吳寶軍

摘要：隨著我國鋼鐵行業(yè)的蓬勃發(fā)展，鐵礦石、礦粉，特別是高品位鐵礦石、礦粉自給量的不足的缺點越發(fā)明顯，需要大量進(jìn)口國外鐵礦石、礦粉來滿足自身的發(fā)展需求，為了考慮成本因素，除了進(jìn)口大量主流礦石、礦粉外，還引進(jìn)了大量非主流鐵礦石礦石、礦粉。這些非主流的鐵礦石、礦粉品位低、脈石和有害雜質(zhì)含量高，如何合理的配加、使用，在不影響燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的同時，能得到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好的燒結(jié)礦，是現(xiàn)在很多燒結(jié)行業(yè)最熱門的課題。

0  前言

燒結(jié)配料是燒結(jié)的第一道工序，也是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)燒結(jié)礦的前提；如何把好“入料關(guān)”、如何根據(jù)自身原料條件，通過合理的配料計算，把燒結(jié)礦成本控制在最佳狀態(tài)的，同時還要兼顧高爐對燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量、各種技術(shù)指標(biāo)、化學(xué)成分的要求，還需要滿足環(huán)保的要求。這就需要我們對燒結(jié)的理論知識、配料計算、燒結(jié)各含鐵原料的燒結(jié)性能、及其對燒結(jié)過程的影響有較為深刻的理解。本文從燒結(jié)配料基礎(chǔ)知識入手，重點闡述了燒結(jié)所用各原料的燒結(jié)性能及其對燒結(jié)過程的影響。

關(guān)鍵詞： 配料計算；配料調(diào)整；成本預(yù)核算；燒結(jié)性能；自動化配料；大數(shù)據(jù)

1  配料理論知識

1、什么是燒結(jié)配料

燒結(jié)配料就是根據(jù)各種含鐵原料、燃料、熔劑的物理化學(xué)成分，高爐的產(chǎn)質(zhì)量要求，把各種含鐵原料、燃料、熔劑按一定比例混合在一起的工序。

2、配料的目的和意義

配料的目的:⑴、為了得到成分均一，穩(wěn)定的燒結(jié)礦。⑵、合理的配比能有效的控制燒結(jié)礦成本，且保證了燒結(jié)料的透氣性要求，是燒結(jié)礦優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的前提。

配料的意義:⑴、通過燒結(jié)配料，使燒結(jié)礦成分均一穩(wěn)定，滿足了高爐對燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量要求，為高爐優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了條件。⑵、通過燒結(jié)配料把高爐所需要的熔劑配加在了燒結(jié)礦中，有效的降低了高爐焦比，為高爐高產(chǎn)低耗打下了堅實的基礎(chǔ)。⑶、燒結(jié)配料配加各種工業(yè)廢棄物，進(jìn)行了資源再利用，能有效地降低燒結(jié)成本，從而為高爐降低了成本，創(chuàng)造了更大的利潤空間。

3、配料計算前應(yīng)掌握的數(shù)據(jù)

⑴燒結(jié)礦的技術(shù)規(guī)格。即高爐對燒結(jié)礦的化學(xué)成分及物理性能和冶金性能的要求。

⑵各種原燃料的，熔劑，燃料的物理性質(zhì)及化學(xué)成分。

⑶返礦的循環(huán)量。

⑷配料設(shè)備的能力。

⑸各種含鐵原料，燃料，熔劑的供應(yīng)量和儲備量。

4、配料計算的方法

目前最常用的配料計算方法就是現(xiàn)場經(jīng)驗計算法。現(xiàn)場經(jīng)驗計算法比較常見的是反推法和單燒值法。

⑴、反推計算法就是根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗先假定配比并根據(jù)各種含鐵原料，熔劑，燃料的水分，燒損，化學(xué)成分等原始數(shù)據(jù)，計算出燒結(jié)礦的化學(xué)成分，看其是否滿足要求，如不滿足要求在進(jìn)行配比調(diào)整，計算，直到滿足要求為止。(計算實例在后面介紹）

⑵、單燒值計算法就是把每種含鐵原料分別配加一定比例的燃料，熔劑經(jīng)過計算達(dá)到燒結(jié)礦技術(shù)指標(biāo)的要求后，把各種含鐵原料和其單燒所用的燃料，熔劑相加在一起得出的配比。由于現(xiàn)階段含鐵原料品種繁多所以計算也比較繁瑣，所以一般不用這種方法進(jìn)行配料計算。但用該方法調(diào)整燒結(jié)礦堿度以及計算鐵礦石單燒品位時簡單實用。其計算公式為R_調(diào)=(SiO₂×R_標(biāo)-CaO) / CaO _有效×100%。其中R_調(diào)為需要調(diào)整的配比，SiO₂ 和 CaO為需要調(diào)整的物料中的 SiO₂和 CaO，R_標(biāo)為燒結(jié)礦的標(biāo)準(zhǔn)堿度。當(dāng) R_調(diào)為正數(shù)時就需要加熔劑配比，為負(fù)數(shù)時就需要減熔劑配比。Ca0_有效為熔劑中的有效鈣含量。有效鈣的計算公式為 CaO_有效CaO_有效CaO- SiO₂×R_標(biāo)其中SiO₂和 CaO是熔劑中的 SiO₂和 CaO，R_標(biāo)為燒結(jié)礦的標(biāo)準(zhǔn)堿度。單燒品味計算：如鐵礦石的成分如下：TFe 65  SiO₂ 4.5  CaO 0.6 燒損為3.5，生石灰成分如下：CaO 80 SiO₂ 2.8 燒損 5.0，要求燒結(jié)礦堿度是2.0,那么計算鐵礦石的單燒品位分以下幾步：①計算生石灰的有效鈣=80-（2.8×2）=74.4；②計算該鐵礦石堿度到2.0時，所用的石灰量，根據(jù)公式R_調(diào)=(SiO₂×R_標(biāo)-CaO) / CaO _有效×100%，得出R_調(diào)=（4.5×2-0.6）/74.4×100%=11.29。也就是說，把100公斤該鐵礦石調(diào)整到2.0的堿度，需要配加11.29公斤的生石灰。那么該鐵礦石的單燒品位=65/｛100×(100-5)%×11.29+100×(100-3.5)%}×100=65/(97.5+10.73)}×100=65/107.63}×100=60.39。通過計算礦粉的單燒品位，可有效比較礦粉的優(yōu)劣，有助于避免在礦粉選擇時的盲目性。

5、配料調(diào)整時應(yīng)注意的問題？

⑴、滯后現(xiàn)象。當(dāng)我們進(jìn)行配料調(diào)整時，燒結(jié)礦的堿度并不是馬上就達(dá)到我們的計算值，而是慢慢接近，最終達(dá)到計算值。有一定的時間滯后，時間的快慢與我們調(diào)整的量的大小有直接的關(guān)系，這就是滯后現(xiàn)象。因為我們計算的調(diào)整熔劑量是在循環(huán)一段時間以后的最終堿度，并且由于熔劑的分解度，礦化度及燒結(jié)制度的影響下，往往不能達(dá)到預(yù)期的效果。解決滯后現(xiàn)象的方法就是通過計算適當(dāng)加大熔劑的調(diào)整量，增加量的大小和調(diào)整量的大小成正比，一般為調(diào)整量的 30%-50%(根據(jù)實際情況而定)，但在燒結(jié)一個循環(huán)或一個循環(huán)的 50%的時間過后必須恢復(fù)到當(dāng)時計算的調(diào)整量，否則堿度就是調(diào)過 (根據(jù)調(diào)整量的大小而定)。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，因為熔劑的粒度，燒結(jié)制度等的影響，堿度往上調(diào)時，要適當(dāng)加大調(diào)整量，往下調(diào)時則按計算值就行，這就是“下調(diào)容易，上調(diào)難”的道理。

⑵、配料調(diào)整時還要考慮其他成分的變化。比如調(diào)整了某一原料他的 SiO₂和 CaO是同時變化的。解決這一影響的辦法就是用有效鈣或有效 SiO₂,進(jìn)行計算調(diào)整。

⑶、返礦的影響。因為自循環(huán)返礦在燒結(jié)過程中參加配料的緣故，對燒結(jié)礦的堿度影響很大，返礦量的大小直接影響堿度調(diào)整的難易程度，它也是造成滯后現(xiàn)象的主要因素之一，燒好返礦，穩(wěn)定返礦的循環(huán)量是燒結(jié)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)也是堿度穩(wěn)定的前提與基礎(chǔ)。當(dāng)堿度調(diào)整時要根據(jù)返礦堿度的變化及時調(diào)整熔劑的配比。比如:當(dāng)燒結(jié)礦要求堿度 1.8，實際堿度為 1.6 ，堿度偏低時，那么自循環(huán)返礦的實際堿度根據(jù)經(jīng)驗要低于 1.6，經(jīng)驗數(shù)據(jù)大概在1.55左右(準(zhǔn)確數(shù)據(jù)需要取樣化驗) 假設(shè)燒結(jié)礦的 SiO₂為 5.6返礦的配比為 20%，熔劑有效鈣為 80%，那么根據(jù)堿度調(diào)整計算公式： R_調(diào)=(1.8-1.55)×5.6/80%+(1.8-1.55)×5.6/80%×20%。這就是消除返礦影響的調(diào)整方法。注意：因正常生產(chǎn)時返礦堿度也要略低于正常燒結(jié)礦堿度，當(dāng)消除返礦影響后，應(yīng)立即把石灰配比恢復(fù)到正常值。

6、當(dāng)燒結(jié)礦堿度出現(xiàn)波動時，應(yīng)怎樣分析？

⑴、原料是否有混料現(xiàn)象? (觀察各原料入倉情況，發(fā)現(xiàn)混料及時處理)

⑵、原料成分是否有變化?(根據(jù)燒結(jié)礦成分變化，比如 SiO₂和 CaO 的變化分析那種原料可能有變化，取樣化驗)

⑶、取樣是否具有代表性?(重新取樣化驗)

⑷、含鐵原料，熔劑是否下料穩(wěn)定? 給料設(shè)備是否出現(xiàn)問題?（人工跑盤稱量下料是否準(zhǔn)確)

⑸、返礦的循環(huán)量是否穩(wěn)定? (穩(wěn)定返礦料流)

⑹、是否調(diào)整時出現(xiàn)錯誤? (重新計算確認(rèn))

⑺、原料水分是否波動過大? (認(rèn)真觀察，及時調(diào)整)

⑻、燒結(jié)礦中成分波動分析表如下:

2  影響配料準(zhǔn)確度的因素

1、各種含鐵原料、熔劑以及燃料成分的變化

燒結(jié)所用各種含鐵原料、燃料、熔劑的化學(xué)成分的穩(wěn)定，是燒結(jié)礦化學(xué)成分穩(wěn)定的前提和基礎(chǔ)。是燒結(jié)配料前料場管理的重中之重。眾所周知，我們進(jìn)場原料的化學(xué)成分除了少部分原料化學(xué)成分較為穩(wěn)定外，大部分含鐵原料的SiO₂、燃料中的固定碳、灰分中的各組分以及熔劑中的CaO等波動都較大。有條件的企業(yè)為了穩(wěn)定成分，花巨資建設(shè)了機(jī)械化料場，通過堆取料機(jī)的平鋪直取，有效的解決了成分波動大的問題。但也有些企業(yè)因經(jīng)濟(jì)條件有限，沒有建設(shè)機(jī)械化料場，或為了降低成本，停用了機(jī)械化料場，當(dāng)燒結(jié)礦成分出現(xiàn)大的波動時，甩鍋推責(zé)，這些做法實不可取的。建議沒有條件的企業(yè)，也要針對個別成分波動較大的原料，進(jìn)行簡單混勻，同時加強(qiáng)料場管理，避免料場混料現(xiàn)象，最大限度的減少入倉原料的成分波動。

2、配料設(shè)備的精準(zhǔn)度

配料設(shè)備給料的精準(zhǔn)度也是造成燒結(jié)礦成分波動的主要因素之一。目前燒結(jié)幾乎全部采用自動化配料設(shè)備，我國的燒結(jié)自動化配料設(shè)備也越來越成熟可靠，只要設(shè)備廠家可靠，調(diào)試工作到位，該設(shè)備一般情況下都能滿足生產(chǎn)要求。自動化配料設(shè)備所遇到的問題，一般都是在正常生產(chǎn)過程中，使用、維護(hù)、保養(yǎng)不到位造成的。比如：電子皮帶秤沒有定期校驗；沒有定期清掃；使用環(huán)境過于惡劣；甚至有可能在校驗時由于操作水平差，人為校驗失誤造成給料波動等。由于電子皮帶秤皮帶導(dǎo)料槽先天缺陷，有時還會出現(xiàn)被小塊物料卡死皮帶，造成儀表顯示有流量現(xiàn)場卻不給料的現(xiàn)象。這就需要我們在生產(chǎn)過程中要定期對配料設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)、定期清掃清潔，勤觀察現(xiàn)象設(shè)備運行情況，提高專業(yè)校秤人員的技術(shù)水平，從而保證配料設(shè)備的精準(zhǔn)度。

3、料場管理

料場管理是燒結(jié)礦成分穩(wěn)定的重要因素。“把好入料關(guān)”也是所有企業(yè)公認(rèn)的，穩(wěn)定燒結(jié)礦成分的前提。但好多企業(yè)雖然口號喊得響，實際工作卻有很大出入。料場管理重視程度不夠，混料現(xiàn)象普遍存在，甚至有的料場管理者還存在配料也是混，和料場混不一樣嗎？混這么點能對燒結(jié)有多大影響？這一想法。這些想法是極端錯誤與無知的。料場管理不但是影響燒結(jié)礦成分波動的重要因素，也是一個企業(yè)整體管理的縮影，管理好的企業(yè)，料場各物料堆放井然有序，管理不好的企業(yè)必定雜亂無章，反映到生產(chǎn)，必定使燒結(jié)礦成分波動頻繁，即使表面看起來成分穩(wěn)定，實際上必然假樣橫行，給高爐生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。

4、人為因素

⑴在燒結(jié)礦成分出現(xiàn)波動，進(jìn)行人為調(diào)整時，會由于技術(shù)水平有限，調(diào)整失誤。

⑵在進(jìn)行放灰作業(yè)時，灰量控制不穩(wěn)定，或在灰量不穩(wěn)定時，沒有進(jìn)行相關(guān)調(diào)整。

3  燒結(jié)對所用原燃料的物理性質(zhì)及化學(xué)成分的要求及其對高爐、煉鋼等下道工序的影響

1、含鐵原料

⑴、粒度，含鐵原料的粒度組成根據(jù)混合料粒度組成要求，＜0.5mm的最好不要超過10%，＞10mm的，不要超過10%。1-5mm的越多越好。

⑵、水分，混合料最佳水分是在5-7之間，水分太小，下料時粉塵大，水分太大，會造成料倉“懸料”現(xiàn)象或出料不均，嚴(yán)重時會影響混合機(jī)混合制粒效果。

⑶、品位，含鐵原料品位越高越好。當(dāng)然，考慮到成本因素，還需要高低搭配，不能一味追求高品位。

⑵、SiO₂、Al₂O₃等脈石含量越低越好。考慮到成本因素，也需要高低搭配，不能一味追求低SiO₂、Al₂O₃，每個企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況制定符合自身要求的SiO₂、Al₂O₃值。

⑶、有害雜質(zhì)含量越低越好。最常見的主要包括：S、P、K、Na、Zn、Pb等。他們對高爐及煉鋼影響如下：

①、K、Na對高爐的影響：一是會在爐內(nèi)富集循環(huán)‌，與鋅形成雙重循環(huán)（爐內(nèi)小循環(huán)、燒結(jié)-高爐大循環(huán)），加劇富集。二是‌會生成低熔點化合物堵塞料柱孔隙，導(dǎo)致壓差升高、風(fēng)量波動‌爐渣性能劣化‌；三是會降低爐渣脫硫能力，增加黏度（K?O+Na?O>1.5%時流動性驟降）；四是會使‌爐襯侵蝕‌，鉀蒸氣滲透耐火磚生成霞石，引發(fā)體積膨脹和爐墻開裂?，F(xiàn)一般要求燒結(jié)礦中的K+Na＜0.6左右。

②、Zn:一是會造成‌循環(huán)富集‌：950℃以上被還原為氣態(tài)鋅，上升過程冷凝后重新氧化沉積，形成爐內(nèi)循環(huán)；二是‌爐瘤結(jié)厚‌：沉積在爐墻形成結(jié)瘤，破壞煤氣流分布；

三是會‌侵蝕耐火材料‌：滲透碳磚導(dǎo)致層狀剝離，加速爐缸燒損；四是會造成‌焦炭強(qiáng)度下降‌：鋅蒸氣與焦炭反應(yīng)使其粉化。一般要求燒結(jié)礦中的Zn＜0.02左右。

③、S、P：S含量高會增加鋼材的熱脆性；而P含量高會增加鋼材的冷脆性。同時S會增加高爐爐渣粘度，影響脫硫效率和高爐操作。而高爐不具備脫P能力，原料中的P幾乎完全被還原帶入鐵水中，給后續(xù)煉鋼生產(chǎn)帶來影響。一般要求燒結(jié)礦中的S＜0.5；P＜0.05。

④、Pb:首先，鉛會破壞爐體結(jié)構(gòu)，它會沉積爐底的Pb滲透炭磚縫隙，氧化后體積膨脹，加劇爐缸侵蝕并引發(fā)爐底上漲； 其次Pb在爐襯孔隙內(nèi)氧化積累，導(dǎo)致耐火磚膨脹、爐殼開裂或風(fēng)口上翹；同時氣態(tài)Pb與鋅協(xié)同作用，在爐喉及煤氣管道冷凝形成高Pb爐瘤（含PbO＞60%），阻礙料流和煤氣分布；再有Pb還會劣化爐料冶金性能，少量PbO可催化鐵礦石還原和焦炭氣化反應(yīng)；過量PbO堵塞礦、焦孔隙，降低還原效率和料柱透氣性。PbO沉積導(dǎo)致燒結(jié)礦與球團(tuán)礦熱應(yīng)力增加，低溫還原粉化率（RDI）升高；焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）略有降低。Pb富集引起爐襯不規(guī)則膨脹，破壞操作爐型，導(dǎo)致氣流分布紊亂和燃料比上升；沉底鉛需專用排鉛口處理，操作不當(dāng)可能引發(fā)鐵口異常或安全事故。一般要求燒結(jié)礦中的Pb含量＜0.02。

2、熔劑

目前燒結(jié)主要使用的熔劑有石灰石、生石灰、白云石、輕燒白云石、菱鎂粉、高鎂粉等。其中：生石灰、輕燒白云石、高鎂粉分別為石灰石、白云石、菱鎂粉高溫煅燒后粉狀物。其主要要求見下表：（下表中數(shù)據(jù)為最大或最小數(shù)據(jù)）

注：生石灰不是CaO含量越高越好，還要看其活性度的高低，高CaO，高活性度是燒結(jié)追求的最理想效果，個人認(rèn)為活性度要排在第一順位。

3、燃料：

目前燒結(jié)用燃料主要有焦沫、無煙煤。其主要要求如下：

注：正常破碎或篩分的焦沫中＜0.5mm的粒級是不會＞15%的，但由于很多企業(yè)采購的焦沫中被摻入大量的焦炭除塵灰，導(dǎo)致外購焦沫中＜0.5mm粒級遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，故我們應(yīng)對焦沫中＜0.5mm粒級含量提出要求，＜0.5mm的不大于20%，焦沫中＜0.5mm的粒級過多會使焦沫燃燒時速度過快，達(dá)不到燃燒層所需的高溫保持時間，對液相發(fā)展不利，造成燒結(jié)礦強(qiáng)度和粒度組成變差。

4  配料計算及調(diào)整實例

1、已知現(xiàn)有燒結(jié)礦成分為: TFe 55.2,Si0₂ 5.98,CaO 10.0,燒結(jié)礦要求堿度 1.85土0.1，生石灰成分為: CaO 86.7，SiO₂ 2.3，返礦率為 15%，燒結(jié)配料到成品出料時間為 2 小時。求堿度達(dá)到要求值需要調(diào)整多少生石灰配比?考慮到返礦的影響應(yīng)該調(diào)整多少生石灰配比?消除滯后現(xiàn)象應(yīng)怎么調(diào)整?

⑴、根據(jù)生石灰有效鈣計算公式 Ca0_有效=Ca0-SiO₂×R_標(biāo)=86.7-2.3×1.85=82.445。

單燒堿度計算公式R_調(diào)=(SiO₂,×R_標(biāo)- CaO) /CaO_有效×100%=(5.98×1.85-10)/82.445×100%=1.063/82.445×100%=1.29%。生石灰需要調(diào)整的配比為 1.29%。

⑵、根據(jù)消除返礦影響計算公式 (SiO₂×R_標(biāo) －CaO) / CaO_有效× 100%+(SiO₂ × R _標(biāo) -CaO)/CaO _有效× 100%×15%=1.29%+0.19%=1.48%，消除返礦影響的調(diào)整配比為 1.48%。

⑶、根據(jù)滯后現(xiàn)象，從配料到成品的時間為 2小時。所以考慮返礦影響的調(diào)整時間為 2×60×50%=60 分鐘，60 分鐘以后馬上把生石灰配比重新調(diào)整回 1.29%。注意觀察調(diào)整后燒結(jié)礦堿度的變化趨勢，隨時作出調(diào)整。說明:要想該計算準(zhǔn)確無誤，燒結(jié)礦調(diào)整前的堿度必須要準(zhǔn)確，當(dāng)調(diào)整后堿度與要求堿度差距不大時，且為了保持堿度穩(wěn)定上浮時，可適當(dāng)減少調(diào)整比例忽略滯后現(xiàn)象。

2、現(xiàn)有羅泊河礦粉其成分為 TFe 57.2,SiO ₂  4.21,CaO 0.3,H₂O 7.8 燒損 10.2。想替換成楊迪粉其成分為 TFe 58.3,SiO₂  5.28,CaO 0.2，H₂O 8.2 燒損 8.6。礦粉配比為 37%，堿度要求為1.85土0.1，燒結(jié)礦成分為TFe 55.3,SiO₂  5.51,CaO 10.19。生石灰成分為 SiO₂ 2.3,CaO 86.7，燒損 3.5。配比為 6.2%。混合料總燒成率為 89%。問: 改換楊迪粉后需要怎么調(diào)整生石灰配比才能保持堿度不變?調(diào)整量是多少?調(diào)整后燒結(jié)礦中的 SiO₂有何變化?變化了多少?

⑴、改成楊迪粉后需要調(diào)整的生石灰配比：

R_調(diào)= (5.28-4.21)×1.85- (0.2-0.3) /CaO _有效×100%=1.17×1.85/(86.7-2.3×1.85)×100%=2.52%（此時計算R調(diào)的數(shù)值為100公斤該原料調(diào)整到堿度1.85，需要2.52公斤生石灰）。因配比為37%,所以需要調(diào)整石灰=2.52%×37%=0.93%。

⑵、燒結(jié)礦中 SiO₂的變化計算如下:

由以上兩表可以看出，用羅泊河的時候帶入的 SiO₂是 1.44，加上生石灰?guī)氲墓矠?1.44+0.14=1.58。已知混合料總殘存為 89,那么用羅泊河的時候帶入燒結(jié)礦的 SiO₂是1.58/89×100%=1.78%。

用楊迪粉替換羅泊河后因為混合料總殘存發(fā)生了變化，現(xiàn)總殘存為89-36.6+37.36-89.75。那么用楊迪粉的時候帶入燒結(jié)礦中的SiO₂是 1.94/89.75×100%=2.16%。2.16-1.78=0.38,所以用楊迪粉后燒結(jié)礦中的 SiO₂升高了 0.38。

羅泊河帶入燒結(jié)礦中的 TFe 為 19.51/89×100%=21.92%。那么用楊迪粉的時候帶入燒結(jié)礦中的TFe為19.8/89.75×100%=22.06%。22.06-21.92=0.14%。所以用楊迪粉代替羅泊河的時候燒結(jié)礦的 TFe 上漲了 0.14%。

通過上述計算可以看出，當(dāng)用每一種礦粉替代另一種礦粉時，由于每種礦粉的燒損以及化學(xué)成分，水分的不同都會影響到燒結(jié)礦的各種成分甚至是總殘存發(fā)生變化。通過計算才能清晰地反映出變化量的大小，在平時生產(chǎn)中我們應(yīng)該多思考，勤計算認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗。只有這樣才能更好的而穩(wěn)定燒結(jié)礦成分為燒結(jié)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。

3、現(xiàn)有白云石化學(xué)成分為SiO₂  4.21 ，CaO 30.2 ，MgO 17.1 ，H₂O  2.5配比為4%，燒損 46。生石灰化學(xué)成分為 SiO₂  2.3， CaO 86.7，MgO 2.1 配比為 6%，燒損 3.5。已知燒結(jié)礦成分為: TFe 55.3， SiO₂  5.51， CaO 10.19， MgO 2.5，燒結(jié)料總殘存為 89%。如果白云石突然斷料，為保證堿度合格應(yīng)怎么調(diào)整? 調(diào)整后燒結(jié)礦中的 MgO有什么變化?變化了多少?

⑴、為保證燒結(jié)礦堿度合格應(yīng)加大生石灰配比，根據(jù)熔劑換算公式P_熔1/P_熔2= CaO_有效2/ CaO_有效1 P_熔2=P_熔1/ CaO_有效2/ CaO_有效1,=4 × (100-2.5)%/(86.7-2.3× 1.85)/(30.2-4.21 ×1.85)=1.06。所以當(dāng)白云石斷料時需要上調(diào)生石灰配比為 1.06。

⑵、如表所示:

由于白云石斷料后改用生石灰補(bǔ)加，所以現(xiàn)在生石灰配比=6+1.06=7.06,兩種原料的燒損不同造成了混合料總燒損發(fā)生了變化，原殘存為 89%，原來兩種熔劑共同帶入燒結(jié)礦中的 MgO為 0.8/89×100%=0.9。現(xiàn)殘存為: 89-7.9+6.81=87.91，那么調(diào)整后生石灰?guī)氲?MgO=0.15/87.91×100%=0.17。已知燒結(jié)礦原來的MgO為 2.5，那么現(xiàn)在的MgO=2.5-0.9+0.17=1.77。經(jīng)過計算可知當(dāng)用生石灰替代白云石時,燒結(jié)礦堿度不變的情況下,MgO減少了 2.5-1.77=0.73（也可以這樣計算：使用白云石時帶入燒結(jié)礦中的鎂-完全用生石灰時帶入燒結(jié)礦中的鎂，即：0.8/89×100%-0.15/87.91×100%=0.73）。當(dāng)用白云石替代生石灰時算法和現(xiàn)在一樣，這里不另行舉例。

4、某燒結(jié)廠原料成分，燒損，水分都已知的情況下見下表:(要求計算后燒結(jié)礦堿度為 1.8)

那么，經(jīng)過計算燒結(jié)礦的 TFe=48.06/84.02×100=57.2,燒結(jié)礦的堿度=8.17/4.87=1.68,顯然要求堿度是 1.8 不符合標(biāo)準(zhǔn)，那么就需要適當(dāng)調(diào)整配比，調(diào)整后其他成分有和變化？見表如下:

在調(diào)整配比的時候，我們可以根據(jù)單燒法預(yù)先計算一下,

(1.8-1.68)×5.78/生石灰有效鈣*100=0.69/71.82*100=0.96，但是根據(jù)配比守恒，生石灰加0.96 的配比后總配比不是 100，應(yīng)該適當(dāng)減去高鐵料的配比，假設(shè)減精粉的配比，減多少前面我們已經(jīng)有實例，自己計算。

經(jīng)計算，燒結(jié)礦堿度為8.83/4.9=1.8，調(diào)整完畢。調(diào)整前后燒結(jié)礦中其他成分的變化：調(diào)整前燒結(jié)礦的品位=48.06/84.02×100=57.2，調(diào)整后品位=47.56/84.07×100=56.57；調(diào)整前SiO₂=4.86/84.02×100=5.78,調(diào)整后SiO₂=4.9/84.07×100=5.83;調(diào)整前CaO=8.17/84.02×100=9.72,調(diào)整后CaO=8.83/84.07×100=10.5。

注：因上表中焦沫的化驗成分是灰分中的，需用干料乘以灰分所占的百分比后，在乘以灰分中含量。

5  燒結(jié)成本預(yù)核算

燒結(jié)成本預(yù)核算就是在燒結(jié)所有原料參加配料前，通過配料計算，提前計算出當(dāng)前配比下，燒結(jié)礦成本的一種核算方法。燒結(jié)成本構(gòu)成由兩大部分組成，原料成本（生產(chǎn)成本）和制造費用。其中原料成本又由含鐵料成本、燃料成本和熔劑成本及輔料成本構(gòu)成；制造費用包括水、電、蒸汽、氮氣、煤氣、氧氣、維修費、材料費、工人工資等構(gòu)成。在進(jìn)行配料預(yù)核算之前，我們首先需要把制造費用固定在一個固定數(shù)額，再確定各原料的采購價格、運輸費用及稅率，通過配料計算表計算配比的變化，來對比燒結(jié)成本的變化。通過成本預(yù)核算，可以在配料前提前獲取原料配比改變后，燒結(jié)成本的變化，如經(jīng)計算改變配比后燒結(jié)成本升高明顯，不符合本廠要求，那么就可以不用或通過改變配比來提前規(guī)避燒結(jié)成本升高的風(fēng)險。如下表1：變配比前燒結(jié)成本（堿度1.9）

注：⑴、因表格大小所限，該表格中其他成分計算已刪減；⑵、實際成本≠原材料單價成本+制造費用，計算公式略。

1、核算實例1：今需要提高燒結(jié)礦品位到55，在燒結(jié)礦堿度不變的情況下，配比調(diào)整及燒結(jié)礦成本變化如下圖2：

由上表可以看出，當(dāng)燒結(jié)礦品位提高到55后，燒結(jié)成本上升了659.77-639.5=20.27元。

2、核算實例2：現(xiàn)計劃變配比，用紐曼粉替代楊迪粉，在保持燒結(jié)礦品位和堿度不變的情況下，計算燒結(jié)礦成本有和變化？

從上表格中可以看出，用紐曼粉替代楊迪粉后，在保持品位和堿度不變的情況下，燒結(jié)成本下降了639.5-637.53=1.97元。那為什么紐曼粉價格比楊迪粉高，用上紐曼粉成本反而下降了呢？因為紐曼粉品位較楊迪粉高，置換配比后，燒結(jié)礦品位上升，如果品位維持不變只能上調(diào)低品位原料配比，下調(diào)高品位原料配比，從而導(dǎo)致燒結(jié)礦成本下降。

綜合上述實例可以看出，燒結(jié)礦成本會隨著燒結(jié)配比的變化而變化，通過變化前的預(yù)核算，我們能清晰地看出成本變化值，從而為我們能有效控制燒結(jié)成本，提供更便捷的條件。如果把燒結(jié)成本變化的數(shù)值和高爐鐵水成本相結(jié)合，更有利于鐵前的成本控制（因本文不涉及鐵水成本計算，故不做實例）。以此類推，可以從鐵到鋼、從鋼到坯乃至于最終產(chǎn)品都可以呈現(xiàn)成本變化值，對整個公司的生產(chǎn)經(jīng)營具有重要意義。

6  燒結(jié)所用含鐵原料的燒結(jié)性能及其對燒結(jié)過程的影響

含鐵原料的燒結(jié)性能主要包括：最低同化溫度、液相流動性、粘結(jié)相強(qiáng)度、連晶固結(jié)強(qiáng)度、復(fù)合鐵酸鈣產(chǎn)生量等。

1、含鐵原料的燒結(jié)性能

⑴、‌最低同化溫度（LAT）

是指鐵礦粉與CaO接觸后發(fā)生同化反應(yīng)（形成粘結(jié)相）所需的最低溫度。LAT越低，表明礦粉在燒結(jié)中更易熔化并生成液相，從而降低燒結(jié)能耗。

⑵、液相流動性指數(shù)（FI倍）

它是衡量鐵礦粉在燒結(jié)過程中液相流動性的指標(biāo)。液相流動性指數(shù)越高，表示液相流動性越好，這有助于提高燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量。

具體來說，液相流動性指數(shù)是通過燒結(jié)實驗得出的，它反映了在一定溫度下，鐵礦粉生成的液相在燒結(jié)料層中的流動能力。這個指標(biāo)對于控制燒結(jié)過程中的液相狀態(tài)和分布非常重要，直接影響燒結(jié)礦孔隙結(jié)構(gòu)、黏結(jié)強(qiáng)度及冶金性能，是燒結(jié)配礦的關(guān)鍵參數(shù)之一。

⑶、粘結(jié)相強(qiáng)度

粘結(jié)相強(qiáng)度性能是指鐵礦石在燒結(jié)過程中形成的液相對其周圍的礦石進(jìn)行固結(jié)的能力。它對燒結(jié)礦的強(qiáng)度有著至關(guān)重要的影響。因為對非均質(zhì)燒結(jié)礦而言，燒結(jié)過程中的礦石在固結(jié)主要由粘結(jié)相來完成。

⑷、連晶固結(jié)強(qiáng)度

是指區(qū)域鐵礦粉之間有可能通過發(fā)展連晶來獲得的固結(jié)強(qiáng)度。在實際的燒結(jié)過程中某些區(qū)域因為偏析CaO FeO含量很少，不足以產(chǎn)生鐵酸鈣液相或其他硅酸鹽液相，因此，這部分區(qū)域鐵礦粉之間有可能通過發(fā)展連晶來獲得固結(jié)強(qiáng)度。

⑸、復(fù)合鐵酸鈣的產(chǎn)生量（SFCA%）

復(fù)合鐵酸鈣是一種重要的燒結(jié)礦粘結(jié)相礦物，它對燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性有著顯著的影響。

2、影響燒結(jié)性能的因素

⑴、化學(xué)成分的影響

SiO₂:促進(jìn)流動性，含量升高可增強(qiáng)液相生成與擴(kuò)展能力。SiO?質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加10%，流動性特征數(shù)下降15%

Al₂O₃:抑制流動性，增加液相黏度，阻礙流動（部分研究指出其影響存在雙面性）。

MgO:≤1%時有利于流動性提升，過量則可能導(dǎo)致負(fù)面影響。

‌FeO與燒損‌：氣孔率大或燒損量高的礦粉（如褐鐵礦），液相流動性通常較弱。

⑵、礦物類型

褐鐵礦因多孔易熔流動性高；致密赤鐵礦（如鏡鐵礦）流動性低。

普通精粉的流動性比其他三種礦的流動性大很多。

⑶、燒結(jié)溫度

溫度升高（如1300℃）顯著促進(jìn)液相流動，溫度每提升50℃，液相面積增長率增加20%

⑷、燒結(jié)礦堿度

堿度（R=3.0）與流動性正相關(guān)，高堿度燒結(jié)礦更有利于促進(jìn)鐵酸鈣生成、堿度從2.0升至3.0，液相流動性指數(shù)提高30%。

⑸、氣孔率

氣孔率高的礦粉因熔融過程氣體逸出，阻礙液相流動。

⑹、SFCA的形成與鐵礦石的種類、化學(xué)成分、礦物組成、結(jié)晶水含量以及燒結(jié)過程中的溫度、堿度等因素密切相關(guān)。

3、燒結(jié)常用外礦粉化學(xué)成分、燒結(jié)性能參數(shù)對比表

通過上述參數(shù)對比可以看出，澳大利亞粉礦的燒結(jié)性能明顯好于巴西粉礦，同化溫度一般都在1250度以下，而巴西粉礦同化溫度普遍都在1300以上，同時品位高、SiO₂低的粉礦，液相流動性明顯較品位低、SiO₂高的粉礦差，所以，我們在配礦過程中，要根據(jù)各種礦粉的液相流動性和同化溫度，高低搭配，通過合理的配比來達(dá)到提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的目的。

7  燒結(jié)自動化配料及大數(shù)據(jù)分析

目前，絕大部分燒結(jié)廠都采用自動化配料系統(tǒng)。這里所說的自動化配料系統(tǒng)，主要包括：電子皮帶秤、稱量儀表、配料軟件系統(tǒng)構(gòu)成。這樣的系統(tǒng)只能根據(jù)設(shè)定的配比，調(diào)整電子皮帶秤的轉(zhuǎn)速，來達(dá)到控制給料量的目的。而本文所探討的是：結(jié)合燒結(jié)各物料的物理化學(xué)性質(zhì)、燒結(jié)性能、燒結(jié)礦成本要求，計算出既符合燒結(jié)礦物理化學(xué)成分、冶金性能優(yōu)異，也滿足成本要求的最合理的配比。

想要達(dá)到上述要求，在計算配比時，就要結(jié)合前面提到的成本預(yù)核算，我們首先確定燃料的配比（可根據(jù)實際生產(chǎn)情況調(diào)整）；其次根據(jù)燒結(jié)礦的品位、堿度要求以及各含鐵原料的燒結(jié)性能、熔劑的化學(xué)性質(zhì)，確定含鐵原料和熔劑的配比；再次通過配比、各原材料的價格、運費、制造費用、稅率等數(shù)據(jù)，計算出該配比下的燒結(jié)礦成本。通過各種計算結(jié)果，得到既能滿足燒結(jié)生產(chǎn)需求，又能滿足成本要求的質(zhì)優(yōu)價廉燒結(jié)礦的配比。

當(dāng)某一種燒結(jié)原料配比有變化時，又能實時反饋燒結(jié)礦冶金性能、燒結(jié)礦化學(xué)成分、成本的變化，通過這一變化，我們能迅速發(fā)現(xiàn)問題，并及時提出解決方案。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化配比方案，不僅能提高燒結(jié)礦的產(chǎn)、質(zhì)量，還有助于降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)資源的高效利用。

8  結(jié)語

燒結(jié)配料作為燒結(jié)生產(chǎn)最重要的一個環(huán)節(jié)，是燒結(jié)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的前提，而熟練掌握配料理論基礎(chǔ)知識、各原燃料的理化性質(zhì)、燒結(jié)性能是搞好配料工作的基礎(chǔ)。只有打好了基礎(chǔ)，我們才能更深入的研究配料計算、進(jìn)行成本核算，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低耗燒結(jié)礦創(chuàng)造良好條件。每個企業(yè)因規(guī)模、地緣、產(chǎn)品等條件的不同，對自身配料要求也不同，我們切不可盲目的進(jìn)行比較、復(fù)制、粘貼，因從自身條件出發(fā)，通過優(yōu)化配料配料方案，從而走出一條符合自身的經(jīng)營和發(fā)展之路。

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