提高烧结矿产量和质量的实践

刘 佳，张文政

（天津天钢联合特钢有限公司，天津301500）

0 引言

随着钢铁业的发展，高炉对入炉原料要求越来越严格。天津天钢联合特钢配备了2台230 m2烧结机，三座1 080 m3高炉，两座500 m3高炉，烧结和炼铁产能不匹配，烧结矿产量缺口较大，如何提高烧结矿产量是公司目前研究的重要课题。烧结矿是高炉生产的主要原料之一，其配比达到70%以上，烧结矿质量能否满足高炉使用要求也显得越来越重要。现代烧结工艺是基于铁酸钙固结理论为基础，以生产高品位、高强度、高还原性的优质烧结矿为目的[1]。为了提高烧结矿质量，我们主要从优化烧结配矿及熔剂结构、提高混合料温度、烧结机漏风治理、提高烧结料层厚度、稳定混合料水碳含量等方面开展研究，通过进行工艺优化和技术创新，实现烧结矿产量的提高、质量改善的目的。

1 影响烧结矿产量和质量的因素

1.1 烧结配料结构影响

在烧结生产工艺过程中的混合料是由含铁混匀矿、各种熔剂以及燃料等按照适量配比进行混配而成，而含铁混匀矿是各种铁矿粉、含铁返回料等按照一定的比例混配而成。烧结配料是要根据各烧结原料的供应情况、储备情况、消耗情况，综合考虑烧结矿的产量和质量指标的需求情况，同时要兼顾烧结矿成本情况。

1.2 烧结熔剂结构影响

自熔性烧结矿要满足高炉所需的各项理化指标，必须在混合料中配加一定量的生石灰、石灰石和白云石等各种熔剂。配加熔剂结构的不同会对烧结矿强度、碱度、还原性、低温还原粉化率和混匀料粒级分布等各项理化指标产生影响，这些指标会直接关系到高炉冶炼的稳定顺行，从而对生铁产量及炼铁成本产生影响。

1.3 混合料温度影响

提高烧结混合料的料温可以有效抑制烧结过湿现象，当混合料料温提高至水分冷凝的露点温度以上时，可以防止水分的冷凝，抑制烧结料过湿层的生成，改善烧结料层的透气性，有利于烧结矿产量和质量的提高，为厚料层操作创造了条件。

1.4 烧结机漏风率影响

烧结台车漏风问题会致使烧结矿产量下降、电耗和成本增加，烧结台车的漏风治理是提高烧结矿产量、质量，降低成本的最直接有效措施。

1.5 烧结料层厚度影响

由于烧结燃烧反应是自上而下的，料层越厚料层中下部蓄热作用越强，在有效改善烧结料层透气性的条件下，可以提高烧结矿产量和质量，减少固体燃耗。

1.6 混合料水含量影响

混合料的水含量是保障溶剂消化、改善造粒效果，提高料层透气性的重要指标，水分过高会影响料层的透气性和烧结燃料消耗，水分过低会影响混合料粒度强度，影响烧结矿的强度和成品率。

1.7 燃料粒度影响

合适的固体燃料粒度等级和粒度分布可以提高烧结机利用系数，使烧结矿成品率、转鼓指数、平均粒径等指标明显改善,同时也可以降低固体燃料消耗和高炉返矿率。

2 提高烧结矿产量和质量的措施

2.1 优化烧结配矿结构

根据国际市场以及港口各种铁矿石市场价格变化，及时进行各种铁矿粉的性价比测算，从而保证在满足烧结矿质量的前提下降低采购成本，实现优化配矿结构，高性价比的进行配矿生产。公司对多种粉矿进行性价比测算，根据各种铁矿粉的特性，结合以往的生产实践，确定合适的原料结构。同时进行烧结杯实验研究，通过对烧结矿粒度组成、铁酸钙生成性能、垂直烧结速度、转鼓指数和低温还原粉化率的测定，确定最终的原料组成。

每次配料后要根据生产情况、产量情况、质量情况、成本情况进行分析总结，分析此次配料结构的优缺点，不断积累配矿经验，稳定和优化配料结构，合理进行不同的原料搭配，提高烧结机利用系数，改善烧结矿质量，提高烧结配料的性价比。

2.2 优化烧结熔剂结构

通过生产实践和分析对比，从提高烧结矿产量和质量的方面考虑，优化了熔剂结构，采用高活性度石灰作为混合料的主要熔剂，不配加石灰石熔剂，充分利用高活性石灰的黏结作用，提高混合料的制粒效果，改善混合料的粒度组成，提高烧结料层的透气性。为保障生石灰的充分消化，不产生烧结矿“白点”现象，采用严格控制生石灰的活性度（活性度大于300 mL）、一混喷加热水、延长混合制粒时间等措施，充分消化生石灰。

2.3 提高混合料温度

通过利用烧结产生的废气热量将水分转化成220℃的饱和蒸汽，再利用过热器将饱和蒸汽升温至240℃形成过热蒸汽。在烧结混合料料仓内喷吹240℃的过热蒸汽提高烧结混合料的料温，使混合料料温升高至76～82℃。

2.4 烧结机漏风治理

首先在油板内侧安装固定斜板，从而在斜板与静油板和动油板的内侧面之间形成油槽，起到液相密封作用，有效降低台车漏风率；其次加强台车螺纹孔处密封，在台车螺纹杆处套装密封垫片和圆周压片减少螺纹处漏风；最后注重日常维护，采取“逢修必治”，最终将烧结机漏风率有效控制在35%以下，实现烧结的电单耗降低至16 kWh/t，煤气单耗降低至18 Nm3/t，烧结利用系数提高至1.8 t/m2·h的目标。

2.5 提高烧结料层厚度

为了提高烧结机的料层厚度，对烧结机台车设备进行了栏板加高改造，栏板高度由700 mm增加到850 mm[2]；同时将布料器的辊间隙进行调整，从而减小了烧结机混合料的布料粒度偏析情况；对烧结机的平料器进行改造，由之前的一体式改为分段式，提高了烧结机的料面平整度，使烧结速度在台车横断面上均匀一致。

另外将台车宽度由4 m加宽至4.5 m，在接触面制作迷宫型接触，将栏板厚度提高至30 mm，将烧结机滑道整体进行更换，将滑道下缺失的垫片全部补齐。增加了烧结台车的强度，减少了台车的漏风量。

通过烧结台车的改造，提高了烧结料层的厚度，使烧结机的产量提高了10.32%。烧结机改造前后工艺指标对比见表1。

2.6 稳定混合料水含量

将烧结混合料水含量控制在8.5±0.5%，通过高水分配加来改善烧结混合料的粒度组成，提高烧结料层的透气性；并且为抑制高水分条件下的过湿现象，将结混合料料温控制在76～82℃，高于结露温度，以充分发挥水分在烧结料层中的润滑作用，进一步改善烧结料层的透气性，从而实现固体燃料消耗降低至42 kg/t以下，有效实现烧结过程CO2减排。

表1 烧结机改造前后工艺指标对比

2.7 减少燃料偏析稳定粒度等级

对于燃料粒度偏大的问题，主要从燃料加工和设备维护等方面制定措施。要随时监测燃料破碎粒度，发现问题及时检查四辊破碎设备状况以及操作规程执行情况。通过严格执行四辊破碎操作规程，优化四辊破碎的给料量，及时调整四辊破碎的辊间隙，加强设备维护等措施，保障了燃料破碎的粒度要求。燃料粒度-200目占比由70%提高到85%，降低了布料时的燃料偏析。

3 结语

通过优化烧结配矿及熔剂结构、提高混合料温度、烧结机漏风治理、增加烧结料层厚度、稳定混合料水碳含量等措施，烧结机利用系数由原来的1.646 t/（m2·h），提高到平均1.816 t/（m2·h），转鼓指数由原来的77.87%提高到78.72%，固体燃耗也由46.31 kg/t降低至 41.70 kg/t，烧结矿 5～10 mm 和＜5mm粒级占比分别降低了0.6%和0.4%，小粒级部分减少，大粒级明显增多，改善了高炉的透气性。烧结矿产量稳步提高，烧结矿质量明显改善，烧结固体燃料消耗显著下降，对钢铁行业的降本增效有很大的意义。