雷建梅    周新宇

（山西建龍實(shí)業(yè)有限公司）

摘 要：轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度不僅是衡量燒結(jié)礦質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是影響高爐生產(chǎn)的重要工藝參數(shù)，因此需要從改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，加強(qiáng)配料數(shù)據(jù)分析，加強(qiáng)操作等方面著手，提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)度；溫度；實(shí)踐

0  前言

燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度是燒結(jié)生產(chǎn)和高爐冶煉的重要指標(biāo)。它不僅受生石灰消化溫度、配碳量、燃料粒度、混合料水分、混合料溫度影響，而且還受料層厚度、燒結(jié)過程、配礦、燒結(jié)礦化學(xué)成份等的共同影響。山西建龍現(xiàn)有三臺(tái)燒結(jié)機(jī)，分別是198m²、265m²、360m²，年產(chǎn)燒結(jié)礦1060萬噸，分別為五座：兩座630 m³高爐、一座1080 m³高爐、一座1380 m³高爐和一座1680m³高爐提供燒結(jié)礦。所產(chǎn)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)平均值一般在74.7%，與同行業(yè)、同類型企業(yè)相比存在著一定的差距，燒結(jié)礦的返礦率基本維持在13～18%之間相對(duì)較高的水平，入爐燒結(jié)礦低溫還原粉化率也處于較高的狀態(tài)，使得高爐爐況一直達(dá)不到良好的狀態(tài)，影響了高爐的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。為此，燒結(jié)技術(shù)人員圍繞提高燒結(jié)礦強(qiáng)度開展了技術(shù)攻關(guān)，以保障高爐冶煉強(qiáng)度的提高和穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。通過分析影響燒結(jié)礦強(qiáng)度提高的因素，提出了改進(jìn)措施，燒結(jié)礦強(qiáng)度得到了提高，實(shí)現(xiàn)了高爐的穩(wěn)產(chǎn)、順產(chǎn)。

2  影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的因素及采取措施

（一）優(yōu)化燃料分布與粒度組成

在眾多的影響因素中，燃料配比的大小影響最大，F(xiàn)eO的含量與配碳量大小呈正相關(guān)關(guān)系。在通常的情況下，增加燃料用量，料層中燒結(jié)溫度升高，還原氣氛加強(qiáng)，有利于FeO的生成，形成的鐵橄欖石粘結(jié)相就越多，可提高燒結(jié)礦強(qiáng)度。但是如果FeO含量過高，燒結(jié)礦的還原性將變差，會(huì)增加煉鐵燃料比，同時(shí)也會(huì)增加燒結(jié)燃料成本。在生產(chǎn)實(shí)踐中，燒結(jié)過程中的最高溫度不僅取決于燃料粒度的大小，還取決于原料粒度的大小，只有當(dāng)燃料粒度與原料粒度相適宜時(shí)，也就是說只有燃燒速度和傳熱速度同步時(shí)，燒結(jié)溫度才最高，燃料消耗最少。

為降低燃料消耗，合理控制FeO含量，充分利用燃料的燃燒熱，提高燃料的利用率，針對(duì)原料條件合理選擇燃料粒度及其粒度分布至關(guān)重要。燃料燃燒產(chǎn)生的熱量是燒結(jié)過程需要熱量的主要來源，燃料粒度過大，在布料過程中容易造成燃料偏析，在混合料中分布不均。燃料粒度過細(xì)會(huì)造成燃料燃燒速度過快，垂直燒結(jié)速度過快，燃燒帶過窄，高溫持續(xù)時(shí)間短，液相數(shù)量生成不足。燒結(jié)過程中液相生成量與燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度之間有著良好的線性關(guān)系，液相的增多有助于將混合料固結(jié)成塊而減少燒結(jié)散料，隨著液相生成量的提高，燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高。燃料粒度的控制方面，我廠前期由于基本全富礦粉燒結(jié)，燃料粒度要求≥5mm粒級(jí)含量＜20%，≤1mm的部分＜35%，隨著精粉比例的提高，對(duì)工藝也進(jìn)行了相應(yīng)的修改≥5mm粒級(jí)含量＜15%，≤1mm 的部分＜25%，1-3mm 粒級(jí)的數(shù)量明顯提高了，達(dá)到了48.54%。燃料粒度發(fā)生變化后，在原料組成不變的情況下，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度由74.7% 提高到了75.8%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高了1.1%。表1和表2中可以看出我廠燃料粒度組成變化后對(duì)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影響。

表1：2018年度燃料粒度情況及各指標(biāo)

表2：2019年度燃料粒度情況及各指標(biāo)

從表 1 可以看出，2018年度所用燃料粒級(jí)-3mm 占72.62%，-1mm粒級(jí)占33.77%，1-3mm粒級(jí)占38.85%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為74.7%。從表2可以看出，2019年度燃料粒級(jí)-3mm占73.25%，-1mm粒級(jí)占24.71%，1-3mm粒級(jí)占48.54%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度75.8%。

（二）優(yōu)化生石灰消化工藝，提高制粒效果

在燒結(jié)過程中生石灰不只是用來調(diào)節(jié)燒結(jié)礦的堿度。生石灰在加水消化過程中會(huì)放出大量的熱，消化后的生石灰在與各種鐵料、燃料等混合后，釋放出的熱量會(huì)傳遞給這些原料，提高了混合料的整體料溫，在春秋季生石灰?guī)淼臏囟瓤梢蕴岣哒w料溫15—23攝氏度，為了提高生石灰的消化速度，有在螺旋給料機(jī)內(nèi)加熱水，有在配料大皮帶生石灰下料處加熱水，不僅明顯的提高了生石灰的消化速率，縮短了消化時(shí)間，確保了生石灰在混勻過程中更容易的與其他原料均勻的混合在一起，而且混合料在經(jīng)過蒸汽的預(yù)熱之后，混合料溫度可以達(dá)到65度，能夠有效的消除燒結(jié)過程的過濕層，提高燒結(jié)過程的透氣性，為進(jìn)一步提高布料厚度創(chuàng)造了有利條件。

生石灰還能提高混合料的制粒效果，增加混合料的透氣性。制粒是混合料中水分和粘結(jié)劑黏附粗顆粒長(zhǎng)大的過程。因此，黏附粉與核顆粒相對(duì)比例、黏附粉的性質(zhì)、黏結(jié)劑用量和性質(zhì)是影響制粒的關(guān)鍵因素?；旌狭现猩遗浔葟?.5%提高到6.5%時(shí)，在主抽風(fēng)門開度相同的條件下，燒結(jié)過程的負(fù)壓由-14.9KPa降至-13.7KPa，負(fù)壓降低了8.05%，燒結(jié)過程的風(fēng)量由575km³/h提高到638km³/h ，風(fēng)量增加了10.96%，這說明料層的透氣性顯著增加了。這不僅提高了燒結(jié)過程的垂直燒結(jié)速度，促進(jìn)了燒結(jié)過程的順利進(jìn)行，也為穩(wěn)定燒結(jié)過程、提高燒結(jié)礦強(qiáng)度打下了基礎(chǔ)。

（三）優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，改善原料粒度組成

目前，燒結(jié)生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)主要是外購(gòu)富礦粉配加鋼污泥、磁選粉等雜料，原料品種多、成份不穩(wěn)定、含鐵品位低，使得混合料粒度和成份也變得不穩(wěn)定，尤其是引起燒結(jié)礦生產(chǎn)中鐵酸鈣數(shù)量的降低，致使燒結(jié)礦強(qiáng)度降低。原料結(jié)構(gòu)品種多，受原料庫(kù)存場(chǎng)地的限制，每批混合料的原料消耗不一致，導(dǎo)致混合料的一次配比不斷調(diào)整，混合料的粒度組成不合理、成份不穩(wěn)定、性能差異大，嚴(yán)重影響了燒結(jié)礦強(qiáng)度的穩(wěn)定和提高。

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，針對(duì)外購(gòu)富粉的品種和粒級(jí)開展研究，增加一定量的精礦粉 （比例約20%左右），相對(duì)減少了雜料的配加，使混合料粒度組成趨于合理，在經(jīng)混合機(jī)混合造球后，混合料的粒度組成明顯改善，見表 3。

表3：燒結(jié)混合料粒度組成

由表3可看出，混合料中粒級(jí)大于8 mm部分為15.45％，比措施前 30.25％降低了 14.80%。通過優(yōu)化混合料結(jié)構(gòu)，增加精粉率，改善混合料粒度組成，為厚料層燒結(jié)打下基礎(chǔ)，保證了燒結(jié)礦強(qiáng)度的提高。

（四）合理、穩(wěn)定的返礦配比與返礦粒度

各個(gè)高爐的返礦產(chǎn)出量不穩(wěn)定，使得燒結(jié)返礦配比不斷調(diào)整，返礦的使用量變得不均衡，從而造成混合料粒度不穩(wěn)定。受高爐槽下篩分設(shè)備等因素影響，返礦粒度也不穩(wěn)定，同樣影響著混合料粒度的大小。只有穩(wěn)定高爐返礦量和粒度大小才能有效改善混合料的粒度組成，保證燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。

內(nèi)返礦在重新配料過程中作為制粒過程中的核顆粒，它的配入量有著較為重要的作用，在實(shí)踐生產(chǎn)過程中控制好內(nèi)返礦的配比和內(nèi)返倉(cāng)位控制，不僅有利于燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定，而且有利于生產(chǎn)過程的穩(wěn)定，為實(shí)現(xiàn)低碳、厚料層的操作創(chuàng)造了有利條件。對(duì)內(nèi)返礦倉(cāng)位控制管理和返礦配比制定嚴(yán)格的管理規(guī)定，要求返礦倉(cāng)位控制在三分之一到二分之一之間，內(nèi)返礦配比每次調(diào)整不超過3%，時(shí)間間隔不低于1小時(shí)。通過嚴(yán)格的管理，不僅穩(wěn)定了內(nèi)返礦配比，為混勻料提供了較多的熱量，也穩(wěn)定了制粒過程的核顆粒數(shù)量，提高了制粒過程的粒度的均勻性，從而保證了布料后燒結(jié)過程的穩(wěn)定與燒結(jié)礦質(zhì)量的提高。

（五）采用低碳、厚料層、控制好燒結(jié)熔融區(qū)成礦過程

燒結(jié)過程在熔融區(qū)成礦過程主要包括固相反應(yīng)、液相生成、冷卻結(jié)晶三個(gè)階段，其中液相反應(yīng)是成礦的基礎(chǔ)，所以在整個(gè)燒結(jié)過程中液相數(shù)量是影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的重要因素。采用厚料層燒結(jié)過程，不僅增強(qiáng)了料層內(nèi)部的自動(dòng)蓄熱能力，提高了燃燒帶高溫保持時(shí)間，更加充分的促進(jìn)了液相數(shù)量的生成和增加液相固相結(jié)晶時(shí)間，降低了玻璃質(zhì)的數(shù)量，在一定程度上增加了燒結(jié)礦的強(qiáng)度，而且由于蓄熱作用還降低了燃料的配比，降低了燒結(jié)礦的單耗，不僅降低了成本，也在節(jié)能減排方面做出了貢獻(xiàn)。

表4 2020年度布料厚度和轉(zhuǎn)鼓

通過此表可以看出來在料層厚度增加之后轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度方面有了比較大的提升，為高爐的穩(wěn)定順行提供了一定的基礎(chǔ)。

3  結(jié)束語

1、降低燃料中>5mm粒級(jí)含量，增加-3+1mm粒級(jí)含量，優(yōu)化了燃料粒度組成，有效地提高了燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，降低了燒結(jié)燃料成本（約1.2kg燃料消耗），改善了燒結(jié)礦還原性（RI指標(biāo)提高了3%），降低了高爐燃料比。

2、通過提高生石灰配比與改進(jìn)加水方式，不但縮短消化時(shí)間，而且提高了混合料溫度與制粒效果，有效地消除了燒結(jié)過濕層，為穩(wěn)定燒結(jié)過程、提高燒結(jié)礦強(qiáng)度打下了基礎(chǔ)。

3、以外購(gòu)富礦與本地精礦相結(jié)合的配料結(jié)構(gòu)，適量消化各種含鐵物料，經(jīng)過不斷的優(yōu)化，有效地改善了混合料的粒度組成，為燒結(jié)過程中鐵酸鈣相體的形成創(chuàng)造了有利條件。同時(shí)，在穩(wěn)定混勻料粒度和成份的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況合理調(diào)整工藝參數(shù)，通過實(shí)踐，使燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)平均達(dá)到 75%以上，返礦率基本穩(wěn)定在 15%以下，為高爐高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了保證。

4、加強(qiáng)內(nèi)返礦倉(cāng)位管理與返礦配比的管理，內(nèi)返配比調(diào)整不超過3%，且間隔時(shí)間要求在1小時(shí)以上；作為核顆粒，控制好返礦中>5mm粒級(jí)含量不超3%。

5、在生產(chǎn)實(shí)踐過程中不斷通過工藝技術(shù)的改革和操作方式、方法的完善，不僅提高了燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、產(chǎn)量等指標(biāo)，還降低了燒結(jié)礦的燃料單耗，為保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)燒結(jié)廠低耗生產(chǎn)提供了良好的經(jīng)驗(yàn)。