安钢360 m2 烧结系统改善烧结矿粒度组成的途径探析

孙沛勋 吕 文 刘月建

（安阳钢铁股份有限公司）

0 前言

随着炼铁技术的进步和高炉大型化的发展，“精料方针”越来越受到行业的高度重视，不仅仅表现在对入炉烧结矿的品位和冶金性能方面，而且对烧结矿的物理性能指标也提出了更高的要求。国内外大量的研究和实践证明，入炉烧结矿粉末的增加直接影响着高炉炉况的顺行，2 000 m3以上大型高炉，尤其是4 000 m3以上特大型高炉对烧结矿的粒度组成要求更为严格。

1 烧结矿粒级现状及影响因素分析

1.1 360 m2 烧结机烧结矿粒级组成现状

对近两年360 m2烧结系统烧结矿粒度分布进行了统计，发现烧结矿中≤10 mm 含量居高不下，具体数据见表1。

表1 2018 年～2019 年安钢360 m2 烧结机烧结矿粒度组成统计

1.2 烧结矿粒级组成影响因素分析

一般来说，烧结矿的粒度组成与烧结混合料的原始状态、烧结过程、筛分系统运行效率等密切相关。结合360 m2烧结系统的工艺装备和实际生产情况，分析认为影响烧结矿粒度组成的主要因素体现在：

（1）个类除尘灰配加均为散装形式，配加稳定性较差，影响烧结混合料的水碳稳定，最终影响烧结过程的稳定性，从而造成烧结矿粒度组成变差。

（2）一、二次混合机内衬选型不合理，除造成混合机内衬磨损和倒料外，也不利于混合料的混匀和制粒，混合料平均粒径较小，影响烧结过程的透气性以及烧结矿粒度组成。

烧结机漏风率较高，不利于提高料层厚度，厚料层烧结技术难以实现，导致强度较差的表层烧结矿含量和内循环返矿增加。

（3）筛分系统设备选型不合理，筛分效率低，不仅影响烧结矿粒度成，也对铺底料粒度和料量造成影响。

2 改善烧结矿粒度组成的措施

2.1 除尘灰受、配料装置改造

将除尘灰入仓运输模式改为气体输灰模式，配料室三个熔剂仓改造为集中粉尘仓，仓体密封，拆除仓上行走皮带机及密封罩。料仓下部配料设备改为手动插板阀和星型给料机。将机头、机尾、配料、整粒除尘灰和转炉除尘灰配加改造为气体输灰后，现场环境得到了改善，除尘灰实现精确计量控制，大大稳定了除尘灰的配加量，提高了配灰质量，稳定了混合料的水碳和返矿平衡，改善了烧结矿的粒度组成。

2.2 混料系统的技术改造

为改善混合机制粒效果，换用新型陶瓷衬板，即针对物料对筒体内不同位置的功能要求，对筒体内衬板进行优化组合，重新规划设计滚筒内部衬板，加强推进、混匀、造球和排料功能。衬板分推进段、混匀段、反向强制造球、排料段四段设计，改造后不仅解决了滚筒粘料和倒料问题，最重要的是提高了混合料造球效率。从实际使用情况和数据分析看，混合料平均粒级提高了8.98%，改善了烧结透气性，实现了均质化烧结，提高了烧结矿强度，具体数据见表2。

表2 混合机更换新型衬板前后混合料粒度组成对比

从表2 可以看出，衬板更换前后，≤1 mm 和1～3 mm 的占比分别减少了-4.45%和-5.16%，3～5 mm、5～8 mm和≥8 mm的占比分别增加了5.27%、3.92%和0.37%，平均粒径增加了0.38 mm。

2.3 使用烧结机密封新技术

为降低烧结机漏风率，烧结机头密封由原来的固定式风箱支管改造为密封板＋旁路抽风自动振打装置，实现了机头散料定期放料，延长了机头密封板的寿命。同时，在机尾部密封段增设1.5 m风箱支管，代替密封板硬密封，相应增设23#支管阀门来调整风量。烧结机滑道密封由原来的弹性油脂密封改为新技术柔性密封。改造后，不仅大大提高了烧结机机头、机尾的密封效果，减少了密封板的磨损，缩短了密封板的更换周期，同时利用尾部热量的优势，提高了有效抽风面积7.5 m2，延长了烧结反应时间，降低了烧结矿急速冷却带来的强度下降和返矿量增加。滑道密封改造后不仅降低了烧结机漏风率，而且实现了由800 mm 到850 mm 的厚料层烧结。

2.4 投用烧结烟气循环系统

根据大烟道连接降尘管中废气温度、含氧量以及组成成分的不同，借鉴一些先进钢铁企业的成功经验，安钢360 m2烧结机采用烧结烟气内循环方式，通过循环风机将烧结机尾部温度较高部分的风箱烟气直接抽入新增的烟道，在多管除尘前的烟箱混合器中混匀，最后进入烧结台车上的烟气罩内。该装置不仅可以实现烧结烟气的循环再利用，同时降低了进入脱硫系统烟气的总量，还可以提高烧结料温，抑制过湿层的形成，改善烧结矿的物理性能，提高了烧结矿强度。1#烧结机烟气内循环工艺流程如图1 所示。

图1 1#烧结机烟气内循环工艺流程

2.5 筛分系统设备换型改造

为改善烧结矿筛分效果，分别对筛分室1 系列1#筛，2 系列3#、4#筛进行了改型，由原来的椭圆等厚筛改为复合筛，提高了筛分效率，稳定了烧结矿粒度组成，其中铺底料粒级由原来的6～12 mm改为10～18 mm，有效杜绝了粒度过小易被风机抽入风箱内，造成对风箱等设备的磨损通过。对铺底料闸门进行改造后，实现了铺底料厚度的垂直调节，在烧结机运行过程中可以根据生产参数的变化调整铺底料的厚度，降低了铺底料的循环浪费和设备的启停，改善了烧结矿的强度指标。

3 应用效果

2019 年以来，通过采取设备改造、工艺技术优化等措施，烧结矿粒度组成得到显著改善，其中筛分指数和≤10 mm 含量明显降低，为高炉长期稳定高产、低耗奠定了强有力的基础， 2019 年以来烧结矿筛分指数、≤10 mm 含量及平均粒径的走势如图2、图3 所示。

图2 2019 年以来烧结矿筛分指数走势

图3 2019 年以来烧结矿≤10 mm 含量及平均粒径走势

4 结论

烧结矿粒度组成的好坏对高炉冶炼具有重要意义，尤其是烧结矿筛分指数、≤10 mm 含量以及平均粒径指标。2019 年以来，通过分析制约烧结矿粒度组成的影响因素，并针对性地采取措施，取得了显著成效。

（1）通过对除尘灰受、配料装置的改造，稳定下灰量，对厚料层布料提供了稳定支撑。

（2）通过对烧结机混料系统的技术改造，强化了造球，改善了烧结料层透气性，实现了均质化烧结，提高了烧结矿强度。

（3）通过使用烧结机柔性滑道密封新技术，降低了漏风率，延长了烧结反应时间，降低了烧结矿急速冷却带来的强度下降和返矿率升高。

（4）通过对烧结矿震动筛的设备换型升级，提高了筛分效率，改善了烧结矿的物理性能。