劉京
( 新余鋼鐵集團有限公司，江西新余338001)
摘要: 在新鋼6 號燒結機上進行低負壓點火燒結工業試驗，試驗結果表明: 低負壓點火有利于提高垂直燒結速度、增加產量、改善燒結礦質量，同時使煤氣消耗減少、電耗減少，但固體燃耗略有上升。針對新鋼6 號燒結機生產現狀，對低負壓點火燒結過程中減少燒結固體燃耗提出了改進建議。
關鍵詞: 低負壓點火; 燒結過程; 垂直燒結速度; 料層透氣性
0 前言
燒結點火的主要目的是將混合料中的固體燃料點燃，在抽風的作用下使料層中的燃料繼續燃燒。
在該過程中，隨著溫度的上升，表面混合料經歷了水分蒸發、結晶水脫除、燃料燃燒、固相反應、熔化、結晶、燒結礦的形成等一系列物理化學反應［1］。這一切過程都與點火的好壞有直接關系。影響點火的主要參數有點火溫度、點火時間、點火強度和煙氣中的含氧量。煙氣中的含氧量通常是通過調節點火空氣的流量來控制，點火溫度、點火時間和點火強度則都受到點火負壓的影響。
目前國內大多數燒結廠都采用高負壓大風量點火制度，利用大功率的主抽風機使燒結單位面積風量達85 ～ 110 m3 /( m2·min) 。大量生產實踐證明: 點火負壓提高后，增加了滲入點火器的冷風量，縮短了點火熱量通過料層的時間，從而達不到要求的點火溫度和時間，弱化了料層的蓄熱作用，并且高的點火負壓使混合料層不均勻收縮加大，下層物料被上層物料擠壓緊實，料層透氣性降低，影響了燒結過程中的熱量傳遞及物理化學反應速度。
為改善這種燒結點火制度的使用效果，新鋼在6 號燒結機進行了低負壓點火燒結技術工業試驗，研究低負壓點火對燒結過程的影響。
1 低負壓點火燒結工業試驗
1． 1 試驗方法及過程
于2015 年7 月1—15 日在6 號機進行了低負壓點火試驗。在試驗期間，將1 號、2 號、3 號風箱翻板關閉，使燒結機點火負壓由原來的13 ～ 14 kPa 降低至5. 5 ～ 6. 5 kPa。在其他生產參數條件不變情況下( 混合料水分率9. 5% ～ 10%，料層厚度720 mm等) ，對不同時間段采用相同鐵料品種的燒結過程參數進行分析。試驗前和試驗期間的鐵料配比情況見表1。
不同時間段的混勻礦配比成分有所不同，通過計算，選取了各礦種實際配比相似且堿度相同的時間段的生產數據，以盡可能減少原料差異對生產數據造成的影響。
1． 2 低負壓點火對燒結過程的影響
在實際生產過程中，最能直觀反映燒結過程變化的參數是燒結機各風箱的負壓和溫度的變化。試驗前和試驗期間風箱負壓情況見表2。
從表2 可以看出，采用低負壓點火技術后，燒結后續過程中料層負壓降低了約2. 5 kPa。這是因為在低負壓點火過程中，由于點火時的抽風負壓小，減小了上部料層對下部料層的擠壓力，使得料層相對松散，料層透氣性較好。這些有利于提高垂直燒結速度和燒結礦的產質量。
試驗前和試驗期間各風箱溫度對比見圖1。
從圖1 可以看出: 低負壓點火時，各風箱溫度普遍高于高負壓點火時的溫度; 低負壓點火時，后部風箱( 16 號～ 24 號) 溫度升高速率明顯加快; 低負壓點火時，燒結終點前移，由原來的24 號風箱變為23號風箱。
這是由于低負壓點火改善了燒結料層透氣性，使得熱量的傳遞更為迅速，燒結過程中各種化學反應產生的熱量更容易通過料層，因此風箱溫度普遍高于高負壓點火時的風箱溫度。熱量的快速傳遞有利于燒結過程自上而下迅速進行，表現為16 號～ 24 號風箱溫度升高速率加快，即垂直燒結速度加快，有利于提高燒結礦的產質量。達到燒結終點意味著燒結過程的結束，燒結終點從24 號風箱前移到23 號風箱，有利于加快燒結機機速，提高燒結礦產量。
2 低負壓點火對產質量指標的影響
2． 1 低負壓點火對燒結礦質量的影響
試驗前和試驗期間部分產質量指標見表3。
從表3 可以看出，在采用低負壓點火制度后，燒結礦轉鼓指數上升了0. 1%，篩分指數下降了0. 16%，說明細粒燒結礦含量減少。主要原因是相對于高負壓點火，低負壓點火料層透氣性好，溫度傳遞速率快，混合料溫度升高迅速，制粒小球在劇烈的溫度變化中更易發生破碎，導致小顆粒成品燒結礦含量增加，表3 中5 ～ 10 mm粒級燒結礦含量的增加也從側面證實了這一點。
返礦率由高負壓點火時的20. 9% 降至19. 5%，產量增加了7. 4 t /h。這是由于燒結點火負壓低時，混合料料層結構松散，透氣性好，因此垂直燃燒速度快，使得燒結終點前移，在生產過程中通常會提高燒結機機速，保證余熱發電系統的運行，從而使得點火時間又相應地縮短了，最終導致表層燒結礦強度差，易破碎，返礦率增加; 而下層燒結礦由于透氣性好，化學反應穩定，因而生成的燒結礦結晶完全，強度增加，所以燒結礦產量增加。
2. 2 低負壓點火技術對燒結能耗的影響
試驗前和試驗期間能耗指標的變化見表4。
從表4 可以看出，低負壓點火時，煤氣消耗減少、燃料消耗增加、電耗減少。在低負壓點火過程中，機頭點火段抽風壓力小，點火煤氣易聚集在料層表面，不會被抽入料層過深而導致浪費，即消耗較少的煤氣就可以達到燒結點火要求的溫度。固體燃耗上升主要是因為料層傳熱加快，蓄熱性降低，熱量散失增加( 從圖1 可以看到，低負壓點火燒結廢氣溫度明顯比高負壓點火時高) ，而且低負壓點火燒結過程中料層之間空隙更大，為滿足各種物理化學反應速率需要增加熱量，使生產中固體燃耗增加。電單耗降低是因為低負壓點火料層透氣性好、煙道負壓降低( 見表2) ，使得主抽風機負荷減小，耗電量下降。
3 低負壓點火制度改進建議
對于低負點火制度的改進重點應集中在如何減少燒結固體燃耗上，主要應以保證料層有適宜的垂直燒結速度為主。
1) 適當提高點火負壓。將點火負壓由原來的5． 5 ～ 6． 5 kPa 提高到6． 5 ～ 8 kPa，達到低負壓點火要求的1 號～ 3 號風箱負壓為燒結抽風負壓的60%左右［1］。這樣可以使料層不過于松散，有一定的緊密度。
2) 布料操作時可以采取少許堆料或增加壓輥的措施，給料層表面適宜的壓力，既不夯實料面，又不使料面過于松散，這樣有利于提高料面的成礦率。
3) 點火過程中可以適當提高點火溫度，使料面輕微過熔。
4) 調節九輥布料器，增加料層粒度的偏析，增加上層燃料含量，既可以減少燃料消耗，又可以降低返礦率。
［ 參考文獻］
［1］ 許滿興．“點好火”是確保燒結產質量的關鍵操作［J］．燒結球團． 2015，40( 1) : 1 － 4．