田蘇東 孫萬明 田立國
摘要：本文主要介紹了永洋特鋼180 m2燒結機900mm厚料層燒結生產實踐。燒結厚料層對燒結質量的提升、產量提高效果顯著，同時具有降低燃耗等優點。永洋特鋼180 m2燒結機2017年10月投產，經過設備改造和工藝改進，料層提升至900mm，返礦率和固體單耗下降，利用系數提高約0.15。
關鍵詞：厚料層；生石灰消化；強化制粒；透氣性
1 前言
厚料層燒結能夠改善燒結礦質量，提高燒結礦強度，提高成品率，降低固體燃料消耗和總熱量，降低燒結礦FeO含量和提高還原性。由于厚料層燒結具有的優點，我國近年來厚料層燒結在國內眾多鋼鐵企業已成功應用，國內多數企業料層厚度提高到800mm以上，行業比較先進的企業也已經取得900mm超厚料層燒結生產實踐，取得良好效果。
永洋特鋼180m2燒結機于2017年10月投產，受臺車車欄板高度限制，料層厚度700mm ；2018年10月對燒結機臺車欄板由700mm加高至900mm，料層厚度加至820mm，總管負壓17.0Kpa，燒結生產料層厚度在780-820mm間運行；2020年6月進行工藝改進，生石灰先經螺旋消化器后再進入一混進行混勻，混勻料透氣性明顯提高，料層厚度加至900mm，總管負壓保持在16.8-17.3 KPa。
2 厚料層燒結的技術措施：
2.1 優化配礦、強化燒結混勻料制粒效果
燒結一次配料以赤鐵礦粉和褐鐵礦粉為主，搭配6-12%精粉。要求生石灰-3mm粒級≥85%，固體燃料中-3mm粒級≥75%。制粒小球中還原性好的赤鐵礦、褐鐵礦或高堿度返礦作為粒子，混合料中的核粉比45:55，提高混合料成球率，改善燒結料層透氣性。
表1 永洋特鋼典型燒結配礦結構
|
礦種 |
主體礦 |
搭配礦 |
精粉 |
白云石粉 |
||
|
高品位A （巴系） |
中高品位B（澳系） |
低品位C（澳系） |
D |
|||
|
配比（%） |
30-40 |
12—18 |
5—15 |
10—20 |
6—12 |
7—9 |
表2 鐵礦粉化學成分
|
料種 |
TFe |
CaO |
SiO2 |
MgO |
Al2O3 |
H2O% |
燒損 |
|
巴系A |
62.2 |
0.003 |
4.72 |
0.093 |
1.66 |
9 |
3.6 |
|
澳系B |
61.51 |
0.04 |
3.82 |
0.115 |
2.16 |
9.15 |
5 |
|
澳系C |
56.26 |
0.05 |
5.98 |
0.119 |
3.08 |
10 |
9.5 |
|
礦種D |
58.56 |
0.06 |
4.92 |
0.139 |
1.86 |
7.95 |
8.42 |
|
58.15 |
0.04 |
5.43 |
0.127 |
2.43 |
9 |
8 |
|
|
精粉 |
67.56 |
0.36 |
4.39 |
0.5 |
0.52 |
10 |
1 |
|
65.4 |
1.58 |
4.5 |
1.063 |
0.73 |
12.12 |
1 |
優化混合機加水方式。通過對混合機加水管改造，加水方式由輸水管“鉆孔”直噴改為霧化噴頭的給水方式，提升混合料潤濕效果。同時對二混增加蒸汽管。
2.2 配置生石灰消化器，提高生石灰消化效果
生石灰與水或濕料接觸便開始消化反應，需在配料室配料開始到二次混合形成料球之前這一特定工藝時間段內完成消化。如果在特定工藝段內生石灰消化不完全，會產生破壞混合料成球性的負面影響，且不能充分發揮制粒粘粘劑和消化放熱提高料溫的作用。
燒結礦堿度控制范圍在1.90-2.20，生石灰配比在7.5%左右。未使用生石灰消化前，生石灰消化不充分，出二混混勻料時常帶有白點。2020年6月配置3臺消化器，消化器由給料系統加料生石灰粉，經螺旋輸送將其均勻送料到攪拌區，加水系統定量給水，生石灰粉和水經旋轉槳輪混合推送到出料口。生石灰經消化器消化，基本消除混勻料帶有白點現象，混勻料透氣性提高。在料層提高至900mm，小時料批500t 的情況，總管負壓在17.0-17.3kPa，小于燒結機負壓設計值17.5kPa。
表3 總管負壓隨著料層厚度的變化
|
序號 |
料批（t/h） |
料層厚度(mm) |
負壓(KPa) |
|
1 |
380 |
700 |
12.1 |
|
2 |
450 |
780 |
14.1 |
|
3 |
480 |
780 |
16.2 |
|
4 |
480 |
880 |
16.7 |
|
5 |
500 |
900 |
17.1 |
2.3 改造松料器
松料器由扁平狀改為圓柱狀，布局方式由一層改為兩層，提高料層的透氣性。
2.4 提高混合料料溫
提高燒結混合料料溫，使其達到露點（56-65℃）以上，減少過濕帶的影響，提高料層的透氣性，同時為料層內熱交換創造良好的條件。
為此我們一、二混使用熱水。我廠配混系統除塵使用水除塵，設置回水罐收集除塵系統用水，一混用水使用回收的系統除塵水。二混使用凈水，專門制作凈水罐，穩定出水量?；厮藓蛢羲蘧ㄕ羝?，水溫控制在70-80℃。
2.5燒結機設備改造
燒結原有臺車欄板高度700mm。經過設備改造，臺車欄板高度由700mm加高至900mm，同時點火器、布料九輥、刮料器等設備進行相應抬高。
2.6強化工藝控制過程
燒結生產使用的本廠自產生石灰，白灰窯為麥爾茲雙膛窯。充分發揮鐵前管理一體化以及白灰窯設備優勢，并加強石灰石原料管控，保證自產生石灰CaO含量≥85%，活性度≥320，為燒結厚料層生產提高有利條件。
表4 自產生石灰指標
|
序號 |
Cao（≥85%） |
燒損≤9% |
活性度≥320 |
|
試樣1 |
89.99% |
5.77 |
386 |
|
試樣2 |
91% |
3.11 |
360 |
|
試樣3 |
89.37% |
5.04 |
387 |
|
試樣4 |
89.52% |
3.5 |
389 |
|
試樣5 |
85.32 |
6.95 |
332 |
|
試樣6 |
90.58% |
3.18 |
356 |
|
試樣7 |
89.23% |
3.38 |
323 |
|
試樣8 |
92.4% |
2.73 |
387 |
|
試樣9 |
88.82% |
3.6 |
388 |
|
試樣10 |
90.83% |
4.11 |
331 |
燒結煙氣脫硫脫硝處理采用活性炭干法工藝，此工藝產生的活性炭粉通過氣力輸送到燒結固體燃料倉。要求氣輸活性炭粉時，固體燃料補倉，兩者適當混勻，保證燃料下料穩定。
煉鋼及鐵前工序的環境除塵灰統一氣輸到燒結配料倉，合理安排打灰時間并平衡除塵量，穩定除塵配比。
3 900mm厚料層燒結的實際效果
3.1 燒結機利用系數提高
滿足厚料層燒結的前提是改善混勻料的透氣性，通過一系列技術措施的改進，特別是生石灰消化器的投用，混勻料透氣性提高明顯，燒結料層由820mm提高至900mm。燒結小時料批由450t提高至500t，燒結機利用系數由1.58升高至1.73，利用系數升高0.15.
3.2燒結返礦配比下降
燒結返礦即燒結自返和高爐返礦之和，隨著料層厚度的提高，燒結返礦配比由23.7%下降至22.0%，下降約1.7%。
表5燒結返礦配比隨料層厚度的變化
|
料批 （t/小時） |
380 |
400 |
450 |
450 |
480 |
500 |
|
料層厚度（mm） |
700 |
780 |
780 |
880 |
900 |
900 |
|
返礦配比（%） |
31.57 |
24.73 |
22.75 |
22.16 |
21.93 |
22.01 |
3.3 燒結固體燃耗下降
厚料層燒結下，燒結礦帶在高溫區停留時間延長，改善燒結礦形成條件，同時自動蓄熱能力增強，因此隨著料層厚度的提高，燒結固體燃料下降。
圖1 料層厚度對燃耗的影響
3.4 成品燒結礦粒級組成趨于均勻
料層提高后，燒結礦粒度小于10mm的占比減少，10-40mm的占比升高。燒結礦碎塊減少，粒級組成更加趨于均勻。
圖2 成品燒結礦粒級
4 結語
（1）厚料層燒結，關鍵的限制環節為提高料層的透氣性，生石灰進入一混前完成消化，保證在料層提高至900mm，負壓在正常工況范圍內。
（2）厚料層生產，燒結返礦率明顯下降，下降約1.7%。
（3）厚料層燒結，產量升高，本質的問題是為實現厚料層燒結，采取技術措施提高了混勻料的透氣性，為產量提升創造了基本條件。
（4）厚料層燒結在燃耗和提高燒結礦粒級組成水平均有效果。但是，厚料層生產的長期穩定，需要建立在白灰質量、原燃料質量的穩定、以及燒結機篦條、漏風率等設備的日常有效維護的基礎上。
參考文獻：
[1] 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M],北京；冶金工業出版社，2002
[2] 許滿興、張天啟.鐵礦石優化配礦技術[M],北京；冶金工業出版社，2018
[3] 馮二蓮、李飛、劉繼強.現代燒結生產實用技術[M],山西興達科技出版社，2018