提高燒結礦產量和質量的實踐

劉 佳，張文政

（天津天鋼聯合特鋼有限公司，天津301500）

0 引言

隨著鋼鐵業的發展，高爐對入爐原料要求越來越嚴格。天津天鋼聯合特鋼配備了2臺230 m2燒結機，三座1 080 m3高爐，兩座500 m3高爐，燒結和煉鐵產能不匹配，燒結礦產量缺口較大，如何提高燒結礦產量是公司目前研究的重要課題。燒結礦是高爐生產的主要原料之一，其配比達到70%以上，燒結礦質量能否滿足高爐使用要求也顯得越來越重要?，F代燒結工藝是基于鐵酸鈣固結理論為基礎，以生產高品位、高強度、高還原性的優質燒結礦為目的[1]。為了提高燒結礦質量，我們主要從優化燒結配礦及熔劑結構、提高混合料溫度、燒結機漏風治理、提高燒結料層厚度、穩定混合料水碳含量等方面開展研究，通過進行工藝優化和技術創新，實現燒結礦產量的提高、質量改善的目的。

1 影響燒結礦產量和質量的因素

1.1 燒結配料結構影響

在燒結生產工藝過程中的混合料是由含鐵混勻礦、各種熔劑以及燃料等按照適量配比進行混配而成，而含鐵混勻礦是各種鐵礦粉、含鐵返回料等按照一定的比例混配而成。燒結配料是要根據各燒結原料的供應情況、儲備情況、消耗情況，綜合考慮燒結礦的產量和質量指標的需求情況，同時要兼顧燒結礦成本情況。

1.2 燒結熔劑結構影響

自熔性燒結礦要滿足高爐所需的各項理化指標，必須在混合料中配加一定量的生石灰、石灰石和白云石等各種熔劑。配加熔劑結構的不同會對燒結礦強度、堿度、還原性、低溫還原粉化率和混勻料粒級分布等各項理化指標產生影響，這些指標會直接關系到高爐冶煉的穩定順行，從而對生鐵產量及煉鐵成本產生影響。

1.3 混合料溫度影響

提高燒結混合料的料溫可以有效抑制燒結過濕現象，當混合料料溫提高至水分冷凝的露點溫度以上時，可以防止水分的冷凝，抑制燒結料過濕層的生成，改善燒結料層的透氣性，有利于燒結礦產量和質量的提高，為厚料層操作創造了條件。

1.4 燒結機漏風率影響

燒結臺車漏風問題會致使燒結礦產量下降、電耗和成本增加，燒結臺車的漏風治理是提高燒結礦產量、質量，降低成本的最直接有效措施。

1.5 燒結料層厚度影響

由于燒結燃燒反應是自上而下的，料層越厚料層中下部蓄熱作用越強，在有效改善燒結料層透氣性的條件下，可以提高燒結礦產量和質量，減少固體燃耗。

1.6 混合料水含量影響

混合料的水含量是保障溶劑消化、改善造粒效果，提高料層透氣性的重要指標，水分過高會影響料層的透氣性和燒結燃料消耗，水分過低會影響混合料粒度強度，影響燒結礦的強度和成品率。

1.7 燃料粒度影響

合適的固體燃料粒度等級和粒度分布可以提高燒結機利用系數，使燒結礦成品率、轉鼓指數、平均粒徑等指標明顯改善,同時也可以降低固體燃料消耗和高爐返礦率。

2 提高燒結礦產量和質量的措施

2.1 優化燒結配礦結構

根據國際市場以及港口各種鐵礦石市場價格變化，及時進行各種鐵礦粉的性價比測算，從而保證在滿足燒結礦質量的前提下降低采購成本，實現優化配礦結構，高性價比的進行配礦生產。公司對多種粉礦進行性價比測算，根據各種鐵礦粉的特性，結合以往的生產實踐，確定合適的原料結構。同時進行燒結杯實驗研究，通過對燒結礦粒度組成、鐵酸鈣生成性能、垂直燒結速度、轉鼓指數和低溫還原粉化率的測定，確定最終的原料組成。

每次配料后要根據生產情況、產量情況、質量情況、成本情況進行分析總結，分析此次配料結構的優缺點，不斷積累配礦經驗，穩定和優化配料結構，合理進行不同的原料搭配，提高燒結機利用系數，改善燒結礦質量，提高燒結配料的性價比。

2.2 優化燒結熔劑結構

通過生產實踐和分析對比，從提高燒結礦產量和質量的方面考慮，優化了熔劑結構，采用高活性度石灰作為混合料的主要熔劑，不配加石灰石熔劑，充分利用高活性石灰的黏結作用，提高混合料的制粒效果，改善混合料的粒度組成，提高燒結料層的透氣性。為保障生石灰的充分消化，不產生燒結礦“白點”現象，采用嚴格控制生石灰的活性度（活性度大于300 mL）、一混噴加熱水、延長混合制粒時間等措施，充分消化生石灰。

2.3 提高混合料溫度

通過利用燒結產生的廢氣熱量將水分轉化成220℃的飽和蒸汽，再利用過熱器將飽和蒸汽升溫至240℃形成過熱蒸汽。在燒結混合料料倉內噴吹240℃的過熱蒸汽提高燒結混合料的料溫，使混合料料溫升高至76～82℃。

2.4 燒結機漏風治理

首先在油板內側安裝固定斜板，從而在斜板與靜油板和動油板的內側面之間形成油槽，起到液相密封作用，有效降低臺車漏風率；其次加強臺車螺紋孔處密封，在臺車螺紋桿處套裝密封墊片和圓周壓片減少螺紋處漏風；最后注重日常維護，采取“逢修必治”，最終將燒結機漏風率有效控制在35%以下，實現燒結的電單耗降低至16 kWh/t，煤氣單耗降低至18 Nm3/t，燒結利用系數提高至1.8 t/m2·h的目標。

2.5 提高燒結料層厚度

為了提高燒結機的料層厚度，對燒結機臺車設備進行了欄板加高改造，欄板高度由700 mm增加到850 mm[2]；同時將布料器的輥間隙進行調整，從而減小了燒結機混合料的布料粒度偏析情況；對燒結機的平料器進行改造，由之前的一體式改為分段式，提高了燒結機的料面平整度，使燒結速度在臺車橫斷面上均勻一致。

另外將臺車寬度由4 m加寬至4.5 m，在接觸面制作迷宮型接觸，將欄板厚度提高至30 mm，將燒結機滑道整體進行更換，將滑道下缺失的墊片全部補齊。增加了燒結臺車的強度，減少了臺車的漏風量。

通過燒結臺車的改造，提高了燒結料層的厚度，使燒結機的產量提高了10.32%。燒結機改造前后工藝指標對比見表1。

2.6 穩定混合料水含量

將燒結混合料水含量控制在8.5±0.5%，通過高水分配加來改善燒結混合料的粒度組成，提高燒結料層的透氣性；并且為抑制高水分條件下的過濕現象，將結混合料料溫控制在76～82℃，高于結露溫度，以充分發揮水分在燒結料層中的潤滑作用，進一步改善燒結料層的透氣性，從而實現固體燃料消耗降低至42 kg/t以下，有效實現燒結過程CO2減排。

表1 燒結機改造前后工藝指標對比

2.7 減少燃料偏析穩定粒度等級

對于燃料粒度偏大的問題，主要從燃料加工和設備維護等方面制定措施。要隨時監測燃料破碎粒度，發現問題及時檢查四輥破碎設備狀況以及操作規程執行情況。通過嚴格執行四輥破碎操作規程，優化四輥破碎的給料量，及時調整四輥破碎的輥間隙，加強設備維護等措施，保障了燃料破碎的粒度要求。燃料粒度-200目占比由70%提高到85%，降低了布料時的燃料偏析。

3 結語

通過優化燒結配礦及熔劑結構、提高混合料溫度、燒結機漏風治理、增加燒結料層厚度、穩定混合料水碳含量等措施，燒結機利用系數由原來的1.646 t/（m2·h），提高到平均1.816 t/（m2·h），轉鼓指數由原來的77.87%提高到78.72%，固體燃耗也由46.31 kg/t降低至 41.70 kg/t，燒結礦 5～10 mm 和＜5mm粒級占比分別降低了0.6%和0.4%，小粒級部分減少，大粒級明顯增多，改善了高爐的透氣性。燒結礦產量穩步提高，燒結礦質量明顯改善，燒結固體燃料消耗顯著下降，對鋼鐵行業的降本增效有很大的意義。