提高燒結礦質量的技術措施

馬永廣 陳 偉 高丙寅

(安陽鋼鐵股份有限公司)

0 前言

高爐冶煉及技術經濟指標的改善，原料是基礎。安鋼煉鐵生產爐料結構中，燒結礦配用比例在70%以上。因此，穩定和提高燒結礦質量是對高爐技術經濟指標的意義十分突出。近幾年來，隨著我國鋼鐵工業的發展，產能大幅增加，鐵礦石資源逐步趨向多樣化，品質趨向劣質化，對燒結礦質量控制帶來了新的挑戰。為了穩定和提高燒結礦質量，滿足大型高爐冶煉需求，安鋼煉鐵廠燒結工序依據目前的工藝、原料條件，積極開展技術研究，主動采取了多項技術措施，取得了良好效果，有力促進了高爐的穩定順行。

1 技術措施

1.1 加強原料結構優化試驗研究

安鋼燒結所用含鐵原料品種較多，其品位、化學成分、粒度組成各不相同，成球性能、燒結性能及冶金性能差異較大。隨著鐵礦石資源的長年開采，市場可以接受的低磷鐵礦儲量逐年減少，優質鐵礦開采礦區將陸續閉坑，導致鐵礦石的來源更趨復雜化、品質更趨劣質化、礦種更趨多樣化。為了合理利用鐵礦資源，適應市場的變化，安鋼加強了鐵礦石燒結性能試驗研究，對于新采購礦種使用前以及生產中原料結構的調整，首先進行燒結杯試驗，通過試驗研究分析燒結礦技術經濟指標變化情況，如：品位、利用系數、轉鼓指數、成品率、粒度組成及成本分析等，并相繼開展了低硅燒結、低品位印度礦燒結、大比例粉礦燒結、大比例褐鐵礦燒結等試驗研究，為穩定和改善燒結礦質量提供最佳的原料結構方案及適宜的燒結工藝參數，同時加強對劣質資源的技術儲備，為公司針對性采購提供指導性建議。

1.2 改進原料混勻工藝

原料混勻是燒結生產過程中極為重要的一個環節，是燒結礦質量穩定的前提。煉鐵廠十分重視原料的混勻工作，根據工藝要求先后建成兩個原料場，由于受場地限制以及燒結產能擴大的影響，原料場的混勻堆放能力已嚴重不足，客觀上制約了混勻礦的穩定性。為此，煉鐵廠結合原料場實際情況，采取多項技術措施，確保混勻礦的穩定性。首先，根據原料結構方案和公司采購計劃，合理安排原料進場堆放，依據原料場堆放能力科學制定庫存預警機制，通過降低庫存來緩解堆放場地的不足，同時，根據不同原料的進場量合理規劃堆放場地，避免混堆現象的發生;其次，根據原料結構試驗研究的結果，對現有的礦種進行兩個原料場合理分配、分流，如印度礦在第一原料場配加，就不再安排第二原料場使用，通過減少礦種來減輕原料場堆放場地壓力;另外，對于成分波動較大的除塵灰、回收料、鋼渣等雜料實施集中配加，配加前利用機械設備對其進行充分混勻，減少回收料在“直供”系統的配加，從而減少因成分波動、粒度偏析對混勻礦質量的影響。

1.3 優化熔劑結構

燒結生產所使用的熔劑有鈣質熔劑和鎂質熔劑，其中鈣質熔劑有：石灰石、生石灰、消石灰;鎂質熔劑主要有：菱鎂石、高鎂粉、蛇紋石、白云石、輕燒白云石等。生產中加入CaO的主要目的：一方面是強化燒結過程中礦化反應，促進鐵酸鈣生成，進而生產強度高、還原性好、粒度組成理想的燒結礦，滿足高爐強化冶煉的要求;另一方面是使燒結礦成分達到一定的堿度要求，確保在高爐冶煉過程中少加或不加石灰石。隨著技術進步及高爐造渣制度的改變，對入爐料中MgO的含量要求也日趨嚴格，燒結礦作為高爐爐料結構的主要原料，提高燒結礦中MgO含量，生產高MgO燒結礦是改善爐渣的流動性、促進高爐穩定順行、提高技術經濟指標的一項強化措施得到了廣泛應用。

近年來，隨著鐵礦資源市場的變化，安鋼燒結原料結構發生了較大變化，由精礦為主逐步變為以進口粉礦為主。進口礦粉的粒度粗且均勻，其大量使用一方面改善了混合料原始透氣性，另一方面進口礦中MgO含量低、Al2O3含量高，造成燒結礦MgO含量急劇下降，煉鐵高爐爐渣MgO含量降低，性能變差，對爐況順行及生鐵質量都會產生不利的影響。針對原料結構的變化，煉鐵廠適時地對熔劑(鈣質熔劑、鎂質熔劑)及其結構進行了大量的優化試驗，依據燒結杯試驗研究的結果，生產中對熔劑結構進行了調整，鈣質熔劑由全生石灰變為生石灰+石灰石粉，鎂質熔劑由輕燒白云石變為生白云石。熔劑結構優化調整后，燒結礦的質量有明顯改善，尤其是堿度、MgO穩定率均有較大幅度提高，生石灰的使用量也大幅減少，大大緩解了生石灰的采購壓力，有利于外購生石灰質量的提高。同時，混合機、料倉粘堵料現象減輕，混合料水分波動減小，生產更趨穩定。

1.4 實施均勻燒結技術

所謂均勻燒結，是依據碳在混合料不同粒級中的分布規律，采用“整粒、分散、偏析”作用的布料方式，使燒結料粒度及碳在臺車上分布合理，即從上到下混合料粒度逐漸變粗，而固定碳含量上高下低的一種燒結方法。實施均勻燒結不僅可降低燃料消耗，降低燒結礦中FeO含量，改善燒結料層透氣性，提高燒結礦產質量，還可為高爐提供冶金性能均勻、穩定、一致的燒結礦，進而促進高爐順行、高產、低耗。

為了更好地實施均勻燒結技術，首先對布料設備進行了改進，由泥輥+反射板布料改為泥輥+多輥布料，并根據碳偏析的要求調整各輥之間的間隙。其次，根據進口礦的大量使用帶來含鐵原料的原始粒度變化，適時地開展了燃料粒度優化燒結杯試驗，根據試驗結果對燒結系統生產中對燃料粒度控制要求進行了調整，燃料粒度上限由≤3 mm調整為≤5 mm，其中燃料粒度≤3 mm的粒級含量由≥90%調整為≥70%，通過燃料粒度調整使之與原料粒度變化相匹配。調整后，燒結料層碳偏析程度較理想，燒結料層上、中、下三層最高溫度相差變小，燒結過程比較均勻。

1.5 加強燒結機漏風治理

“燒結生產，以風為綱”，是燒結工作者早已達成的共識。目前，國內燒結機普遍存在漏風率高問題，解決漏風也成為燒結行業一大難題。過高漏風率不僅制約著燒結生產能力的提高，還造成生產成本上升，各種消耗升高。在治理系統漏風方面，采取了多項技術措施，提高燒結料層的有效風量和生產的均衡穩定性。首先，對主要漏風點的密封裝置進行改進，如機頭機尾的轉架式密封改為多級磁力迷宮密封技術，利用耐高溫磁鐵的磁性吸附細小磁性礦粉顆粒，通過磁性顆粒的交錯排列移動，達到無間隙密封效果;其次，針對燒結機篦條糊堵較為嚴重的現象，煉鐵廠成立工藝技術研究小組，重點解決篦條糊堵問題。根據對糊堵原因分析，結合現場生產實際，有針對性地采取了如下改進措施：設備方面，對進廠的篦條材質、制造質量及幾何尺寸進行嚴格把關驗收，同時加強設備點檢及維護，對燒蝕、變形嚴重的篦條要及時更換;生產操作方面，嚴格控制混合料水分、配碳量，減少其波動。合理控制燒結速度、負壓、燒結終點等參數;工藝方面，停用機頭料倉蒸汽預熱工藝，避免“過濕現象”的形成。

1.6 燒結礦表面噴灑改性劑

隨著進口礦的大量使用，燒結礦高溫冶金性隨進口礦比例的增加呈逐漸變差的趨勢。安鋼使用的進口礦以赤鐵礦為主，其主要成分為Fe2O3。為改善燒結礦的高溫冶金性能，降低燒結礦低溫還原粉化率，采取了燒結礦表面噴灑改性劑溶液的技術措施。通過噴灑改性劑溶液(見表1)，燒結礦低溫還原粉化性能有了顯著改善，表2為煉鐵6號高爐工業試驗期間的指標對比。

表1 噴灑前后燒結礦低溫還原粉化指數和還原度對比 %

表2 噴灑前后6號高爐主要技術指針對比

2 生產應用

近幾年來，燒結技術人員堅持燒結礦質量滿足高爐大型化優質冶煉為已任，在圍繞提高燒結礦質量方面，做了大量的工作，采取了多項技術措施，達到了預期效果?；靹虻V質量指標得到明顯改善(見表3)，燒結礦指標TFe、R、MgO的穩定率均有大幅度提高，返礦率和固體能耗均明顯下降，粒度組成更趨合理，高溫冶金性能也得到顯著改善，為強化高爐冶煉提供了優質原料保證。

表3 混勻礦質量指標

表4 燒結礦技術經濟指標變化

3 結語

近年來，圍繞提高燒結礦質量，采取了多項技術措施，達到了預期效果。

1)通過加強原料混勻工藝的研究，制定含鐵廢棄物綜合利用方案，加強回收料的預混勻處理，有效提高混勻料的穩定性。目前混勻礦質量已處在國內較高水平，混勻礦質量指標 σTFe≤ ±0.4%，σSiO2≤ ±0.25%。

2)根據互補配礦理論，大力開展配礦試驗研究，依據試驗結果科學的指導配礦及生產中原料結構的調整，同時注意結構調整對工藝參數及燒結礦質量影響信息的收集。

3)針對原料結構的變化，適時地對熔劑結構進行了優化調整。調整后，燒結礦堿度、MgO含量穩定性得到了大幅提高，同時，熔劑成本有了顯著降低。

4)通過燒結系統漏風治理，開展篦條糊堵技術攻關，實施均勻燒結技術等，提高生產的均衡穩定性。

［1］ 高丙寅，陳偉，臧國軍，等.燒結機糊堵篦條現象的原因分析及預防措施.河南冶金，2010，18(6)：33-35.