唐澤華 王毅 鄧俊

（方大特鋼科技股份有限公司）

摘 要:130㎡燒結(jié)機(jī)自2018年擴(kuò)容改造后，燒結(jié)裝備的升級(jí)帶來(lái)燒結(jié)生產(chǎn)能力的提升，但燒結(jié)生產(chǎn)工況負(fù)壓上升、燒結(jié)料層厚度倒退了。通過(guò)對(duì)制約料層厚度提升的因素分析，總結(jié)出提高燒結(jié)的均勻性、優(yōu)化燒結(jié)熔劑結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化生石灰消化、提高混合料溫度、管控有害元素帶入等一系列的措施，實(shí)現(xiàn)了130㎡燒結(jié)機(jī)達(dá)800mm厚料層燒結(jié)的突破。

關(guān)鍵詞:厚料層；熔劑；K和Cl；料溫

厚料層燒結(jié)作為20世紀(jì)80年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的燒結(jié)技術(shù)，普遍認(rèn)為厚料層燒結(jié)能夠改善燒結(jié)礦質(zhì)量，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度，提高成品率，降低固體燃料消耗和總熱量，降低燒結(jié)礦FeO含量和提高還原性。由于厚料層燒結(jié)具有的優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)近年來(lái)厚料層燒結(jié)在國(guó)內(nèi)眾多鋼鐵企業(yè)已成功應(yīng)用，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)料層厚度已能提高到650mm-700m，同時(shí)眾多冶金工作者也開(kāi)展了突破800mm超厚料層燒結(jié)相關(guān)技術(shù)研究，行業(yè)比較先進(jìn)的企業(yè)也已取得 900mm 超厚料層燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐，取得良好效果。

方大特鋼130㎡燒結(jié)機(jī)于2004年5月份投產(chǎn)，2018年進(jìn)行大修改造升級(jí)，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)由歷史最高水平1.61t/(㎡·h)上升至1.81 t/(㎡·h)（如表1），但燒結(jié)料層厚度卻始終提高不了，燒結(jié)料層厚度反而由大修前640mm-650mm降低至平均590mm（臺(tái)車擋板高度700mm），燒結(jié)料層厚度倒退了。因此，當(dāng)前提升130㎡燒結(jié)機(jī)料層厚度是燒結(jié)工序亟需解決的生產(chǎn)難題。

一、制約料層厚度提升因素分析

（一）燒結(jié)爐篦條堵塞

2018年3月下旬開(kāi)始，燒結(jié)機(jī)篦條出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞現(xiàn)象（如表2）。爐篦條糊堵的臺(tái)車透氣性急劇下降、臺(tái)車斷面出現(xiàn)大量生料，進(jìn)入環(huán)冷機(jī)又產(chǎn)生了二次燃燒，導(dǎo)致礦溫高燒傷皮帶，皮帶頻繁更換帶致使燒結(jié)機(jī)作業(yè)率降低，影響著燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量下降。

相關(guān)研究表明，燒結(jié)料層底部凝結(jié)水的促進(jìn)作用、高堿金屬氯化物微細(xì)粉塵的黏附作用、以及爐箅條本身耐腐蝕性較差共同導(dǎo)致了箅條的板結(jié)和腐蝕。通過(guò)對(duì)篦條粘結(jié)物化驗(yàn)（如表3），其結(jié)果也驗(yàn)證了該機(jī)理。

（二）熔劑結(jié)構(gòu)不合理

130㎡燒結(jié)機(jī)長(zhǎng)期使用高于55%比例的白云石粉，輕燒白云石粉基本未使用。研究結(jié)果表明，活性度高的生石灰比活性度低的生石灰同化行為好；活性度相同的生石灰MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的同化行為好；石灰石與Fe₂O₃純?cè)噭┓磻?yīng)的同化行為較好，這主要是由于高溫下生成了高活性的CaO；白云石的同化行為較差，這主要是由于白云石中的MgO形成了MgO·Fe₂O₃高熔點(diǎn)物質(zhì)。大量采用鎂質(zhì)生料熔劑的結(jié)構(gòu)是不合理的，一定程度制約了燒結(jié)生產(chǎn)。

（三）燒結(jié)用生石灰質(zhì)量差、未進(jìn)行消化的問(wèn)題

130㎡燒結(jié)機(jī)從配料至二次混合機(jī)出口，物料運(yùn)輸時(shí)間約為8分鐘，從配料至混合料倉(cāng)出口，物料運(yùn)輸時(shí)間約15分鐘。而我廠使用的外購(gòu)生石灰，消化速度均大于10分鐘，質(zhì)量較差的高達(dá)20分鐘以上（如表4）。燒結(jié)二次混合機(jī)，主要作用是造球，但由于生石灰活性差，在出二次混合機(jī)、甚至在混料料倉(cāng)內(nèi)繼續(xù)吸水消化膨脹，破壞已制粒的小球、并且導(dǎo)致混合料水分下降，最終致使燒結(jié)料透氣性惡化。

新建了600TPD套筒窯生產(chǎn)石灰，破碎后通過(guò)氣力輸送至本廠生石灰倉(cāng)，進(jìn)一次混合機(jī)的皮帶機(jī)上方，配備了雙層消化器，但由于生石灰活性度不穩(wěn)定，在活性度高時(shí)加足了水、形成顆粒狀消石灰，當(dāng)活性度突然下降時(shí)，生石灰吸水量降低又導(dǎo)致消石灰繼續(xù)吸水形成大塊生石灰球無(wú)法與混合料均勻混合或糊狀泥漿堵塞消化器，因此本廠生石灰也未加水消化。

（四）混合料溫度有待提升

生產(chǎn)實(shí)踐表明。提高燒結(jié)混勻料的料溫，使其達(dá)到露點(diǎn)以上時(shí)，可以顯著減少料層中水汽冷凝而形成的過(guò)濕現(xiàn)象，從而降低了過(guò)濕對(duì)氣流的阻力，改善了料層透氣性，使抽過(guò)料層的空氣量增加，為料層內(nèi)的熱交換創(chuàng)造了良好條件。燒結(jié)機(jī)混合料溫度不能穩(wěn)定在65℃以上，且冬季時(shí)料溫急劇下降(如圖1)。燒結(jié)料溫低，已使得料層的透氣性惡化，對(duì)燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生很大的影響。

（五）燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率高

燒結(jié)脫硫入口氧含量長(zhǎng)期維持在16%以上，如檢修周期間隔40天以上，在線監(jiān)測(cè)燒結(jié)脫硫入口氧含量可達(dá)到17%以上。

二、實(shí)現(xiàn)厚料層生產(chǎn)的技術(shù)措施

（一）提高燒結(jié)的均勻性

梯形布料使臺(tái)車兩側(cè)料層厚度小于中間，臺(tái)車兩側(cè)透氣性更好，進(jìn)一步加強(qiáng)了燒結(jié)過(guò)程中的“邊 緣效應(yīng)”，邊緣部分燒結(jié)速度加快，提前到達(dá)燒結(jié)終點(diǎn)。由于邊緣部分透氣性過(guò)剩，吸入大量的冷空氣，影響點(diǎn)火效果，容易造成邊緣部分點(diǎn)火效果差。燒結(jié)過(guò)程不同步，在梯形坡面與水平面交匯處形成嚴(yán)重的裂縫，造成大量有害漏風(fēng)。對(duì)此，通過(guò)延長(zhǎng)梭式布料器在混合料倉(cāng)兩側(cè)的停留時(shí)間，減輕混合料沿臺(tái)車橫向上的粒度偏析，同時(shí)調(diào)整兩端的活動(dòng)閘門開(kāi)度，使臺(tái)車兩端的下料量大于中間，并在臺(tái)車的兩側(cè)適當(dāng)壓料，以減輕“邊緣效應(yīng)”，改善沿臺(tái)車橫向上的燒結(jié)均勻性，效果比較明顯。

（二）優(yōu)化燒結(jié)熔劑結(jié)構(gòu)

為了更好地利用各種燒結(jié)熔劑，一是采取提高熟熔劑比例。從2019年12月份開(kāi)始，逐步提高輕燒白云石粉用量，降低白云石粉用量，熟熔劑比例由 2018 年 53.5% 逐步提升至90%，到最后停用了白云石粉。二是淘汰劣質(zhì)外購(gòu)生石灰，在抓好新建600TPD套筒窯的生產(chǎn)工作，自產(chǎn)生石灰產(chǎn)量逐步提升，外購(gòu)生石灰需求量下降，對(duì)外購(gòu)生石灰進(jìn)行優(yōu)勝劣汰，最終保留了一家外購(gòu)生石灰。

（三）改進(jìn)生石灰消化

在配1皮帶上增加一根水管，對(duì)外購(gòu)生石灰進(jìn)行噴水提前消化。將本廠生石灰消化器多余葉片去處、更改消化水管大小與位置分布、縮小下料口、增加配料皮帶分料器，將本廠生石灰直接消化成生石灰漿液狀，即使活性度發(fā)生改變，也不會(huì)堵塞下料口。

（四）提高混合料溫度

將管網(wǎng)低壓蒸汽通入二混圓筒內(nèi)，對(duì)混合料進(jìn)行升溫；混料筒接入大煙道回收蒸汽，因其壓力高，為避免噴倉(cāng)傷人，蒸汽放散閥長(zhǎng)期開(kāi)在20%-30%，蒸汽利用率低；經(jīng)研究將混合料倉(cāng)倉(cāng)壁蒸汽管向上抬高1米（如圖2），并將混合料倉(cāng)位控制在2/3進(jìn)行操作，蒸汽放散閥下降至10%以下，預(yù)熱效果提升顯著（如圖3）。

（五）降低燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率

對(duì)燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行日排查、日處理；每天統(tǒng)計(jì)燒結(jié)機(jī)脫硫入口氧含量；除正常 50 天周期的月修外，每月再設(shè)置一次4-8 小時(shí)的小檢修，集中對(duì)漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行整治。2020 年 4 月份后，脫硫入口氧含量維持在15.5%以下。

（六）管控?zé)Y(jié)有害元素帶入

認(rèn)識(shí)是 K 元素和 Cl 元素對(duì)燒結(jié)的危害，采取必要手段一是管控?zé)Y(jié)礦 K 元素，提出燒結(jié)混勻礦 K₂O＜0.100％，配礦適度限制K元素含量高的國(guó)內(nèi)粗精粉和進(jìn)口非主流礦的使用比例，同時(shí)分清機(jī)頭電場(chǎng)灰，杜絕第3、4電場(chǎng)灰回流燒結(jié)使用；二是對(duì)脫硫用水進(jìn)行優(yōu)化，一部分接入球團(tuán)帶冷機(jī)，對(duì)球團(tuán)礦進(jìn)行冷卻。另外使用吸排車，每天轉(zhuǎn)運(yùn)約50噸至煉鋼悶渣工藝使用。通過(guò)減少脫硫水的使用，消除了Cl元素的循環(huán)富集，可以降低爐篦條的腐蝕程度；三是改變爐篦條間距：改變爐篦條圖紙，將兩根爐篦條之間間距由 5mm 提高至 6mm，并相應(yīng)將鋪底料粒級(jí)由 8-16mm 改為 10-20mm，增加過(guò)風(fēng)量。在各項(xiàng)措施實(shí)施后，終有效地解決了燒結(jié)篦條的粘結(jié)問(wèn)題。

（七）其它提升措施

（1）改造松料器：松料器起初使用彈簧扁鋼制作，易掛雜物，后改用圓鋼制作，料面“拉溝”現(xiàn)象減少。

（2）以風(fēng)為綱：在燒結(jié)機(jī)負(fù)壓未超過(guò)設(shè)計(jì)值、主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)電流不超標(biāo)的情況下，將主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度由 90% 增加至100%。

（3）停用焦化除塵灰：130㎡燒結(jié)機(jī)原先使用了約0.6%的焦化除塵灰代替焦粉作為固體燃料使用，但其粒級(jí)＜0.5mm達(dá)到100%，在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)被高負(fù)壓抽到物料下層，造成下部配碳高燃燒帶變寬，影響下部透氣性。將焦化除塵灰改運(yùn)至噴煤使用，解決了這一問(wèn)題。

三、實(shí)施結(jié)果

通過(guò)以上措施，逐步進(jìn)行降低燒結(jié)機(jī)機(jī)速、提高料層厚度生產(chǎn)實(shí)踐，燒結(jié)機(jī)機(jī)速由 2m/min 下降至 1.3m/min，料層厚度逐步提升，到 2020 年年底料層已達(dá) 800mm，固體燃料消耗由53kg/t降低至50.20kg/t。燒結(jié)機(jī)負(fù)壓維持在17kpa左右，低于安全運(yùn)行設(shè)計(jì)值18.5kpa要求，產(chǎn)量日產(chǎn)量保持在5700噸，能滿足高爐生產(chǎn)需求。

四、結(jié)論

(1)通過(guò)提高燒結(jié)的均勻性、優(yōu)化燒結(jié)熔劑結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化生石灰消化、提高混合料溫度、管控有害元素帶入等措施，在配礦條件未發(fā)生較大改善的前提下，大幅度提高燒結(jié)混合料透氣性，取得了企業(yè)厚料層燒結(jié)的歷史突破。

(2)實(shí)施厚料層燒結(jié)后，燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量有了明顯提高，同時(shí)節(jié)能降耗效果顯著。130㎡燒結(jié)機(jī)料層厚度由600mm提升至800mm后，燒結(jié)固體燃料消耗降低約2.8kg/t.礦。

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