烧结工序能耗占钢铁工业能耗的10%左右，而球团能耗是烧结工序能耗的43%[1-4]。球团生产过程中产生的SO2气体占钢铁企业SO2排放量的10%左右，占烧结生产的25%[5-7]。在节能减排的发展趋势下，应大力提高球团矿产能和生产水平，增加球团入炉比例。目前，北美地区、北欧地区的许多钢厂熔剂性球团矿占据了高炉炉料结构的主导地位[8-10]。而国内球团生产主要依赖地方精粉，用料单一。为了开发新的外矿资源、拓宽原料来源，本文研究了马来西亚海砂对球团成球性能和冶金性能的影响，为大规模利用马来西亚海砂资源提供技术支撑。

1 实 验

1.1 实验原料

造球实验所用原料由抚顺新钢铁有限责任公司提供，相关原料成分及性能如表1～3所示。

表1 原料化学成分(质量分数)/%原料名称TFeSiO2CaOMgOAl2O3TiO2Ig竖炉精粉65．627．330．410．320．290．17-2．67马来西亚海砂62．773．090．250．642．036．22-2．94

表2 马来西亚海砂微量元素成分(质量分数)/%K2ONa2OCuZnCrNiAs0．140．110．00150．0740．00620．00221．76

表3 膨润土主要性能指标H2O/%吸兰量/%膨胀倍数/(mL·g-1)胶质价/[mL·(15g)-1]13．4930．4718．00225．00

1.2 实验条件

造球实验采用Φ 500 mm×150 mm圆盘造球机，线速度为0.98 m/s，倾角为48°。造球完成后检测生球落下强度、抗压强度、爆裂温度等指标。

球团焙烧实验在竖式电炉中进行，焙烧后按照国家标准测定球团抗压强度，检测球团矿冶金性能。

1.3 实验方案

通过不同配比的海砂造球实验及球团性能指标的检测，寻找适宜的海砂配比，实验方案如表4所示。

表4 球团实验配比方案方案编号配比/%竖炉精粉马来西亚海砂膨润土基准样9802马马马

2 实验结果及分析

实验主要从海砂配加量对生球性能、球团性能及球团矿冶金性能的影响3个方面进行了研究。

2.1 海砂配比对生球性能的影响

马来西亚海砂配加量对生球落下强度和抗压强度的影响分别见图1～2。

图1 海砂配比与生球落下强度的关系

图2 海砂配比与生球抗压强度的关系

由图1～2可知，随马来西亚海砂配比增加，生球落下强度及抗压强度略有降低，但能达到国标规定的标准。从造球过程观察，基准样球团表面光滑，且外形规则，成球速度较快；配加马来西亚海砂后，成球速度较基准样变慢，球的长大速度对水分和物料较敏感，响应较快，但海砂粒度较大，使得生球表面粗糙度增加，生球含粉率提高。

马来西亚海砂对适宜造球水分的影响见图3。

图3 海砂配比与适宜造球水分的关系

由图3可知，随马来西亚海砂配比增加，适宜的造球水分呈下降趋势。因马来西亚海砂粒度较大、密度较大、吸水性较差，水分附着在球团表面不能被吸收，导致适宜的造球水分下降。

2.2 海砂配比对球团抗压强度的影响

不同焙烧温度下马来西亚海砂配比对球团矿抗压强度的影响如图4所示。

图4 不同焙烧温度下海砂配比对球团抗压强度的影响

由图4可知，球团抗压强度随海砂配比和焙烧温度提高而增大。因海砂强度高，随焙烧温度提高，竖炉精粉、膨润土与海砂之间的结合紧密度提高，球团抗压强度增大。

焙烧温度为1 220 ℃时，各配比方案的球团矿均未出现粘结现象；焙烧温度提高到1 250 ℃时，随海砂配比提高，球团矿开始出现粘结迹象。其中，基准样基本无粘结，马10、马20略有粘结，马30粘结较明显。因为海砂中碱金属与锌含量较高，易形成低熔点矿物，所以随海砂配比提高，粘结现象越来越明显。

2.3 海砂配比对球团冶金性能的影响

对焙烧后的球团矿进行了化学成分检测，结果如表5所示。

表5 球团矿化学成分(质量分数)/%方案编号TFeFeOTiO2基准样62．880．590．16马1062．570．640．79马2062．270．311．40马3061．980．472．01

对焙烧后的球团矿冶金性能进行了测定，结果见表6。由表6数据可知：配加海砂后，球团矿低温还原粉化性能变化不大，海砂对其影响较小，总体而言，各个配比方案的球团矿低温还原粉化性能均能达到国标要求，能满足生产需求。随海砂配比提高，球团矿还原性能有变差的趋势，但变化幅度不大，且球团矿还原性能均在正常范围之内，能满足要求。随海砂配比提高，球团矿还原膨胀性能变差，但各个配比方案的球团还原膨胀指数均达到了一级球团标准(RSI<15%)，还原膨胀性能指标优良。