提高石灰石粉配比對燒結礦物質量的影響研究與應用

張紅彪，王偉剛

（山東鋼鐵集團萊蕪分公司 型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

生石灰、白云石、石灰石等是燒結礦生產的主要熔劑。未配加石灰石粉時，兩臺265m2燒結機每月消耗白灰量4萬t～5萬t，但長時間下來貨源供小于求，影響到燒結機的產能。近年來，國家倡導綠色環保生產，國內部分白灰生產廠家被迫關閉，造成燒結熔劑成本價格明顯提升。為穩定冶煉高爐生產，提高燒結礦質量指標和高爐技術經濟指標，開始取消熔劑白云石，配加“生石灰+石灰石”的熔劑結構，目的通過實驗找到合理的石灰石、生石灰的配比，達到燒結的最佳狀態，降低燒結成本。

1 采取的主要措施

1.1 提高混合機制粒效果，改善原始料層透氣性

原混合機襯板材質為含油尼龍襯板，容易導致混合機筒體內部大面積粘料，特別是二次混合機進料端，粘料厚度達600mm～700mm，影響混合機制粒效果，造成原始料層透氣性下降。將含油尼龍襯板更換成陶瓷襯板，混合機襯板粘料情況有較大改善。同時研發新型噴頭并優化加水方式。經過多次試驗驗證，在進口2.5m處使用第一個噴頭，噴頭之間間隔600mm，同時調整噴頭角度為30°，目前二次混合機內共使用噴頭9個，較前期減少4個噴頭，霧化效果較好。混合料平均粒徑達到4.2mm～4.5mm，制粒效果突出。

1.2 提高混合料溫度，改善燒結過程料層透氣性

混合料從配料、混合、布料、運輸等環節均有不同程度的熱量散失，混合料到達圓輥出料口時料溫35℃～45℃，導致燒結過程中過濕層加厚，對透氣性、終點溫度等影響較大。原小礦槽周邊已安裝一排26個蒸汽噴頭，在此基礎上再增加一排26個蒸汽噴嘴，上下交錯布置，防止物料堆積。管道末端加裝疏水閥門用于保壓提壓。在梭式布料小車四周安裝除塵布袋軟密封，礦槽上部周圍密封改造，實現礦槽內保溫，減少熱量損失。皮帶通廊、轉運站料線全封堵。各皮帶通廊、轉運站、廠房窗戶用陽光板封堵，廠房門口增設隔熱門簾，漏斗上部用皮子密封。改造后燒結混合料溫度由此前的35℃～45℃提升至55℃～60℃之間，達到了預期效果。

圖1 混合機陶瓷襯板

圖2 加水霧化效果

1.3 研究實施800mm～850mm厚料層燒結技術創新

通過精確定位布料小車行程及端部滯留時間、解決小礦槽兩側大顆粒偏析問題，使大顆粒物料向小礦槽中間聚集，減少兩側邊緣效應的影響。設置可調式料面壓輥、對料面進行適當壓料，布料效果以“中部平整，兩端微弧”為目標，同時在泥輥下料口兩側增加擋料板，避免臺車溢料現象發生。

在圓輥后方安裝簡易刮料裝置，隨著圓輥的轉動，自動清理輥皮粘料，保證了下料通暢。鋪底料厚度由原來的30mm～40mm提高至50mm～60mm，增加料層底部透氣性。265燒結機欄板高度750mm，通過以上措施，使布料厚度達到了800mm～850mm，充分利用料層自動蓄熱作用，克服了石灰石配比提升后對燒結礦質量的不利影響。

1.4 研究高石灰石占比下低炭及高強度粉末燒結技術創新

原礦料結構中精粉礦比例占20～25%，褐鐵礦比例30%～40%，經混合機后，混合料水分7.5%～7.7%左右，配炭量3.9%～4.2%，典型的“大水大炭”式燒結，燒結礦FeO含量偏高。石灰石配比不斷提升后，為改善料層透氣性，將混勻料中精粉比例降至10%～15%，同時增加一定的粗粉比例，促進混合料制粒效果，通過厚料層燒結，將配炭量降至3.6%～3.9%。前期混合料水分依靠人工控制，存在個人經驗差異。當水分波動時，人工不能及時發現，進而導致生產波動，嚴重時還可能導致停機。安裝混合料水分微波在線監測后，混合料水分控制更加平穩，混合料水分也由前期的7.5%～7.7%降至7.2%～7.4%之間，實現了低水分燒結。

為了強化“造球”核心，促進液相量生成，對三篩篩網尺寸進行了改造，篩孔尺寸由4.5mm擴大為5.0mm，燒結內部返礦粒度＞5mm粒級含量由原來的15%～20%提升至20%～25%左右，為混合料制粒提供充足的“基核”，改善制粒效果與燒結料層透氣性。同時篩分效果增強，成品燒結礦粉末含量降低。為降低成品燒結礦中“大塊”組成。達到燃料粒度＜3mm占78%～82%的工藝要求，在原有一臺小焦篩的基礎上，又并列增加了一臺小焦篩。燃料預篩分效率及效果大大提高。在現有四輥破碎機能力的基礎上，燃料粒度合格率達到95%以上，成品燒結礦粒度組成趨向均勻。

2 效果檢查

通過幾年的研究實踐，目前石灰石粉使用比例占熔劑的70%～75%，由265m2燒結機供料的兩座1880m3高爐爐況運行平穩，未出現爐況不順、休風等狀況，實現燒結低耗高爐穩產模式。燒結機產能未受到影響，目前兩臺265m2燒結機燒結礦產量15500t/天～15700t/天，燒結機利用系數由原來的1.15提高至1.22。燒結礦實物質量并未受到影響，其中燒結礦轉鼓指數提高到79%以上，篩分指數降低到4.5%以下，在使用高石灰石占比情況下，兩項指標達到國內領先水平。

圖3 石灰石配比與燒結礦轉鼓強度

3 結論

石灰石粉配比提升未造成固體燃耗的明顯提升。根據當前熔劑差價計算，石灰石占比每提高1%，噸礦成本降低約0.3元，年節約成本1000萬元以上，效益十分可觀。