烧结混合制粒工艺的比较

陈 鹏

（中冶长天国际工程有限责任公司，湖南 长沙 410000）

烧结混合制粒工艺的比较

陈 鹏

（中冶长天国际工程有限责任公司，湖南 长沙 410000）

针对烧结中混合制粒的不同工艺配置形式进行对比和分析，对一段混合、两段混合、三段混合和强力混合机在混合制粒中的应用，以及小球烧结的MPS混合制粒工艺和HPS混合制粒工艺进行对比。

混合制粒；圆筒混合机；强力混合机；HPS；MPS

1 概述

混合制粒工艺是烧结生产工艺流程中十分重要的环节，混合是将配料过程中的各组分仔细混匀，制粒是将物料制成粒度适宜，具有良好透气性的混合料。混合制粒的目的：第一，将配料室配好的各种物料进行混匀，得到成分比较均一的混合料；第二，在混合过程中加入烧结料所必须的水分，使烧结混合料为水所润湿；第三，进行烧结料的制粒，得到粒度适宜具有良好透气性的混合料。根据混合的段数，混合制粒有一段、两段和三段工艺。一段混合制粒工艺采用一段圆筒机完成烧结料的混匀和细粒物料的制粒，这种工艺在早期的烧结生产中有应用，且原料条件以粗粒粉矿为主。两段混合制粒工艺一般由前后两台圆筒混合机及胶带机组成，第一段混合机主要完成烧结料的混匀，第二段混合机主要完成混合料的制粒。而三段的混合制粒工艺是随着烧结机大型化的发展，厚料层烧结技术需要采用强化治理的措施而逐渐采用的。随着相关混合技术的发展和烧结原料粒度的下降及原料品种的增加，有的烧结厂已经开始采用强力混合机取代第一段的圆筒混合机。而在二段制粒阶段也有采用两或多台较小规格的圆筒制粒机来取代单台大规格的圆筒制粒机的配置。

2 混合制粒工艺流程

2.1 两段圆筒的混合制粒工艺流程

常规的混合制粒流程为，所有的物料在配料室按照一定配比添加到混合料胶带机，由胶带机给料至一次混合机，在一次混合机内加水，将物料混合均匀。之后，物料进入二次混合机进行制粒，二次混合机一般是由一台圆筒混合机组成，物料在二次混合机内进行制粒，同时在二次混合机内加水，进一步调整混合料的水分，并使物料制成合适的粒度，二混之后的物料，直接运往烧结机进行烧结作业。这种配置的混合制粒的工艺流程是最为常见的，应用在目前的大多数烧结厂。

2.2 三段圆筒的混合制粒工艺流程

在有些大型的烧结厂，为了进一步延长制粒时间，将混合制粒工艺设置为三段式配置，一混为烧结混合料的混合，二混、三混为制粒。所有的物料在配料室按照一定配比配料，进入一次混合机，经过一次混合机的混匀后，物料进入二混、三混进行制粒，三混之后的物料，直接运往烧结机。常规流程的两段、和三段的区别在于在制粒阶段，多了一台制粒机段。如果混合制粒时间足够，两段式的配置也可满足生产要求。否则，应再增加一段制粒机，延长制粒时间，以达到合适的制粒效果。

2.3 采用强力混合机的混合制粒工艺

在烧结工程中，随着精矿的比例的增加及各种其他含铁物料的加入，对物料的混合提出了更高要求，因此，需要采用采用合适的混合制粒工艺和设备。强力混合机一般用来代替一段的圆筒混合机。采用强力混合机的混合制粒流程也可分为两段式和三段式，强力混合机一般作为一段的混匀设备，二段和三段则采用圆筒制粒机作为制粒设备。采用强力混合两段式的的混合制粒工艺，其二段的圆筒制粒机既可以是单台的大规格的圆筒制粒机，可以是多台并列布置的小规格的圆筒制粒机。三段式的混合制粒流程，即一段采用强力混合机作为混匀设备、二段三段采用制粒机作为制粒设备。由于强力混合机的结构形式，内部配有转子，转子上设有桨叶，而烧结返矿对桨叶的使用寿命有较大影响，所以考虑到强力混合机考虑检修的问题，返矿不直接进入强力混合机，而是加在强混之后的胶带机上，物料进入之后的制粒阶段，或者在强力混合机处设置旁通，当强力混合机检修时，物料不经过强力混合机直接进入后续混合机。

2.4 HPS ( 两段圆筒一段圆盘) 混合制粒工艺

HPS混合球团烧结，属于小球团烧结工艺，是将铁矿粉、返矿、熔剂和燃料加水混合造球，制成直径5～10mm的小球，并且在小球表层裹一定比例固体燃料，然后进行烧结。小球团烧结法与普通烧结法相比 ,增加了强化制粒和外滚煤粉工艺环节。强化制粒是在一、二混之间增加圆盘造球机，将混合料制成 5～10mm的小球。 燃料分加是在配料室配加 20%～30%的内配煤粉，造球后再配加70%～80%的外配煤粉，外配煤包裹在生球表面，可改变烧结过程中燃料的燃烧条件，改善料层透气性，使生产能力提高，燃料消耗降低。外滚煤的作用，一是使外配煤粉均匀而牢固地粘附在生球表面，二是生球再次经过一段时间的滚动，使其表面光滑，进一步提高料层透气性。

2.5 MPS法（三段圆筒）混合制粒工艺

MPS法是在三段圆筒混合制粒工艺的最后一段圆筒制粒外滚煤粉70%～80%。一混进行物料的混合，二混进行物料的制粒造小球，造好的小球在进入三混前，按比例配入细煤粉，三混为滚煤机，煤粉裹在小球表面，裹覆压实，从三混出来的混合料直接进入烧结机。该工艺具有改善料层透气性，可提高料层厚度，改善烧结矿强度、提高利用系数和降低燃耗等特点。

2.6 混合制粒工艺比较

（1）采用粉矿烧结或精矿配比不高时，采用两段圆筒混合机的混合制粒工艺可以满足生产的需求。而且，圆筒混合机结构简单，工作可靠，这种配置也是目前国内烧结厂的常用配置。（2）大型烧结厂为了延长制粒的时间，采用三段的混合制粒工艺，一混采用圆筒混合机来混匀物料，二混、三混采用圆筒制粒机，以满足制粒的时间要求。相对于两段的圆筒混合制粒，多了一段的圆筒的配置，能有效的改善物料的粒度组成，减少3mm以下的物料的比例。（3）随着强力混合机在烧结中的应用，有些工厂使用强力混合机来代替一次混合机，制粒阶段仍然采用圆筒制粒机。强力混合机的混匀效果要比圆筒混合机好，但是强混的检修频率较圆筒高，所以在这种工艺流程配置上，一般要考虑物料的旁通流程，当强力混合机检修时，物料不通过强力混合机，直接进入后面的混合机；或者，返矿不进强力混合机，而是将其加到强力混合机的出料胶带机上，以避免返矿对强力混合机的桨叶的过度磨损，从而增加强力混合机的检修频率。（4）在高精矿配比条件下，常规的两段混合制粒不能满足要求，要采用强化制粒的措施，才能保证制粒的效果，所以这种情况下可以采用小球烧结的方法来改善制粒效果，如采用HPS（两段圆筒一段圆盘）混合制粒工艺，或者采用MPS（三段圆筒）混合制粒工艺，即一段混合，二段制粒，三段外滚煤。研究结果表明，当制粒时间小于8min时，MPS法的制粒效果优于HPS法，其相应的烧结速度、利用系数和烧结矿落下强度也更好。制粒水分为7.0% 时，MPS法的各项指标均超HPS法。MPS法与HPS法都能较好地形成铁酸，但MPS法烧结的烧结矿铁酸钙含量更高，铁酸钙结晶完善、理想、强度高，还原性好，在工厂生产时可以用MPS法代替HPS法。不论是HPS还是MPS这两种工艺配置的制粒效果、烧结矿产质量、烧结矿的矿像和冶金性能都要优于常规的烧结方法。在这两种工艺配置中也可用强力混合机代替一段圆筒混合机。

3 混合制粒的设备

混合制粒过程中常用的混合与制粒设备有：圆筒混合机、滚煤机、强力混合机、圆盘造球机等。圆筒混合机结构简单，生产能力大，操作维护方便，设备作业率高，混匀效果较强力混合机略低。滚煤机的结构形式同圆筒制粒机类似。强力混合机设备体积小于圆筒制粒机，混匀效果好，单体设备能耗也要小于圆筒混合机，但是强力混合机的设备作业率要低于圆筒混合机，尤其在混合料中的冷返矿对其桨叶的寿命影响很大，需要经常更换桨叶，所以在选用强力混合机的时候，一般都要设置旁通系统，以确保强力混合机故障时生产的连续性，或者将返矿在强力混合机之后添加，但是这对物料的混匀有一定的影响。其次强力混合机目前的使用基本上采用进口设备，设备本体价格较高。圆盘造球机作为制粒设备，其造球性能满足制粒的要求，其制粒的能力和圆筒混合机差不多，但是其单台的设备能力不高，在大型烧结厂，需采用多台圆盘造球机的复杂配置，国内生产的圆盘直径一般为6m，当规格进一步加大，就需要采用进口设备。

4 结语

（1）烧结混合制粒由早期的一段混合制粒、发展到二段混合制粒、三段混合制粒，是随着烧结物料的变化而变化的，是混合制粒的工艺流程为了适应物料的变化和烧结机的大型化带来的厚料层烧结工艺而产生的。（2）在各种混合制粒的工艺配置中，应结合烧结厂的原料条件，烧结机的生产规模，以及烧结厂的工艺配置来确定采用何种流程。早期的一段混合制粒已不能适应现在的烧结厂的情况，两段混合和制粒，三段混合制粒，HPS，MPS，以及强力混合机在烧结上的运用，都极大地改进了混合制粒的效果，提高了烧结矿的产量，并降低了能耗，提高了烧结矿的质量，对烧结有很大的促进作用。（3）具体的混合制粒工艺要从原料条件和现场的具体情况来考虑。在工程设计中，根据具体的原料条件选择合适的混合制粒工艺配置，以提高烧结矿产量和质量，降低能源消耗。

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TF046.4

A

1671-0711（2017）04（下）-0075-02