提高360 m2 燒結(jié)機(jī)成品率的研究

呼建軍

（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司，天津 300301）

0 引言

天津鋼鐵集團(tuán)有限公司（下冊稱天鋼）燒結(jié)廠目前有兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)，分別為265 m2燒結(jié)機(jī)和360 m2燒結(jié)機(jī)，相對應(yīng)的為2000 m3高爐和3200 m3高爐提供燒結(jié)礦。隨著3200 m3高爐產(chǎn)量的不斷提高，高爐對360 m2燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)礦需求也在逐漸加大，360 m2燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)量不斷增加。360 m2燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量增加后，導(dǎo)致燒結(jié)過程料層垂直燒結(jié)速度增加、高溫保持時(shí)間縮短、料層冷卻速度過快、液相形成不充分，雖然燒結(jié)礦產(chǎn)量得到了部分提高，但燒結(jié)礦成品率受到了不良影響，成品率由原先80%左右降低至平均77%左右，最低時(shí)降低至73%，同時(shí)燒結(jié)生產(chǎn)成本增加。

為了提高燒結(jié)礦產(chǎn)量和燒結(jié)成品率，降低燒結(jié)礦生產(chǎn)成本，天鋼燒結(jié)廠組織開展了提高360 m2燒結(jié)機(jī)成品率的研究。本文對360 m2燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量提高后成品率降低原因的原因進(jìn)行了分析，從360 m2燒結(jié)機(jī)設(shè)備、原燃料條件、配料結(jié)構(gòu)和操作工藝等方面提出了改進(jìn)措施，并對改進(jìn)措施實(shí)施后的效果進(jìn)行了總結(jié)分析。

1 燒結(jié)礦成品率降低的原因分析

天鋼360 m2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦成品率降低主要原因是燒結(jié)礦強(qiáng)度降低，而燒結(jié)礦強(qiáng)度主要受礦物組成、宏觀和微觀結(jié)構(gòu)、原料的粒度組成和燒結(jié)冷卻速度等原因影響。天鋼360 m2燒結(jié)機(jī)在原燃料條件、配料結(jié)構(gòu)、設(shè)備狀況和操作工藝不變的條件下，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量的主要措施是提高燒結(jié)礦垂直燒結(jié)速度和臺(tái)車運(yùn)行速度，這勢必會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)過程高溫保持時(shí)間縮短，冷卻速度加快，液相形成不充分。當(dāng)燒結(jié)冷卻速度過快時(shí)，燃燒帶液相冷凝過程容易形成玻璃質(zhì)黏結(jié)相，而玻璃質(zhì)黏結(jié)相的燒結(jié)礦在貯運(yùn)過程中極易破碎。

因此，提高燒結(jié)產(chǎn)量應(yīng)從燒結(jié)機(jī)設(shè)備改造、改善原燃料條件、優(yōu)化配料結(jié)構(gòu)和改進(jìn)操作工藝等多方面綜合考慮。

2 提高燒結(jié)礦成品率的改進(jìn)措施

2.1 燒結(jié)機(jī)臺(tái)車改造

360 m2燒結(jié)機(jī)已運(yùn)行了10年以上，臺(tái)車欄板高度較低，制約著燒結(jié)料層厚度的提高，同時(shí)燒結(jié)機(jī)臺(tái)車本體磨損嚴(yán)重，漏風(fēng)率高，為此，利用3200 m3高爐大修的機(jī)會(huì)，對360 m2燒結(jié)機(jī)臺(tái)車進(jìn)行了升級改造。改造內(nèi)容包括：對燒結(jié)臺(tái)車進(jìn)行了加寬處理，燒結(jié)臺(tái)車寬度由4000 mm 加寬至4400 mm，降低燒結(jié)機(jī)的邊緣效應(yīng)，充分利用邊緣風(fēng)，改善臺(tái)車邊緣燒結(jié)礦質(zhì)量；對燒結(jié)機(jī)臺(tái)車欄板進(jìn)行了加高改造，臺(tái)車欄板高度由700 mm 提高至800 mm，為厚料層燒結(jié)措施的實(shí)施提供了條件；燒結(jié)機(jī)臺(tái)車升級改造后，與之相配套的布料礦槽、鋪底料槽、點(diǎn)火爐、布料圓輥及多輥布料等相關(guān)部位也進(jìn)行了同步改造，以適應(yīng)新臺(tái)車的結(jié)構(gòu)形式。

通過燒結(jié)機(jī)臺(tái)車的升級改造，燒結(jié)機(jī)的布料面積增大10%，布料容積增大了44%，大大降低了燒結(jié)機(jī)的邊緣效應(yīng)，改善了臺(tái)車邊緣燒結(jié)礦的質(zhì)量，同時(shí)為厚料層燒結(jié)的實(shí)施和燒結(jié)礦成品率的提高提供了有利條件。

2.2 提高料層厚度

厚料層一直是燒結(jié)生產(chǎn)追尋的方向。隨著料層厚度的增加，燒結(jié)過程中的自動(dòng)蓄熱作用逐漸增強(qiáng)，這不僅會(huì)降低燃料消耗，也使得料層內(nèi)氧化性氣氛得到發(fā)展，燒結(jié)過程熱交換充分，高溫保持時(shí)間延長，有利于促進(jìn)鐵酸鈣系液相的生成，從而改善燒結(jié)礦質(zhì)量；而且料層厚度提高，機(jī)速相應(yīng)減慢，點(diǎn)火時(shí)間相對延長，料層上部供熱充足，表層燒結(jié)礦強(qiáng)度得到改善，表層未燒好和強(qiáng)度差的燒結(jié)礦所占比例減少，從而使得燒結(jié)礦成品率增加。

但隨著燒結(jié)料層的加厚，通過料層氣流的阻力增大，燒結(jié)速度減慢，會(huì)影響生產(chǎn)率。所以提高燒結(jié)料層厚度的前提是需要提高燒結(jié)料層的透氣性。為了提高燒結(jié)料層的透氣性，需要對相關(guān)工藝和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和改造。

2.2.1 增加疏料裝置

在360 m2燒結(jié)機(jī)布料平臺(tái)下方增加了兩排疏料裝置，利用疏料裝置的疏松作用，降低燒結(jié)混合料在布料過程中的壓實(shí)程度和布料密度，以此提高燒結(jié)料層的原始透氣性，降低燒結(jié)生產(chǎn)負(fù)壓，為提高料層厚度創(chuàng)造有利條件。

2.2.2 提高生石灰的燒結(jié)強(qiáng)化作用

生石灰在燒結(jié)生產(chǎn)中的作用不言而喻。生石灰加水后消化后形成粒度極細(xì)的消石灰，呈膠體顆粒狀，是燒結(jié)混合料混勻造球的關(guān)鍵；同時(shí)生石灰消化過程會(huì)釋放熱量，可提高混合料的溫度；而且生石灰在燒結(jié)生產(chǎn)過程中的作用也非常大，生石灰消化成消石灰后，粒度細(xì)，分布均勻，反應(yīng)易于完全，有利于燒結(jié)液相的生成和燒結(jié)礦質(zhì)量的改善。但當(dāng)前360 m2燒結(jié)機(jī)的生石灰配比低，且生石灰的消化效果較差，因此，為了提高生石灰的燒結(jié)強(qiáng)化作用，進(jìn)行了工藝調(diào)整和改善。

（1）降低石灰石配比，用菱鎂石替代白云石，將生石灰配比提高至6%以上，改善混合料的混勻造球效果，提高混合料的粒度。

（2）對不同廠家的生石灰進(jìn)行消化實(shí)驗(yàn)，根據(jù)消化實(shí)驗(yàn)的檢測結(jié)果，采取優(yōu)勝劣汰的原則，選用消化性能良好廠家的生石灰進(jìn)行燒結(jié)生產(chǎn)。

（3）在配料室生石灰倉下料后方增加噴淋水管裝置，提前對生石灰進(jìn)行預(yù)消化，延長生石灰的消化時(shí)間，改善生石灰的消化效果。

2.2.3 提高混合料溫度

燒結(jié)混合料溫度的高低是制約燒結(jié)生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵因素，混合料溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)容易在燒結(jié)過程中形成過濕層，燒結(jié)過濕層的存在不僅會(huì)增加燒結(jié)過程的阻力，降低生產(chǎn)率，同時(shí)也會(huì)惡化燒結(jié)過程，降低燒結(jié)礦質(zhì)量。360 m2燒結(jié)機(jī)混合料的預(yù)熱方式為：生石灰消化預(yù)熱，同時(shí)在二次混合機(jī)內(nèi)添加蒸汽進(jìn)行混合料預(yù)熱，但混合料的整體預(yù)熱效果較差，混合料溫度在夏季也僅能達(dá)到40 ℃～50℃，仍低于露點(diǎn)溫度。

為了提高混合料溫度至露點(diǎn)溫度以上，通過在混合料礦槽內(nèi)增加蒸汽預(yù)熱裝置，并合理控制混合料礦槽內(nèi)的料位，同時(shí)確保蒸汽的壓力在0.4 MPa以上，混合料的溫度得到了明顯提高，混合料溫度由40 ℃～50 ℃提高至80 ℃以上，最高可達(dá)到90 ℃以上（見圖1），遠(yuǎn)高于混合料露點(diǎn)溫度，這不僅有利于降低固體燃料的消耗，也降低了過濕層對燒結(jié)過程的影響，改善了料層的透氣性。

圖1 燒結(jié)混合料溫度

通過上述措施的實(shí)施，360 m2燒結(jié)機(jī)料層透氣性得到明顯改善，燒結(jié)料層厚度由原先的750 mm提高至850 mm 以上，最高時(shí)達(dá)到了900 mm，為燒結(jié)成品率和產(chǎn)量的提高創(chuàng)造了條件。

2.3 降低燒結(jié)漏風(fēng)率

燒結(jié)系統(tǒng)的漏風(fēng)對燒結(jié)生產(chǎn)的影響很大，不僅會(huì)降低抽風(fēng)系統(tǒng)的工作負(fù)壓，減少燒結(jié)機(jī)單位面積的有效風(fēng)量，使生產(chǎn)率下降，而且由于燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)，會(huì)使得燒結(jié)生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，燒結(jié)礦質(zhì)量不均勻，燒結(jié)礦強(qiáng)度下降，從而降低燒結(jié)成品率。因此，對燒結(jié)系統(tǒng)的漏風(fēng)進(jìn)行了綜合治理，從而優(yōu)化燒結(jié)風(fēng)的利用。

（1）利用檢修機(jī)會(huì)，檢查機(jī)頭機(jī)尾以及燒結(jié)機(jī)滑道的密封，及時(shí)調(diào)整；對臺(tái)車欄板螺絲緊固，減少欄板縫隙的漏風(fēng)。

（2）處理風(fēng)箱及支管漏風(fēng)。發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)補(bǔ)焊，利用定修更換漏風(fēng)的風(fēng)箱支管。

（3）插板卸灰閥漏風(fēng)治理。發(fā)現(xiàn)插板卸灰閥漏風(fēng)及時(shí)處理，利用定修更換漏風(fēng)卸灰閥。

（4）加強(qiáng)日常設(shè)備的維護(hù)。嚴(yán)格貫徹“逢修必堵，逢漏必治”的方針，將燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)治理常態(tài)化。

通過上述漏風(fēng)治理措施的實(shí)施，有效的降低了燒結(jié)系統(tǒng)的漏風(fēng)，燒結(jié)機(jī)頭煙氣中氧含量由17.5%降低至16%以下，優(yōu)化了燒結(jié)風(fēng)的利用。

2.4 優(yōu)化配料結(jié)構(gòu)和燒結(jié)礦成分控制

加強(qiáng)入廠原燃料檢測力度，從源頭把關(guān)，優(yōu)化原燃料條件。在燒結(jié)配料時(shí)，充分考慮各種燒結(jié)物料的基礎(chǔ)燒結(jié)性能，合理搭配各種燒結(jié)物料，優(yōu)化赤鐵礦、磁鐵礦以及褐鐵礦的比例，提高并穩(wěn)定精粉及氧化鐵皮的配加量，同時(shí)兼顧燒結(jié)生產(chǎn)成本。控制燒結(jié)礦成分中二氧化硅含量在5%以上，避免因液相量不足導(dǎo)致燒結(jié)礦產(chǎn)量和成品率下降；控制燒結(jié)礦堿度在1.90 以上，改善燒結(jié)礦礦相組成，提高針狀鐵酸鈣的生成量；制定合適的氧化亞鐵、氧化鎂等成分的控制標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 統(tǒng)一四班操作

生產(chǎn)上通過培訓(xùn)，統(tǒng)一四個(gè)班組的操作，降低班組交接過程中的生產(chǎn)波動(dòng)，穩(wěn)定生產(chǎn)。加強(qiáng)崗位對燒結(jié)料面、終點(diǎn)溫度及混合料水分的精確控制，確保燒結(jié)料面平整無拉鉤，要根據(jù)生產(chǎn)情況合理壓料，終點(diǎn)溫度要達(dá)到工藝要求，混合料水分按照工藝要求合理控制，使燒結(jié)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 改進(jìn)措施實(shí)施效果

通過開展提高燒結(jié)成品率的研究，天鋼360 m2燒結(jié)機(jī)成品率有了明顯的改善。燒結(jié)剛開始提高料量時(shí)，由于各項(xiàng)改進(jìn)措施不到位，使燒結(jié)成品率降低至平均77.2%，最低時(shí)降低至73%～74%。經(jīng)過一系列生產(chǎn)工藝調(diào)整和設(shè)備改造措施的實(shí)施，360 m2燒結(jié)機(jī)成品率提高至80%以上，月均值81.98%；燒結(jié)礦日產(chǎn)量也從10000 t 左右提高至13000 t 以上,利用系數(shù)達(dá)到1.5 t/m2h 以上，增產(chǎn)效果顯著；燒結(jié)礦生產(chǎn)成本也得到了明顯降低。360 m2燒結(jié)機(jī)增產(chǎn)前后燒結(jié)礦成品率變化趨勢如圖2 所示。

圖2 360 m2 燒結(jié)成品率變化趨勢

4 結(jié)語

生產(chǎn)實(shí)踐表明，天鋼燒結(jié)廠組織開展的提高360 m2燒結(jié)機(jī)成品率和產(chǎn)量的研究，以及工藝和設(shè)備改進(jìn)措施的實(shí)施，使360 m2燒結(jié)機(jī)成品率和產(chǎn)量提高效果顯著。

通過增加360 m2燒結(jié)機(jī)臺(tái)車面積和料層厚度等措施，降低了燒結(jié)礦的垂直燒結(jié)速度和冷卻速度，使360 m2燒結(jié)機(jī)成品率提高至80%以上；通過增加燒結(jié)臺(tái)車料面疏料裝置、提高生石灰的燒結(jié)強(qiáng)化作用、提高混合料溫度、降低燒結(jié)漏風(fēng)率、優(yōu)化配料結(jié)構(gòu)等措施，優(yōu)化了燒結(jié)礦礦相組成、改善了燒結(jié)料層的透氣性、提高了燒結(jié)風(fēng)的利用率，使燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)達(dá)到1.5 t/m2h 以上，創(chuàng)造了歷史最好水平，燒結(jié)生產(chǎn)成本顯著降低。