高爐爐料要求及燒結技術現狀

陳 宇

（中冶長天國際工程有限責任公司，湖南 長沙 410000）

高爐爐料要求及燒結技術現狀

陳 宇

（中冶長天國際工程有限責任公司，湖南 長沙 410000）

高爐是利用碳從鐵的氧化物中還原出鐵的一種豎爐生產技術，主要產品是提供煉鋼用的鐵水。高爐煉鐵是以精料為基礎，燒結礦作為高爐爐料最主要的成分，其質量的優劣程度直接決定了最終鋼鐵成品質量的好壞，所以，提高燒結礦成品的質量，是高爐生產的首要任務。

高爐爐料；燒結礦；質量

高爐是一種豎爐生產技術，利用碳(主要以焦炭形式)從鐵氧化物中還原出鐵，其主要產品是鐵水，副產品是爐渣和煤氣。影響高爐技術經濟指標的因素有很多，其中精料技術水平對高爐煉鐵生產的影響率占70%左右，所謂高爐煉鐵精料是指原料在進入高爐前，優化其質量，使之成為能滿足高爐強化冶煉要求的爐料。一般的，采取的高爐精料技術，體現在以下幾個方面。

（1）入爐礦石含鐵品位要高：主要表現為燒結球團礦的轉鼓強度要高，燒結礦的堿度要高（一般在1.8～2.0）。

（2）高爐入爐原料中熟料的比例要高。熟料是指燒結礦、球團礦。

（3）入爐原料中＜5mm粒度要小于總量的5%。

（4）入爐料粒度應偏小，最佳粒度表現為燒結礦25～40mm，焦炭為20～40mm，易還原的赤鐵礦和褐鐵礦粒度在8～20mm。

（5）入爐料的粒度要均勻，這樣可以減少入爐料的填充性并提高爐料的透氣性。

（6）入爐原料的化學成分和物理性能要穩定，波動區間小。目前，保證原料場的合理儲存量（保證配礦比例不大變動），或者建立中和混均料場是保證高爐料成份穩定的有效手段。

（7）鐵礦石，焦炭中含有有害雜質要少。特別是對S、P的含量需要加以嚴格控制。

（8）鐵礦石的冶金性能要好。冶金性能是指鐵礦石的還原度應大于60% ；鐵礦石的還原粉化率應當低；礦石的荷重軟化點要高，軟熔溫度的區間要窄，礦石的滴熔性要溫度高，區間窄。

1 我國目前高爐妒料結構的主要形式

1.1 高堿度燒結礦搭配酸性球團礦形式

這是我國高爐采用了多年的一種主要形式，鞍鋼繼1990年進行的采用70%高堿度燒結礦配30%酸性球團礦爐料結構的工業試驗成功后，部分大型高爐(2500m3級)采用75%堿度為1.85左右的燒結礦配加25%酸性球團礦的爐料結構與采用100% 自烙性燒結礦指標比較，利用系數提高l7%～20% ，綜合焦比平均低40kg/t。

1.2 高堿度燒結礦搭配酸性球團礦和塊礦的形式

這種形式的爐料在我國煉鐵界也較為普遍，寶鋼1985年：燒結礦85% ，球團礦5.0% ，塊礦10.0% ，系數1.764 t/m3·d；1999年燒結礦76.1%，球團礦7.9% ，塊礦16.0% ，系數2.257 t/m3·d。由于過多的使用塊礦，其指標水平仍有較大差距。

2 國內外燒結生產現狀

目前，我國已投產3000m3以上容積高爐43座，4000m3以上高爐21座，高爐冶煉設備的大型化，對原料的質量要求在不斷的提高。在全球12億噸燒結礦產量中，我國約產燒結礦10億噸左右，所占比例83.3%，國內現有各種規模燒結機 1240 余臺，燒結機總面積11000m2，其中500m2以上不小于7臺，最大燒結面積達到了660m2。

高爐生產對燒結礦的質量要求如表1所示。

表1 燒結礦轉鼓指數（DI＞6.3mm） %

高爐生產對燒結礦的粒度要求如表2所示。

高爐生產對燒結礦低溫還原分化性（RDI）的要求如表3所示。

表2 燒結礦粒度

表3 低溫還原分化性（RDI）

燒結生產技術現狀如下。

為了滿足高爐生產對燒結礦質量的要求，并結合當前國際市場鐵礦石的行情，燒結技術也在不斷的探究和摸索中提高，目前，國內普遍采用的燒結生產技術有如下幾種。

（1）厚料層燒結。采用厚料層，即燒結機料層超過了700mm，有的甚至高達800mm，由于料層自動蓄熱的作用，料層溫度隨料層高度的提高而升高，即可進行低溫燒結，又可大幅度改善燒結礦質量，降低返礦量，節約能耗，改善環保條件。

（2）噴灑CaCl2溶液。將CaCl2溶液噴灑在一定溫度的燒結礦上，待水分蒸發后，溶質結晶或晶體吸附在燒結礦表面及孔隙中，從而形成一層保護膜，能有效抑制燒結礦的低溫還原粉化率。

（3）熱風點火工藝。熱風點火工藝是從環冷機高、中溫段廢氣出口接出高溫廢氣（200～300℃），經過一臺多管除塵器和一臺高溫引風機，將熱風送至點火保溫爐作為助燃空氣和點火保溫，同時送至點火保溫爐后段的熱風罩內進行熱風燒結，以提高表層燒結礦質量。該工藝以熱風形式回收燒結礦的余熱，彌補了燒結過程所需的部分熱量，從而減少固體燃料的使用量，起到節能的作用。

（4）煙氣循環工藝。面對日益嚴重的環境污染問題，國家環保部門要求燒結煙氣排放的SO2的濃度低于200mg/m3，為此，燒結工藝在不斷探索中發現，將煙氣進行循環能有效的降低SO2的排放濃度。燒結煙氣循環工藝分為內循環工藝和外循環工藝，內循環工藝取風為直接從風箱支管取風，外循環為從主抽風機后取風，對燒結用風加以循環利用，以達到SO2富集的目的，同時煙氣廢熱得到利用。而為了提高燒結料層用風的風溫和氧含量，又將環冷機中低溫段的熱廢氣也兌入到這部分煙氣中混勻，然后一并進入燒結機臺車面的循環煙罩內，再次通過料層參與到燒結過程中。燒結煙氣循環技術能減少固體燃料的消耗，充分利用了環冷廢氣的熱能，外排廢氣量也隨之減少30%～50%，同時，SO2、 NOx、二惡英、粉塵、碳氧化物、重金屬等污染物的排放量均有所降低，對脫硫工藝也起到一定的幫助。

3 展望與結論

我國鋼鐵業以產量增加為目標的低水平粗放式發展，對環境影響的嚴重和高能耗，給鋼鐵業的節能減排、可持續性發展帶來了嚴重的問題，為防止引發生態環境進一步惡化，需大力發展循環經濟，淘汰落后裝備，整合資源，將鋼鐵系統設備大型化，盡量減少制造過程中不必要的輸入和輸出，降低資源負荷和能源負荷，盡可能利用生產過程中的排放物、廢棄物、剩余能進行過程間的體系設計。

2012年6月27日，我國正式發布《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》（GB28662-2012），這標志著我國對鋼鐵行業節能減排提出了更高要求，燒結生產需嚴格控制PM2.5和CO2的排放，脫硫脫硝技術及高效除塵系統的研發迅猛發展，有利于實現水凈天藍的目標。

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[2]王海濤,李光輝,范曉慧等.幾種高爐爐料冶金性能的對比研究[J].鋼鐵，2006,(1).

[3]朱德慶,潘建.燒結生產技術現狀與發展前景[R].長沙.中南大學鋼鐵系，2015.

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1671-0711（2017）04（下）-0121-02