安鋼360 m2 燒結系統改善燒結礦粒度組成的途徑探析

孫沛勛 呂 文 劉月建

（安陽鋼鐵股份有限公司）

0 前言

隨著煉鐵技術的進步和高爐大型化的發展，“精料方針”越來越受到行業的高度重視，不僅僅表現在對入爐燒結礦的品位和冶金性能方面，而且對燒結礦的物理性能指標也提出了更高的要求。國內外大量的研究和實踐證明，入爐燒結礦粉末的增加直接影響著高爐爐況的順行，2 000 m3以上大型高爐，尤其是4 000 m3以上特大型高爐對燒結礦的粒度組成要求更為嚴格。

1 燒結礦粒級現狀及影響因素分析

1.1 360 m2 燒結機燒結礦粒級組成現狀

對近兩年360 m2燒結系統燒結礦粒度分布進行了統計，發現燒結礦中≤10 mm 含量居高不下，具體數據見表1。

表1 2018 年～2019 年安鋼360 m2 燒結機燒結礦粒度組成統計

1.2 燒結礦粒級組成影響因素分析

一般來說，燒結礦的粒度組成與燒結混合料的原始狀態、燒結過程、篩分系統運行效率等密切相關。結合360 m2燒結系統的工藝裝備和實際生產情況，分析認為影響燒結礦粒度組成的主要因素體現在：

（1）個類除塵灰配加均為散裝形式，配加穩定性較差，影響燒結混合料的水碳穩定，最終影響燒結過程的穩定性，從而造成燒結礦粒度組成變差。

（2）一、二次混合機內襯選型不合理，除造成混合機內襯磨損和倒料外，也不利于混合料的混勻和制粒，混合料平均粒徑較小，影響燒結過程的透氣性以及燒結礦粒度組成。

燒結機漏風率較高，不利于提高料層厚度，厚料層燒結技術難以實現，導致強度較差的表層燒結礦含量和內循環返礦增加。

（3）篩分系統設備選型不合理，篩分效率低，不僅影響燒結礦粒度成，也對鋪底料粒度和料量造成影響。

2 改善燒結礦粒度組成的措施

2.1 除塵灰受、配料裝置改造

將除塵灰入倉運輸模式改為氣體輸灰模式，配料室三個熔劑倉改造為集中粉塵倉，倉體密封，拆除倉上行走皮帶機及密封罩。料倉下部配料設備改為手動插板閥和星型給料機。將機頭、機尾、配料、整粒除塵灰和轉爐除塵灰配加改造為氣體輸灰后，現場環境得到了改善，除塵灰實現精確計量控制，大大穩定了除塵灰的配加量，提高了配灰質量，穩定了混合料的水碳和返礦平衡，改善了燒結礦的粒度組成。

2.2 混料系統的技術改造

為改善混合機制粒效果，換用新型陶瓷襯板，即針對物料對筒體內不同位置的功能要求，對筒體內襯板進行優化組合，重新規劃設計滾筒內部襯板，加強推進、混勻、造球和排料功能。襯板分推進段、混勻段、反向強制造球、排料段四段設計，改造后不僅解決了滾筒粘料和倒料問題，最重要的是提高了混合料造球效率。從實際使用情況和數據分析看，混合料平均粒級提高了8.98%，改善了燒結透氣性，實現了均質化燒結，提高了燒結礦強度，具體數據見表2。

表2 混合機更換新型襯板前后混合料粒度組成對比

從表2 可以看出，襯板更換前后，≤1 mm 和1～3 mm 的占比分別減少了-4.45%和-5.16%，3～5 mm、5～8 mm和≥8 mm的占比分別增加了5.27%、3.92%和0.37%，平均粒徑增加了0.38 mm。

2.3 使用燒結機密封新技術

為降低燒結機漏風率，燒結機頭密封由原來的固定式風箱支管改造為密封板＋旁路抽風自動振打裝置，實現了機頭散料定期放料，延長了機頭密封板的壽命。同時，在機尾部密封段增設1.5 m風箱支管，代替密封板硬密封，相應增設23#支管閥門來調整風量。燒結機滑道密封由原來的彈性油脂密封改為新技術柔性密封。改造后，不僅大大提高了燒結機機頭、機尾的密封效果，減少了密封板的磨損，縮短了密封板的更換周期，同時利用尾部熱量的優勢，提高了有效抽風面積7.5 m2，延長了燒結反應時間，降低了燒結礦急速冷卻帶來的強度下降和返礦量增加。滑道密封改造后不僅降低了燒結機漏風率，而且實現了由800 mm 到850 mm 的厚料層燒結。

2.4 投用燒結煙氣循環系統

根據大煙道連接降塵管中廢氣溫度、含氧量以及組成成分的不同，借鑒一些先進鋼鐵企業的成功經驗，安鋼360 m2燒結機采用燒結煙氣內循環方式，通過循環風機將燒結機尾部溫度較高部分的風箱煙氣直接抽入新增的煙道，在多管除塵前的煙箱混合器中混勻，最后進入燒結臺車上的煙氣罩內。該裝置不僅可以實現燒結煙氣的循環再利用，同時降低了進入脫硫系統煙氣的總量，還可以提高燒結料溫，抑制過濕層的形成，改善燒結礦的物理性能，提高了燒結礦強度。1#燒結機煙氣內循環工藝流程如圖1 所示。

圖1 1#燒結機煙氣內循環工藝流程

2.5 篩分系統設備換型改造

為改善燒結礦篩分效果，分別對篩分室1 系列1#篩，2 系列3#、4#篩進行了改型，由原來的橢圓等厚篩改為復合篩，提高了篩分效率，穩定了燒結礦粒度組成，其中鋪底料粒級由原來的6～12 mm改為10～18 mm，有效杜絕了粒度過小易被風機抽入風箱內，造成對風箱等設備的磨損通過。對鋪底料閘門進行改造后，實現了鋪底料厚度的垂直調節，在燒結機運行過程中可以根據生產參數的變化調整鋪底料的厚度，降低了鋪底料的循環浪費和設備的啟停，改善了燒結礦的強度指標。

3 應用效果

2019 年以來，通過采取設備改造、工藝技術優化等措施，燒結礦粒度組成得到顯著改善，其中篩分指數和≤10 mm 含量明顯降低，為高爐長期穩定高產、低耗奠定了強有力的基礎， 2019 年以來燒結礦篩分指數、≤10 mm 含量及平均粒徑的走勢如圖2、圖3 所示。

圖2 2019 年以來燒結礦篩分指數走勢

圖3 2019 年以來燒結礦≤10 mm 含量及平均粒徑走勢

4 結論

燒結礦粒度組成的好壞對高爐冶煉具有重要意義，尤其是燒結礦篩分指數、≤10 mm 含量以及平均粒徑指標。2019 年以來，通過分析制約燒結礦粒度組成的影響因素，并針對性地采取措施，取得了顯著成效。

（1）通過對除塵灰受、配料裝置的改造，穩定下灰量，對厚料層布料提供了穩定支撐。

（2）通過對燒結機混料系統的技術改造，強化了造球，改善了燒結料層透氣性，實現了均質化燒結，提高了燒結礦強度。

（3）通過使用燒結機柔性滑道密封新技術，降低了漏風率，延長了燒結反應時間，降低了燒結礦急速冷卻帶來的強度下降和返礦率升高。

（4）通過對燒結礦震動篩的設備換型升級，提高了篩分效率，改善了燒結礦的物理性能。