安钢1号烧结机提高碱度稳定率的实践

李发展 刘月建 艾 硕 公 毅

1.前言

安钢1号烧结机投产于2005年，设计有预配工艺，进厂铁矿粉、石灰石粉、白云石粉及厂内回收物资如高返、钢渣、除尘灰、污泥等通过原料场预配室进行预配料，经二次料场堆、取料机“平铺切取”后，由皮带机送至烧结配料室料仓后与生石灰粉、煤粉、内返按工艺比例配料。由于原料场改造施工，场地缩短，单垛混匀料减少，只能供1号烧结机使用5-6天，致使每月换垛次数达到4-5次，且大修前仍在使用颚式破碎机破碎块状生石灰，生石灰粉质量和粒度得不到保证，而大修后投用的称量料斗频繁出现点击过热烧毁问题，影响了配料精度。由于这些原因，2018年初安钢1号烧结机碱度月稳定率（±0.10）仅为70%左右。通过技术人员通在原料稳定性控制、工艺及设备的改进、标准化操作上采取了一系列措施，2018年7月以来，1号烧结机碱度稳定率提升到80%以上。

2.提高烧结矿R稳定率的措施

2.1 改善混匀料质量

由于原料场改造施工占地，造成二次料场堆料场地狭窄，单垛混匀料只能供1号烧结机使用5-6天，垛中稳定供料只有3-4天时间，混匀料质量稳定性得不到保证。为此首先主要采取措施保证混匀料质量：一是减少配比变更次数，减少铁料品种，保持主结构不变，尽可能使一个配比执行两垛料以上；二是在无法保证两垛料配比完全一致的情况下，尽可能稳定连续两垛料的成分，尤其是保证混合料SiO2成分波动范围≤0.2%；三是合理控制堆料流量，增加堆料层数，在保证小品种铁料下料量稳定的同时，保证单垛混匀料堆料层数≥400层；四是加强配料设备的管理，加强配料秤的校验，稳定各仓下料量；五是加强上料管理，保证预配室及汽车回收料槽上料品种的准确性；六是改变炼钢污泥的配加方式，由之前的汽车铺底改为皮带秤按配比稳定配加，保证均匀性。七是保证熔剂的稳定配加，避免熔剂出现混料现象[1]。通过以上措施的实施，混匀料SiO2稳定率（±0.20%）从75%提升至了85%。

2.2 优化混匀料换垛方式

由于二次料场料条缩短，换垛周期只有5-6天，原先的换垛方式为本垛料尾全部用完后开始取用下一垛料头，料头料尾头尾相接，这样波动时间长达2-3天。为减少料头料尾的波动，技术人员对换垛操作做了优化：

一是减少料尾锥角部分成分波动对烧结矿R的影响，每垛料平段取用完毕后，料尾锥角段约500吨混匀料不再取用，采取均匀铺底的办法消化。

二是上一垛料即将使用完毕时，1号烧结机配料室开始腾空1个混匀料仓取用新料料头，料头与老料料尾部分搭配使用，料头配加比例为10%，使用量为2000吨。

三是上垛料料尾和本垛料料头使用完毕后，烧结机配料室腾空2个仓取新料备用，当其余3个仓老料存量剩余1/2时也开始取用新料，记录老料存量，推算老料预计使用完毕的时间，做到5个料仓的新料同时开始使用。

按照新方案执行后，料斗料尾波动时间被压缩在1天内，减少了烧结矿成分波动。

2.3 加强混匀料配料管理，保证配料准确性

1号烧结机配料室设计有5个混匀料料仓，在保证混匀料成分稳定上主要有：(1)尽可能增加混匀料圆盘开启台数，平均各仓混匀料成分，正常情况下要求5个圆盘同时开启，在设备检修情况下至少要保证3个圆盘同时开启；(2)坚持每8小时轮流查看一次混匀料皮带秤的皮重，发现皮重异常要及时排查原因并进行校正，发现皮带秤跑偏或者粘料要及时调偏或者调整刮料器。(3)坚持定期挂码校验皮带秤的准确性，尤其是涉及皮带称或周围设备检修时必须使传感器暂时脱离称量，避免损坏，施工结束后要第一时间安排皮带秤校验。日常点检时注意观察传感器周围是否有异物干扰称量精度。(4)圆盘下料斗或者皮带秤下料斗卡异物时要及时处理，避免皮带秤磨损影响精度。

2.4 改造除尘灰配加方式，实现稳定配加

1号烧结机大修前区域内四个除尘器的除尘灰采用螺旋、刮板机直接配加到一混滚筒前配料皮带或者返矿皮带上，由于没有计量控制，不能按照物料配比进行配料，对烧结过程影响较大，进而影响烧结矿产质量，同时开放式的除尘灰配加，对现场环境影响较大。

1号烧结机进行大修改造时新增了除尘灰气体输送工艺，将4个除尘器产生的除尘灰通过仓泵和输灰管道输送到配料室改造后的7号、8号仓，然后通过星型卸灰阀和螺旋称实现除尘灰的定量配加，不仅实现了各除尘器不同种类除尘灰的混匀，实现24小时按比例连续配加，有效地减少了烧结混匀料成分的波动，同时稳定了混匀料水分和配碳量，进而保证了烧结趋势和烧结矿质量的稳定，而且解决了现场除尘灰抛洒扬尘的问题。

2.5 改造生石灰配料设备，保证稳定配加

2.5.1 生石灰配加设备改造

1号烧结机大修前使用的生石灰配料设备为星型卸灰阀、螺旋称和消化器，由于星型卸灰阀设备条件限制，在生石灰配比较小时存在下料量波动的问题。大修将生石灰料仓移位后，生石灰配加设备改为了星型卸灰阀、称重料斗和皮带秤的结构。

由于设备选型以及星型卸灰阀变频器和称量料斗配合的原因，新设备投用后频繁出现电机过热烧毁和减速机损坏的设备事故，对生产稳定带来较大影响。技术人员在反复研究原因后，决定修改称量料斗存料量与星型卸灰阀变频速度的连锁方式，以称量料斗存料量上下限来控制星型卸灰阀的开停，既满足了称量料斗连续供料的要求，又避免了星型卸灰阀长时间低速运行容易过热烧毁的问题。同时在称量料斗两侧各加装了一台小振动器，定时自动开启，可有效防止称量料斗粘料，保证生石灰下料的稳定性[2]。

2.5.2 生石灰仓震仓装置改造

为降低输送成本，1号烧结机使用压缩空气输送生石灰，但压缩空气水分含量高，容易导致生石灰在配料室仓内出现结块、板结，影响生石灰下料的稳定性，为此对生石灰震仓装置进行了改造，将传统的仓壁震动器更换为悬笛声波震仓装置，震仓效果更好，能有效减少仓壁粘料，保证了生石灰下料的稳定[3]。

2.6 规范碱度调整方法，实现平稳调控

生产过程中碱度调整分两种情况，一种是正常情况下碱度稍微偏离的修正；第二种是出现R废样时快速判断原因并进行修正。两种情况对应两种不同的调整措施，技术人员对此做出了标准化的管理规定，并制定了检查考核制度：

2.6.1 碱度略微偏离情况下的灰比调整

一般正常情况下，R的调整以近5个成分SiO2的均值为基准，在未换料、未调整熔剂结构的情况下，碱度调整以稳定CaO含量为准绳。当SiO2表现正常，而CaO出现较大幅度波动引起碱度波动时，要第一时间从配料室熔剂秤皮重、下料准确性、熔剂仓位、熔剂质量变化查找原因并迅速排除，并根据计算值调整生石灰配比，使得CaO回归正常范围。

表1 碱度考核基数为2.0倍CaO参考范围

表2 碱度考核基数为2.05倍CaO参考范围

表3 生石灰配比与烧结矿CaO含量对应参考数据 %

表4 2018年1号烧结机指标提升对比 %

CaO基准=近期平均SiO2×R基数。

正常情况下，同一个配比结构的SiO2含量应保持相对稳定，上下浮动应在±0.15较为正常，同样，可根据相对稳定的SiO2含量确定一个CaO基准，并对应一个较为稳定的生石灰折合配比(即生石灰、白云石、石灰石粉三熔剂折合成生石灰后的配比)。

SiO2含量确定之后，对应范围进行调整见表1、表2。以生石灰有效CaO含量平均77%计算，调整生石灰配比对应烧结矿CaO含量的变化见表3。

2.6.2 碱度出现废样情况下的灰比调整

当因SiO2波动造成碱度废样时要第一时间查明：确认铁料是否出现混料、配料室各秤下料是否正常，生石灰、青石粉、钢渣质量有无变化等等，发现问题及时排除，SiO2应能恢复正常。如未发现问题或问题无法排除，要立即展开碱度调整。

（1）当因SiO2偏差，使得碱度出现1个废样时，应立即安排自带样分析。如自带样的SiO2正常可先不做调整，第二个成分样再做调整。如自带样与成分样SiO2均同向偏离正常值，应以两点平均值为基准按计算值对灰比做“1/2”调整。

（2）第2个成分样对灰比调整具有至关重要的作用。第2个和第1个成分样要对比SiO2和CaO的水平，如连续两个成分样的SiO2同向偏离正常值，碱度出现连续废样，应以两点平均值为基准按计算值对灰比做“100%”调整。如连续两个成分样的SiO2同向偏离正常值，但第2个成分样偏离程度较小，碱度未废，则前期调整应做“1/2”回调。如第2个成分样回归正常或有反向偏离，可判断第1个成分样有偏差，灰比可不做调整，已调整的也要回调正常。

（3）由于烧结机生产过程需要3小时左右，而烧结矿取成分样会提前2小时。故生石灰配比调整后，参考检查站取样时间，约在4-6小时后化验成分中才能显示调整效果，即第3个成分样。此时再要根据检查站取样时间反推当时灰比，根据3个成分样SiO2平均值及CaO走势对灰比进行微调或回调。根据实践经验，当第3个成分样时，前期所调灰比至少应做“1/2”回调，如第3个成分样碱度已达到中线或中线偏反向0.05%的水平，应立即做“100%”回调。

3.改进措施实施后的效果

通过以上系列改进措施，在原料场施工使用回收杂料等不利条件下，1号烧结机烧结矿碱度稳定率从低于70%提升至了85%以上，通过稳定碱度控制，烧结矿FeO稳定率、TFe稳定率均得到了提升（见表4）。

4.结论

提高烧结矿碱度稳定率可以保证烧结矿冶金性能的稳定，进而保证高炉炉料结构的稳定，对高炉强化冶炼意义重大。在烧结生产实践中要从稳定原料条件、工艺设备保证、操作调整优化等多方面综合采取措施。在烧结矿碱度出现异常波动时要采取科学的调整方法予以纠偏，同时要强化相关管理考核制度的约束，才能促进烧结矿碱度稳定率的提升。