湛钢球团生产没有自有矿山,所需铁矿资源均从国外进口,自投产以来一直处于“吃”百家矿的局面,矿石主要来源于巴西、智利、秘鲁、瑞典、俄罗斯、乌克兰等,频繁更换矿种,给工艺参数的稳定带来了较大困难。加上低硅磁铁矿资源严重不足,被迫使用高赤铁矿生产球团,由于生产高赤铁矿球团所需预热及焙烧温度高,对回转窑结圈控制极为不利。同时,根据客户需求需要生产碱性球团矿,而国内球团生产基本以酸性为主,在没有同行经验可以借鉴的情况下,湛钢球团通过自身不断摸索、研究及技术攻关,基本实现了碱性球团的连续稳定生产并实现月达产,且各项技术经济指标较优,可满足宝钢大型高炉大比例使用要求。同时,成功将低硅烧结粉矿应用于球团生产以缓解低硅精粉资源不足问题,并利用碱性球团生产线开发出酸性球团产品,实现产品多元化。

1 主要工艺配置特色

(1) 铁精粉堆存料场建有全封闭大棚B型料场,减少存储矿损的同时,有利于避免精粉水分的大幅度波动。

从国外电力市场运行目标来看：其总收益要补偿所有需量机组的总成本。对应到云南煤电机组，其在系统中的作用主要为保安全和枯水期备用，所以保安全的机组和枯水期备用容量机组的全成本需要得到补偿。目前由于云南省内能量市场尚不完善，能量市场不足以补偿的部分应设定一定的补偿机制进行补偿，以弥补电能市场的不足。

(2) 增设磨矿工艺使系统原料适应性增强,而高压辊磨的使用,使物料比表面积增加,改善物料表面活性。

(3) 设链篦机补热和成品筛分系统,补热系统有利于快速、有效调整链篦机各段温度梯度,而成品筛分系统则有利于降低成品球团中含粉率。

碱性球团原料适应性较弱,对原料SiO2和碱金属含量有比较严格的控制要求,配矿时须重点考虑铁酸钙液相、铁橄榄石液相以及膨胀指数的控制。

案例3：在学习环境对生物的影响时，教师将鼠妇分给各小组后，开始跟学生交代科学探究的六大步骤，然后组织学生进行实验方案的交流与评比，最后才允许学生动手实验。这里面有几个问题需要探讨：一是科学探究的程式化操作，会使原本富于变化的探究活动变的僵化，使方法的教育成为继知识之后学生学习新的负担；二是学生的探究活动 (其实应为整个学习活动)应该允许是不完整的、个性化的，这是和科学家探究的最大区别，因此，对学生的实验方案进行比较和统一是欠妥的；三是保持和提高学生的探究欲望，应成为科学教育的首要任务，科学方法与技能的掌握应以习得为主，即在实践、实验及体验性学习中获得。

湛钢球团同时使用多个精粉品种进行生产,主要是赤铁矿、磁铁矿按一定比例配矿。生产所用球团精粉理化指标列于表1,膨润土理化指标列于表2,石灰石理化指标列于表3。

针对学生群体特点和个体差距，制定职业素养相应的战略方案和计划，依据高职院校的生源情况，调查学生职业素养的程度，由此制定相应的职业规划。每一门课程在开设之前，制定教学计划、课程授课标准、课本内容选定等方面都需要做详细的安排。

图1为湛钢球团生产工艺简图。

图1 湛钢球团生产工艺简图 Fig.1 Schematic diagram of grate-kiln pelleting process in Zhanjiang

2 主要原料理化指标

如果要验证选取的处女蝇是否准确，先不要放入雄蝇，单独培养处女蝇，3d后看雌蝇是否产卵，如果产卵就不是处女蝇了。如果要获得比较多的处女蝇，也可将培养瓶转移至温度较低的16℃培养箱中以延长羽化时间[3]，再将培养瓶转置于25℃培养箱中羽化果蝇，这样就能获得较多的处女蝇。这种方法收集处女蝇的难点是： ①刚羽化出的果蝇，鉴别雌雄对学生来说比较困难，容易出错；②对刚羽化出的果蝇进行乙醚麻醉，容易造成果蝇的死亡；③需要学生每隔8～10h就要到实验室处理果蝇，占用的时间过多。

表1 球团精粉理化指标 Table 1 Chemical compositions & indexes of concentrates for pelleting %

品种<325目wTFewCaOwSiO2wAl2O3wMgOwSwFeOwNa2OwK2O赤铁矿A62．10065．0700．0101．8001．8100．0300．0051．6400．0060．006赤铁矿B83．80066．8800．0702．7700．5600．0100．0150．2300．0010．008磁铁矿58．30069．3500．2501．9300．2900．5400．18129．5200．2000．070

表2 膨润土理化指标 Table 2 Major indexes of bentonite for pelleting

<325目/%pH值(5%悬浮液)吸蓝量/(g·(100g)-1)2h吸水率/%胶质价/(mL·(15g)-1)蒙脱石/%膨胀容/(mL·g-1)烧损/%71．809．9535．5148310080．3431．012．35

表3 石灰石理化指标 Table 3 Major indexes of limestone for pelleting %

<325目wCaOwSiO2wMgOwAl2O3wPwS75．054．1901．1400．6700．3300．0100．016

3 球团生产的技术实践

3.1 高赤铁矿球团技术

湛钢球团设计使用100%巴西赤铁矿,并预留30%磁铁矿添加能力。赤铁矿球团焙烧过程几乎没有Fe3O4的氧化放热反应,没有晶格转变,主要靠Fe2O3再结晶长大固结。因此,其预热焙烧温度要比磁铁矿球团高,预热焙烧时间也更长[1]。研究表明,当预热温度达到1 050 ℃左右、焙烧温度达到1 300～1 350 ℃,并在此高温下保持适当的时间,才能获得较高的预热球和成品球强度。

为改善赤铁矿预热焙烧性能,国外一般配加内配煤补充热量及人工磁化赤铁矿,考虑到国内使用经验匮乏,湛钢球团采用配加磁铁矿替代内配煤。但受磁铁矿资源少、碱金属含量较高影响,磁铁矿实际使用比例低,导致预热球强度偏低,对回转窑结圈控制极为不利。通过在链篦机侧烧嘴补热、提风量及提高窑尾温度等,可有效提高预热球强度、球温及减少窑内粉末。同时通过焙烧前移,降低回转窑喷煤量,降低焙烧温度等,在保证球团矿强度的前提下,可以有效控制回转窑结圈。

3.2 碱性球团配矿技术

随着编辑出版数字化模式的实施，纸质图书出版组织机构以及工作流程都将被数字化组稿、改稿、校对等等完全取代。数字化编辑模式让编辑从原本繁重的事务性劳动中解脱出来，同时可以将更多精力与时间投入创造性劳动之中，这样能够为图书后续出版与发行创造更多有利条件，其工作价值得以全面体现。

为提高生球干燥预热效果,首先大幅度降低膨润土配比至0.75%～0.85%之间,同时严格控制生球10～14 mm比例及入链篦机生球料量的稳定性,生球落下强度则控制在6次左右即可;其次,大幅度提高链篦机各段风温和风量,在提高烟罩温度的同时关注废气温度,因废气温度代表了通过料层的真正热水平;第三,加大回热风机抽力,将更多回转窑热量抽至预热二段,以减少煤气消耗并提高窑尾温度,实现焙烧前移,避免回转窑局部高温。

(4) 可配石灰石生产自熔性球团,也可生产酸性球团,应对用户需求变化的能力相对宽泛。

铁橄榄石的控制主要是加快链篦机上磁铁矿氧化速度。磁铁矿的氧化从200 ℃开始,1 000 ℃左右结束,而铁橄榄石开始生成温度为990 ℃[2],且一旦生成铁橄榄石,氧化速度急剧下降,因此生产过程中应尽量控制磁铁矿在990 ℃之前全部氧化完全,目前预热球FeO质量分数基本控制在1.0%以内。

回忆第一次“出海”的情景，时任五建沙特拉比格炼油项目五建项目组经理的高耸森笑着说：“就是这个项目硬是让我咬着牙学会了开车和英语。”

Fe2O3在还原过程中的体积膨胀是不可避免的,酸性球团膨胀指数一般较低,低碱度球团膨胀指数则一般较高,提高碱度可抑制还原膨胀。而碱金属含量过高,则会导致球团矿产生异常膨胀甚至恶性膨胀。但受资源条件限制,部分原料硅偏高或者碱金属偏高,对球团矿碱度提高和膨胀指数控制产生了不利影响,通过控制原料质量、合理配矿、优化原料处理、优化造球等一系列措施,有效控制了膨润土配比并保证了碱度目标,目前膨胀指数已接近20%的控制目标。

3.3 生球及链篦机风热控制优化

碱性球团铁酸钙液相大量增加,回转窑结圈和环冷机板结的控制尤为重要。一方面,严格控制进厂铁精粉SiO2含量及膨润土配比,实现产品降硅;另一方面优化三大主机风热制度,减少粉末产生,为产品提钙创造条件。通过不断摸索和实践,产品CaO质量分数已提高至2.4%～2.5%,在原料劣化、SiO2含量升高的情况下,基本保证了碱度0.8目标的实现。

通过技术攻关,环冷机板结现象基本杜绝,回转窑结圈基本可控,实现了碱性球团生产的持续稳定顺行,并于2016年12月首次月达产,月度平均抗压强度稳定控制在2 800～2 900 N。

主要包含常用增删改查的操作，另包括：数据资源灾备(自动备份，异常情况下，保证数据资源安全)、数据库信息标识、日志信息查看、索引自动创建查看、授权信息、执行计划、服务性能、SQL审核、故障错误信息、系统升级、系统调用及部署等。

3.4 烧结粉磨矿技术

生产碱性球团需要低硅、低碱金属的精粉资源,但市场上该类型资源严重不足。烧结粉具有高铁、低硅、低碱金属、资源稳定可靠、可磨性能较好、造球性能优异等诸多优势,但也存在粒度较粗、粒级分布较宽、沉降速度较慢、过滤性能较差等诸多问题。如能在不改变现有磨机配置情况下将该烧结粉应用到球团生产,则可大幅度缓解市场资源不足问题。

使用初期,曾出现细粒级过磨、浓缩池溢流跑红、过滤台时产量低、过滤矿水分高等诸多问题,通过优化磨机台时给料量、磨矿浓度、钢球尺寸以及分级旋流器给矿浓度、溢流浓度、给矿压力、沉砂嘴尺寸等参数,同时与过滤性能较好的矿种搭配过滤,成功解决了上述问题,磨矿分级后产品粒度和过滤水分均能满足生产要求,并实现从初期的磨机间断投料到后期的连续投料,最高使用比例已达35%,成为了精粉资源不足时的有力后备。

3.5 酸性球团开发应用

首先,受资源条件限制,部分进厂的精粉资源SiO2含量较高,难以用于碱性球团生产;其次,从炉料结构最优化考虑,湛钢高炉需要酸性球团矿以提高烧结矿碱度;第三,开发多元化产品结构有利于满足不同用户需求,提升产品竞争力。考虑到以上因素,决定利用现有搭配进厂的高硅资源和碱性球团生产线开发酸性球团产品。由于酸性球团所需焙烧温度较高,且生产经验欠缺,只能通过理论指导实践,在经过充分理论研究及实验室试验的基础上,制定出酸性球团控制要求,并实现链篦机连续布料后21 h抗压强度达到3 024 N,整体平均抗压强度达到2 635 N,连续大批量生产酸性成品球团矿19.4万t,成品率为98.2%,膨胀指数为14.85%,RDI为3.1% (<2.8 mm),各项技术经济指标(表4)均比较理想。

表4 湛钢链篦机生产球团主要指标 Table 4 Major indexes of grate-kiln process for flexed pellet production in Zhanjiang

指标2016年2017年10月11月12月1月2月3月4月5月6月产量/t397105279224416794333409392979351305372949218689413417台时产量/t583523580600624587552586585抗压强度/N257625992813276528832844289528442854膨胀指数/%20．1125．2221．4321．2321．4022．2022．3323．2120．71wTFe/%64．4664．9065．0664．8365．0464．9564．8464．7064．71wCaO/%2．502．352．302．372．272．362．492．502．48wSiO2/%3．112．882．873．042．882．893．083．043．21作业率/%96．9495．6896．5293．7493．6997．1293．8896．3099．35运转率/%91．4974．1296．5274．6893．6980．4293．8850．1598．14

4 存在的主要问题

(1) 资源条件不稳定。由于资源条件的不稳定,吃百家矿的现状预计短期内仍得不到根本性的改观,这将成为制约湛钢球团技术经济指标继续向前跨越的关键性瓶颈。

(2) 回转窑结圈周期较短。通过不断技术攻关,回转窑结圈周期已由初期的10～12天,大幅度延长至1.5～2个月,但相对于2～3个月的定修周期仍有不小的差距,后续考虑继续通过改善预热球质量、减少窑内粉末以及降低窑内局部高温来控制回转窑结圈。

5 结语

(1) 通过技术攻关和艰苦摸索,湛钢球团已掌握了500万t碱性球团生产线的基本控制参数。

(2) 碱性球团生产应重点关注总液相量控制和膨胀指数控制,对原料的SiO2和碱金属含量要求严格。

(3) 碱性球团,特别是高赤铁矿碱性球团,因石灰石分解吸热及无磁铁矿氧化放热,预热球强度较低,需要在链篦机上补充更多的热量。

(4) 利用现有磨机配置,通过工艺参数不断优化,成功将粒度较粗、粒级分布较宽的低硅烧结粉应用于球团生产,突破了低硅资源不足的瓶颈。

(5) 利用现有碱性球团生产线成功开发酸性球团产品,不仅充分利用了现有高硅精粉资源,还进一步拓宽了湛钢球团的市场适应性。

参考文献

[1] 黄淑云.采用100%巴西南部硬赤铁矿的球团工程主要设计特点[J].烧结球团,2011,36(2):16-19.

[2] 傅菊英,朱德庆.铁矿氧化球团基本原理、工艺和设备[M].长沙: 中南大学出版社,2005:4.