首(shou)鋼技(ji)術研究(jiu)院聯合京唐公司通過技(ji)術攻關(guan)，成功產(chan)出(chu)同時配加鈦和鎂的(de)球(qiu)團(tuan)(tuan)礦，球(qiu)團(tuan)(tuan)礦成本(ben)降低，球(qiu)團(tuan)(tuan)礦還原膨脹(zhang)率(lv)等(deng)冶(ye)金(jin)性(xing)能指標保持良好(hao)，球(qiu)團(tuan)(tuan)礦綜合指標達到國際(ji)領先水平(ping)。含(han)鈦含(han)鎂球(qiu)團(tuan)(tuan)礦生產(chan)工藝技(ji)術研究(jiu)項目獲2015年度(du)首(shou)鋼科學技(ji)術一等(deng)獎。
隨(sui)著高(gao)(gao)爐強化冶煉(lian)，用鈦(tai)礦或鈦(tai)球(qiu)護爐已成(cheng)(cheng)為(wei)很多鋼(gang)鐵(tie)(tie)廠穩定(ding)生(sheng)產(chan)和延(yan)長高(gao)(gao)爐壽命的(de)(de)(de)主要(yao)手段之(zhi)一(yi)，而隨(sui)著需求(qiu)量(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)，鈦(tai)礦和鈦(tai)球(qiu)價格不(bu)斷上升，對高(gao)(gao)爐煉(lian)鐵(tie)(tie)和成(cheng)(cheng)本(ben)帶來了很大的(de)(de)(de)影響，球(qiu)團礦具(ju)有品位(wei)高(gao)(gao)、脈石含量(liang)低、強度高(gao)(gao)、還(huan)原(yuan)性好等(deng)優點，是高(gao)(gao)爐煉(lian)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)主要(yao)原(yuan)料之(zhi)一(yi)。2010年8月，首鋼(gang)在(zai)京唐公司為(wei)兩座5500立方米的(de)(de)(de)超大型高(gao)(gao)爐配套建設了一(yi)臺年產(chan)400萬噸(dun)的(de)(de)(de)大型帶式焙燒機球(qiu)團生(sheng)產(chan)線(xian)，可供京唐公司球(qiu)團生(sheng)產(chan)用的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)礦粉(fen)是秘魯磁鐵(tie)(tie)礦粉(fen)，但由于其硅偏低，且(qie)堿金屬含量(liang)高(gao)(gao)，如果(guo)不(bu)配加(jia)其它高(gao)(gao)硅礦粉(fen)，球(qiu)團礦的(de)(de)(de)還(huan)原(yuan)膨脹(zhang)率指標(biao)異(yi)常高(gao)(gao)，無法滿(man)足大型高(gao)(gao)爐的(de)(de)(de)入爐要(yao)求(qiu)。為(wei)控(kong)(kong)制(zhi)球(qiu)團礦還(huan)原(yuan)膨脹(zhang)率，球(qiu)團生(sheng)產(chan)初期(qi)SiO2含量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)3.5%以上，影響了高(gao)(gao)爐進一(yi)步精料的(de)(de)(de)原(yuan)則(ze)。
另外，燒結需(xu)要配加白云石(shi)等含鎂(mei)熔劑來保證爐渣流動性(xing)，但(dan)(dan)燒結加入過多含鎂(mei)溶劑后存在(zai)轉鼓強度和(he)粒度下(xia)降的問(wen)題(ti)(ti)(ti)。隨著高(gao)(gao)爐強化冶(ye)煉、鐵礦(kuang)資(zi)源(yuan)(yuan)的劣化和(he)鉀(jia)鈉鋅等有害元(yuan)素負荷的增加，京唐公司兩(liang)座(zuo)(zuo)高(gao)(gao)爐從2013年開始(shi)全面進入護爐狀態，每月對(dui)護爐資(zi)源(yuan)(yuan)的需(xu)求量(liang)達到3萬噸。護爐資(zi)源(yuan)(yuan)開始(shi)選用外購鈦礦(kuang)和(he)鈦球，但(dan)(dan)外購資(zi)源(yuan)(yuan)不僅價格高(gao)(gao)，且存在(zai)還原粉化和(he)熔滴(di)等性(xing)能(neng)低等問(wen)題(ti)(ti)(ti)，高(gao)(gao)爐指(zhi)標受到了一(yi)定影(ying)響(xiang)，2013年京唐公司兩(liang)座(zuo)(zuo)高(gao)(gao)爐的燃(ran)料比(bi)由482.5kg/t上(shang)升到了498kg/t，針對(dui)一(yi)系列問(wen)題(ti)(ti)(ti)，首鋼技(ji)術研究院和(he)京唐公司聯合提(ti)出生產含鈦含鎂(mei)低硅(gui)多功能(neng)球團礦(kuang)的思路。
含(han)鎂含(han)鈦(tai)低硅(gui)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)礦(kuang)是首鋼(gang)技術研究(jiu)院(yuan)和(he)(he)(he)京(jing)唐公司聯合(he)首次提出(chu)的新產(chan)品(pin)，研究(jiu)和(he)(he)(he)生(sheng)產(chan)都沒有可借鑒的實(shi)例，SiO2、MgO和(he)(he)(he)TiO2三種成(cheng)分及(ji)比例關系如何影響球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)焙燒制度及(ji)冶金性(xing)能(neng)(neng)(neng)暫不(bu)(bu)可知，能(neng)(neng)(neng)否通(tong)過從機理(li)研究(jiu)尋找(zhao)(zhao)到MgO、TiO2和(he)(he)(he)SiO2合(he)適的比例關系和(he)(he)(he)含(han)量(liang)(liang)，生(sheng)產(chan)既(ji)能(neng)(neng)(neng)滿(man)足高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)系和(he)(he)(he)護爐(lu)(lu)(lu)需(xu)要(yao)(yao)，又能(neng)(neng)(neng)保(bao)證球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)礦(kuang)還(huan)原(yuan)膨(peng)脹率指標(biao)不(bu)(bu)惡化的低硅(gui)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)，成(cheng)為研究(jiu)的難點(dian)。且大部分含(han)鈦(tai)礦(kuang)粉(fen)資源(yuan)存在(zai)粒度粗、成(cheng)球(qiu)(qiu)性(xing)能(neng)(neng)(neng)差(cha)等問(wen)題，在(zai)其(qi)中配(pei)加含(han)鈦(tai)礦(kuang)粉(fen)和(he)(he)(he)含(han)鎂添加劑后，還(huan)需(xu)確(que)保(bao)原(yuan)料(liao)的成(cheng)球(qiu)(qiu)性(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)(he)生(sheng)球(qiu)(qiu)指標(biao)，難度非常大，不(bu)(bu)僅需(xu)要(yao)(yao)合(he)理(li)的選擇含(han)鈦(tai)和(he)(he)(he)含(han)鎂資源(yuan)，同(tong)時還(huan)需(xu)要(yao)(yao)根據原(yuan)料(liao)情況尋找(zhao)(zhao)合(he)適的造球(qiu)(qiu)和(he)(he)(he)焙燒制度。兩座5500立方米超大型高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)對原(yuan)燃料(liao)質量(liang)(liang)的穩定(ding)性(xing)要(yao)(yao)求很高(gao)(gao)，且高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)的入爐(lu)(lu)(lu)球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)礦(kuang)比例在(zai)25-30%，因此，新開發的球(qiu)(qiu)團(tuan)(tuan)礦(kuang)不(bu)(bu)僅要(yao)(yao)保(bao)證質量(liang)(liang)滿(man)足大型高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)入爐(lu)(lu)(lu)要(yao)(yao)求，而且要(yao)(yao)保(bao)證其(qi)質量(liang)(liang)的穩定(ding)性(xing)。
首(shou)鋼技術研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院結合(he)京(jing)唐(tang)(tang)公司(si)(si)實際情況，從機理(li)方面進(jin)行深入(ru)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，在含(han)鎂添加劑和(he)含(han)鈦(tai)(tai)資源的(de)選(xuan)擇、熱工制(zhi)度的(de)優化控制(zhi)等方面進(jin)行了大(da)量(liang)(liang)的(de)創新研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，系統(tong)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了國(guo)內外多(duo)種含(han)鈦(tai)(tai)礦(kuang)粉的(de)TiO2含(han)量(liang)(liang)及成(cheng)球(qiu)(qiu)(qiu)性(xing)(xing)能(neng)，理(li)論與(yu)試(shi)驗研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)相結合(he)，在實驗室試(shi)驗和(he)工業試(shi)驗基礎(chu)上(shang)(shang)，最(zui)終在京(jing)唐(tang)(tang)公司(si)(si)大(da)型帶式(shi)焙燒機上(shang)(shang)實現了含(han)鈦(tai)(tai)含(han)鎂低硅多(duo)功能(neng)球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)的(de)生產(chan)(chan)和(he)應用。2014年(nian)4月京(jing)唐(tang)(tang)公司(si)(si)開始生產(chan)(chan)含(han)鈦(tai)(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)，球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)平均(jun)TiO2含(han)量(liang)(liang)由0.09%提(ti)高到(dao)(dao)0.7%，進(jin)入(ru)2015年(nian)，球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)TiO2含(han)量(liang)(liang)進(jin)一(yi)步提(ti)高到(dao)(dao)1.1%，MgO含(han)量(liang)(liang)保(bao)持1.7%，SiO2含(han)量(liang)(liang)由2.9%降到(dao)(dao)2.8%，球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)還原膨(peng)脹率等冶金性(xing)(xing)能(neng)指標(biao)保(bao)持良好，球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)綜合(he)指標(biao)達(da)到(dao)(dao)國(guo)際領(ling)先水平，京(jing)唐(tang)(tang)公司(si)(si)使用鈦(tai)(tai)粉生產(chan)(chan)含(han)鈦(tai)(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)后，噸(dun)球(qiu)(qiu)(qiu)成(cheng)本降低了3.9元(yuan)(yuan)，年(nian)直接經濟(ji)效(xiao)益達(da)到(dao)(dao)1159.2萬元(yuan)(yuan)以上(shang)(shang)。截至目前京(jing)唐(tang)(tang)公司(si)(si)共生產(chan)(chan)含(han)鈦(tai)(tai)含(han)鎂低硅球(qiu)(qiu)(qiu)團(tuan)礦(kuang)800余萬噸(dun)。
含鈦含鎂球(qiu)團(tuan)礦(kuang)(kuang)生產工藝技術(shu)，不僅使用(yong)(yong)了(le)(le)(le)(le)低價含鈦礦(kuang)(kuang)粉資源(yuan)，同(tong)時(shi)生產出了(le)(le)(le)(le)物化性能(neng)和冶金性能(neng)優良的(de)含鈦球(qiu)團(tuan)礦(kuang)(kuang)，為煉鐵使用(yong)(yong)粉礦(kuang)(kuang)護爐(lu)，降低成本，改善(shan)綜合爐(lu)料冶金性能(neng)提供了(le)(le)(le)(le)很好的(de)借鑒依據(ju)，為開(kai)發(fa)多功能(neng)球(qiu)團(tuan)礦(kuang)(kuang)奠(dian)定了(le)(le)(le)(le)基礎。同(tong)時(shi)對鋼鐵企業提升高(gao)爐(lu)技術(shu)經濟指(zhi)標，促進(jin)節能(neng)減排，實現(xian)高(gao)爐(lu)長壽和降低煉鐵成本開(kai)辟了(le)(le)(le)(le)新的(de)方向。