要和别的无害物料一起压球使用。
盐城优质低硫球团粉通过与别的物料压球方式增加碳素料的密度,可使用石灰石粉、白云石粉、热闷工艺钢渣粉等密度大且对转炉无害物料与含碳材料一起要去,以便增加球的密度,使之能沉入熔渣中部,减少在炉气中的烧损,而提高利用率。优质低硫球团粉加工试着把纯度较高的碳质材料制作成球状或漏斗状,外部为低碳钢板护套。事先在转炉出钢口附近,设置用一个安装消耗性定型碳材料的装置,每炉出钢后安装好,下炉出钢时碳材料随着炉体摇动在佛那个处于出钢口下方,这样钢流充刷碳材料脱氧,也能挥发与含碳粉剂喷吹相近的脱氧效果。后续方向:一是如何获得固定碳含量高的碳质材料,需要将瘦煤、石油焦等洗选。二是如何实现碳质材料的细粒化,以提高其反应性和制作定型材料时的密实度。三是研发合适的渣面脱氧压球产品。四是研发相应设备设施,以便定型碳质材料的安装。
含碳球团的制备:将原矿、内配煤及粘结剂按一定质量分数称重混匀,在添加一定质量分数的水搅拌混匀后,经对辊压球机压制得到含碳球团。优质低硫球团粉加工生球强度测定:包括湿球和晾干后球团的落下次数和抗压强度。落下次数为球团自50cm高度落在100mm厚钢板上直至破碎的次数,一般大意4次达到要求,抗压强度是用智能颗粒强度测定仪测定。盐城优质低硫球团粉直接还原焙烧磁法:在确定球团好的粘结剂后,对球团进行直接还原焙烧,磨矿弱磁选试验。将球团放在石墨钳中,加盖放入已升温至1200℃马弗炉中焙烧不同时间,取出后置入褐煤中确保球团在还原环气氛中降至室温,球团破碎后经两段磨矿磁选,得到直接还原铁产品。
盐城优质低硫球团粉企业利用铬铁矿热炉渣熔点较高的特点,作为铁合金铁包耐材的部分替换料的实验取得成功,部分指标甚至优于耐火集料。因此,铬铁矿热炉渣后续大规模用于冶金厂区铁包料等效益都很显著。上述用途之外,还有一设想就是利用铬铁渣熔点高的特点,生产钢包引流剂,可将钢企的焦粉、焦油、焦渣、干熄焦除尘灰、硅石粉等优势资源利用起来,完全可尝试开发多个级别品种,在满足自用基础上外销。优质低硫球团粉加工精炼后的钢包顶渣,其监督高、冶金性能好、成分合理、化渣块,除了一些炉次渣含硫较高,大部分炉次渣中硫都未饱和,完全可再回到精炼工序中进行二次三次利用。