燒結混合制粒工藝的比較

陳 鵬

（中冶長天國際工程有限責任公司，湖南 長沙 410000）

燒結混合制粒工藝的比較

陳 鵬

（中冶長天國際工程有限責任公司，湖南 長沙 410000）

針對燒結中混合制粒的不同工藝配置形式進行對比和分析，對一段混合、兩段混合、三段混合和強力混合機在混合制粒中的應用，以及小球燒結的MPS混合制粒工藝和HPS混合制粒工藝進行對比。

混合制粒；圓筒混合機；強力混合機；HPS；MPS

1 概述

混合制粒工藝是燒結生產工藝流程中十分重要的環節，混合是將配料過程中的各組分仔細混勻，制粒是將物料制成粒度適宜，具有良好透氣性的混合料。混合制粒的目的：第一，將配料室配好的各種物料進行混勻，得到成分比較均一的混合料；第二，在混合過程中加入燒結料所必須的水分，使燒結混合料為水所潤濕；第三，進行燒結料的制粒，得到粒度適宜具有良好透氣性的混合料。根據混合的段數，混合制粒有一段、兩段和三段工藝。一段混合制粒工藝采用一段圓筒機完成燒結料的混勻和細粒物料的制粒，這種工藝在早期的燒結生產中有應用，且原料條件以粗粒粉礦為主。兩段混合制粒工藝一般由前后兩臺圓筒混合機及膠帶機組成，第一段混合機主要完成燒結料的混勻，第二段混合機主要完成混合料的制粒。而三段的混合制粒工藝是隨著燒結機大型化的發展，厚料層燒結技術需要采用強化治理的措施而逐漸采用的。隨著相關混合技術的發展和燒結原料粒度的下降及原料品種的增加，有的燒結廠已經開始采用強力混合機取代第一段的圓筒混合機。而在二段制粒階段也有采用兩或多臺較小規格的圓筒制粒機來取代單臺大規格的圓筒制粒機的配置。

2 混合制粒工藝流程

2.1 兩段圓筒的混合制粒工藝流程

常規的混合制粒流程為，所有的物料在配料室按照一定配比添加到混合料膠帶機，由膠帶機給料至一次混合機，在一次混合機內加水，將物料混合均勻。之后，物料進入二次混合機進行制粒，二次混合機一般是由一臺圓筒混合機組成，物料在二次混合機內進行制粒，同時在二次混合機內加水，進一步調整混合料的水分，并使物料制成合適的粒度，二混之后的物料，直接運往燒結機進行燒結作業。這種配置的混合制粒的工藝流程是最為常見的，應用在目前的大多數燒結廠。

2.2 三段圓筒的混合制粒工藝流程

在有些大型的燒結廠，為了進一步延長制粒時間，將混合制粒工藝設置為三段式配置，一混為燒結混合料的混合，二混、三混為制粒。所有的物料在配料室按照一定配比配料，進入一次混合機，經過一次混合機的混勻后，物料進入二混、三混進行制粒，三混之后的物料，直接運往燒結機。常規流程的兩段、和三段的區別在于在制粒階段，多了一臺制粒機段。如果混合制粒時間足夠，兩段式的配置也可滿足生產要求。否則，應再增加一段制粒機，延長制粒時間，以達到合適的制粒效果。

2.3 采用強力混合機的混合制粒工藝

在燒結工程中，隨著精礦的比例的增加及各種其他含鐵物料的加入，對物料的混合提出了更高要求，因此，需要采用采用合適的混合制粒工藝和設備。強力混合機一般用來代替一段的圓筒混合機。采用強力混合機的混合制粒流程也可分為兩段式和三段式，強力混合機一般作為一段的混勻設備，二段和三段則采用圓筒制粒機作為制粒設備。采用強力混合兩段式的的混合制粒工藝，其二段的圓筒制粒機既可以是單臺的大規格的圓筒制粒機，可以是多臺并列布置的小規格的圓筒制粒機。三段式的混合制粒流程，即一段采用強力混合機作為混勻設備、二段三段采用制粒機作為制粒設備。由于強力混合機的結構形式，內部配有轉子，轉子上設有槳葉，而燒結返礦對槳葉的使用壽命有較大影響，所以考慮到強力混合機考慮檢修的問題，返礦不直接進入強力混合機，而是加在強混之后的膠帶機上，物料進入之后的制粒階段，或者在強力混合機處設置旁通，當強力混合機檢修時，物料不經過強力混合機直接進入后續混合機。

2.4 HPS ( 兩段圓筒一段圓盤) 混合制粒工藝

HPS混合球團燒結，屬于小球團燒結工藝，是將鐵礦粉、返礦、熔劑和燃料加水混合造球，制成直徑5～10mm的小球，并且在小球表層裹一定比例固體燃料，然后進行燒結。小球團燒結法與普通燒結法相比 ,增加了強化制粒和外滾煤粉工藝環節。強化制粒是在一、二混之間增加圓盤造球機，將混合料制成 5～10mm的小球。 燃料分加是在配料室配加 20%～30%的內配煤粉，造球后再配加70%～80%的外配煤粉，外配煤包裹在生球表面，可改變燒結過程中燃料的燃燒條件，改善料層透氣性，使生產能力提高，燃料消耗降低。外滾煤的作用，一是使外配煤粉均勻而牢固地粘附在生球表面，二是生球再次經過一段時間的滾動，使其表面光滑，進一步提高料層透氣性。

2.5 MPS法（三段圓筒）混合制粒工藝

MPS法是在三段圓筒混合制粒工藝的最后一段圓筒制粒外滾煤粉70%～80%。一混進行物料的混合，二混進行物料的制粒造小球，造好的小球在進入三混前，按比例配入細煤粉，三混為滾煤機，煤粉裹在小球表面，裹覆壓實，從三混出來的混合料直接進入燒結機。該工藝具有改善料層透氣性，可提高料層厚度，改善燒結礦強度、提高利用系數和降低燃耗等特點。

2.6 混合制粒工藝比較

（1）采用粉礦燒結或精礦配比不高時，采用兩段圓筒混合機的混合制粒工藝可以滿足生產的需求。而且，圓筒混合機結構簡單，工作可靠，這種配置也是目前國內燒結廠的常用配置。（2）大型燒結廠為了延長制粒的時間，采用三段的混合制粒工藝，一混采用圓筒混合機來混勻物料，二混、三混采用圓筒制粒機，以滿足制粒的時間要求。相對于兩段的圓筒混合制粒，多了一段的圓筒的配置，能有效的改善物料的粒度組成，減少3mm以下的物料的比例。（3）隨著強力混合機在燒結中的應用，有些工廠使用強力混合機來代替一次混合機，制粒階段仍然采用圓筒制粒機。強力混合機的混勻效果要比圓筒混合機好，但是強混的檢修頻率較圓筒高，所以在這種工藝流程配置上，一般要考慮物料的旁通流程，當強力混合機檢修時，物料不通過強力混合機，直接進入后面的混合機；或者，返礦不進強力混合機，而是將其加到強力混合機的出料膠帶機上，以避免返礦對強力混合機的槳葉的過度磨損，從而增加強力混合機的檢修頻率。（4）在高精礦配比條件下，常規的兩段混合制粒不能滿足要求，要采用強化制粒的措施，才能保證制粒的效果，所以這種情況下可以采用小球燒結的方法來改善制粒效果，如采用HPS（兩段圓筒一段圓盤）混合制粒工藝，或者采用MPS（三段圓筒）混合制粒工藝，即一段混合，二段制粒，三段外滾煤。研究結果表明，當制粒時間小于8min時，MPS法的制粒效果優于HPS法，其相應的燒結速度、利用系數和燒結礦落下強度也更好。制粒水分為7.0% 時，MPS法的各項指標均超HPS法。MPS法與HPS法都能較好地形成鐵酸，但MPS法燒結的燒結礦鐵酸鈣含量更高，鐵酸鈣結晶完善、理想、強度高，還原性好，在工廠生產時可以用MPS法代替HPS法。不論是HPS還是MPS這兩種工藝配置的制粒效果、燒結礦產質量、燒結礦的礦像和冶金性能都要優于常規的燒結方法。在這兩種工藝配置中也可用強力混合機代替一段圓筒混合機。

3 混合制粒的設備

混合制粒過程中常用的混合與制粒設備有：圓筒混合機、滾煤機、強力混合機、圓盤造球機等。圓筒混合機結構簡單，生產能力大，操作維護方便，設備作業率高，混勻效果較強力混合機略低。滾煤機的結構形式同圓筒制粒機類似。強力混合機設備體積小于圓筒制粒機，混勻效果好，單體設備能耗也要小于圓筒混合機，但是強力混合機的設備作業率要低于圓筒混合機，尤其在混合料中的冷返礦對其槳葉的壽命影響很大，需要經常更換槳葉，所以在選用強力混合機的時候，一般都要設置旁通系統，以確保強力混合機故障時生產的連續性，或者將返礦在強力混合機之后添加，但是這對物料的混勻有一定的影響。其次強力混合機目前的使用基本上采用進口設備，設備本體價格較高。圓盤造球機作為制粒設備，其造球性能滿足制粒的要求，其制粒的能力和圓筒混合機差不多，但是其單臺的設備能力不高，在大型燒結廠，需采用多臺圓盤造球機的復雜配置，國內生產的圓盤直徑一般為6m，當規格進一步加大，就需要采用進口設備。

4 結語

（1）燒結混合制粒由早期的一段混合制粒、發展到二段混合制粒、三段混合制粒，是隨著燒結物料的變化而變化的，是混合制粒的工藝流程為了適應物料的變化和燒結機的大型化帶來的厚料層燒結工藝而產生的。（2）在各種混合制粒的工藝配置中，應結合燒結廠的原料條件，燒結機的生產規模，以及燒結廠的工藝配置來確定采用何種流程。早期的一段混合制粒已不能適應現在的燒結廠的情況，兩段混合和制粒，三段混合制粒，HPS，MPS，以及強力混合機在燒結上的運用，都極大地改進了混合制粒的效果，提高了燒結礦的產量，并降低了能耗，提高了燒結礦的質量，對燒結有很大的促進作用。（3）具體的混合制粒工藝要從原料條件和現場的具體情況來考慮。在工程設計中，根據具體的原料條件選擇合適的混合制粒工藝配置，以提高燒結礦產量和質量，降低能源消耗。

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TF046.4

A

1671-0711（2017）04（下）-0075-02