張 曦

( 新余鋼鐵集團(tuán)有限公司，江西 新余 338001)

摘要:通過對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)工藝過程中的各種參數(shù)進(jìn)行分析，找出制約新鋼 2 ×360 m² 燒結(jié)機(jī)堿度一級(jí)品率的因素，采取加強(qiáng)原燃料管理、改進(jìn)設(shè)備和工藝條件等措施后，燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率提高了 4． 12%，固體燃耗下降 0． 32 kg/t。

關(guān)鍵詞:燒結(jié)礦; 一級(jí)品率; 生石灰; 混勻礦; 堿度

0 前言

燒結(jié)礦是高爐冶煉的主要原料，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到高爐煉鐵生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完成。對(duì)燒結(jié)礦不僅要求其品位高、強(qiáng)度高、粒度組成合理、粉末少，還要求其成分穩(wěn)定^［1］。生產(chǎn)實(shí)踐證明，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定能夠促進(jìn)高爐爐況穩(wěn)定順行，燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率的提高對(duì)燒結(jié)和煉鐵的產(chǎn)質(zhì)量都有著重要影響。國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)表明，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率每提高 10%，高爐煉鐵焦比可降低 1%，產(chǎn)量可提高1． 5% ^{［2 －3］} ，由此可見燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的提高對(duì)強(qiáng)化高爐冶煉、增鐵節(jié)焦有著重要的意義^［4］。

圖1 為2016 年7—12 月新鋼燒結(jié)廠2 ×360 m² 燒結(jié)機(jī)的堿度一級(jí)品率。由圖 1 可知，新鋼 2 × 360 m²燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)上主要存在兩個(gè)問題: 一是堿度一級(jí)品率整體偏低( 7—12 月平均為 91． 21%) ，遠(yuǎn)低于新鋼公司績(jī)效考核指標(biāo) 94． 0%; 二是堿度一級(jí)品率波動(dòng)大，9 月最高為 94． 49%，7 月最低為 88． 11%，相差6． 38%。

1 影響燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率的主要因素分析

在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，影響燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率的因素較多，主要為原燃料成分的穩(wěn)定性，原燃料破碎、混勻工序的產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，配料工序的配料精度以及取樣制度的科學(xué)規(guī)范化性等。

1． 1 含鐵原料的影響

新鋼 2 ×360 m² 燒結(jié)機(jī)所用原料的來源點(diǎn)多、品種多、化學(xué)成分波動(dòng)大，這對(duì)燒結(jié)礦品位和堿度穩(wěn)定性的提高很不利。目前，大多數(shù)燒結(jié)廠家都對(duì)燒結(jié)用含鐵原料進(jìn)行中和。新鋼燒結(jié)廠也使用混勻礦進(jìn)行燒結(jié)，這樣混勻料化學(xué)成分的波動(dòng)性就直接影響著燒結(jié)礦化學(xué)成分的穩(wěn)定。

新鋼燒結(jié)所用含鐵原料多達(dá) 30 種，受料場(chǎng)場(chǎng)地和設(shè)備條件所限，混勻礦的質(zhì)量和產(chǎn)量都受到了影響。2016 年 7—12 月混勻礦的 SiO₂ 穩(wěn)定率( ± 0. 5% ) 見 表 1，品 位 穩(wěn) 定 率 ( ± 1. 0% ) 為75% ，而 燒 結(jié) 廠 要 求 混 勻 料 的 雙 穩(wěn) 定 率 不 低于 90. 0% 。

1． 2 生石灰的影響

生石灰在燒結(jié)過程中的作用如下:

1) 生石灰加水消化放熱，可以提高料溫，降低過濕層厚度，改善料層透氣性;

2) 有利于強(qiáng)化制粒，提高小球的成球率和強(qiáng)度，提高燒結(jié)機(jī)利用系數(shù);

3) 在生產(chǎn)熔劑性燒結(jié)礦時(shí)更容易生成熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、易凝結(jié)的液相，它可降低燃燒帶的溫度和厚度，減少液相氣動(dòng)阻力，顯著提高燒結(jié)速度，降低燃料消耗;

4) 對(duì)焦粉、煤粉燃燒具有催化作用。

如果生石灰質(zhì)量不穩(wěn)定，例如 CaO 含量波動(dòng)大、粒度偏大且粒級(jí)組成波動(dòng)大、生燒、過燒等，都會(huì)給生石灰的配料計(jì)算帶來困難，特別是在生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦時(shí)，因生石灰用量較大而難以精準(zhǔn)控制其加入量，會(huì)影響燒結(jié)礦合格率和堿度的穩(wěn)定率^［5］。另外，生石灰粒度偏大易消化不完全，使其熱量利用及粘附效果變差，導(dǎo)致強(qiáng)化制粒作用無(wú)法充分發(fā)揮，并且在混合料中易造成偏析，這些都將影響燒結(jié)過程中料層的透氣性，降低垂直燒結(jié)速度。生石灰消化不完全在成品礦中存在“白點(diǎn)”，會(huì)影響燒結(jié)礦強(qiáng)度。

新鋼燒結(jié)廠所用的生石灰來源比較復(fù)雜( 生產(chǎn)廠家有 5 家) ，生石灰的成分、粒度波動(dòng)非常大，2016年 7—12 月生石灰的合格率見表 2。

1． 3 配料工序電子秤的影響

新鋼 2 ×360 m² 燒結(jié)機(jī)配料工序所用的電子秤有 36 臺(tái)，這些電子秤的故障率較高且一旦出現(xiàn)故障不易被發(fā)現(xiàn)，校驗(yàn)過程也較復(fù)雜。2016 年 7—12 月配料電子秤的故障頻率見表 3。

1． 4 燒結(jié)礦取樣的影響

燒結(jié)礦未分批次取樣，使樣品的代表性不強(qiáng)。

2 提高燒結(jié)礦一級(jí)品率的措施

燒結(jié)礦的二元堿度是 CaO/SiO₂ ，影響二元堿度的主要原因如下:

1) 原料成分的波動(dòng)，燒結(jié)含鐵原料有精礦粉、富

礦粉和其他雜料，各種原料的 SiO₂ 含量相差比較大，且同一品種的含鐵樣 SiO₂ 波動(dòng)也比較大;

2) 生石灰、石灰石中 CaO 含量有波動(dòng);

3) 計(jì)量設(shè)備的精確與否影響著 CaO 和 SiO₂ 的穩(wěn)定。

2． 1 穩(wěn)定含鐵原料化學(xué)成分

1) 改善混勻礦質(zhì)量。首先，選擇品種和數(shù)量穩(wěn)定且質(zhì)量合格的鐵礦粉供應(yīng)商，盡量減小鐵礦粉化學(xué)成分的波動(dòng)，從而減小燒結(jié)原料配比的波動(dòng); 其次，加強(qiáng)料場(chǎng)管理，加大原料的混勻力度。新鋼燒結(jié)使用的含鐵原料有30 種，礦種之間的品位極差達(dá)20%，SiO₂ 含量極差達(dá)19%，礦種化學(xué)成分的差異導(dǎo)致混合料的配比波動(dòng)大，從而使燒結(jié)礦質(zhì)量波動(dòng)也較大。

為了提高混勻料化學(xué)成分的穩(wěn)定性，采取了以下措施: 在現(xiàn)有料場(chǎng)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了混勻工藝; 利用料場(chǎng)周邊的閑散地面，適當(dāng)擴(kuò)建混勻料場(chǎng); 增設(shè)堆場(chǎng)擋土墻以提高混勻礦的堆存能力; 在堆料過程中，減小料流量，增加堆料機(jī)機(jī)速，使混勻料堆的堆料層數(shù)從 500 層提高到 650 層。采取這些措施后，混勻料場(chǎng)長(zhǎng)度延長(zhǎng)了 100 m，混勻堆料量增加到 18 萬(wàn) t，換料周期由以前的 5 天延長(zhǎng)到 7. 5 天，從而有效提高了混勻礦的質(zhì)量穩(wěn)定率。

2) 將高爐返礦、燒結(jié)廠內(nèi)的回收料根據(jù)其回收量按一定比例配料，使其能均勻地混勻到其他鐵原料中。

3) 采用“等硅等鐵堆料技術(shù)”工藝，穩(wěn)定混勻料的化學(xué)成分。

采取以上措施后，二次原料品位穩(wěn)定率提高到88. 62%，SiO₂ 穩(wěn)定率提高到 91. 50%。2017 年 1—12 月混勻礦 SiO₂ 穩(wěn)定率見表 4。

2． 2 穩(wěn)定生石灰化學(xué)成分

對(duì)生石灰的質(zhì)量要求是: 不生燒、不過燒、CaO含量高且穩(wěn)定; 粒度均勻，原則上以不超過3 mm為宜，活性度大，在造球制粒前全部消化。

1) 在配料前的運(yùn)輸及儲(chǔ)存過程中避免雨淋、受潮、風(fēng)化，不長(zhǎng)期儲(chǔ)存，以免其消化而失去強(qiáng)化作用。

2) 在配料點(diǎn)嚴(yán)格穩(wěn)定生石灰的下料量，并減少停機(jī)次數(shù)，避免由于開停機(jī)造成的波動(dòng)而影響燒結(jié)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

3) 入廠的生石灰按成分、產(chǎn)地、品種分別入庫(kù);生石灰破碎時(shí)采用高低成分混勻; 嚴(yán)格生石灰粉的驗(yàn)收和使用程序，及時(shí)取得并反饋熔劑質(zhì)量信息。采取以上措施后，2017 年 1—12 月生石灰合格率提高至 91. 3%( 見表 5) 。

4) 在主控室增加配料室星型卸灰閥轉(zhuǎn)速值數(shù)字顯示，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)生石灰下料量和質(zhì)量的變化。

5) 加強(qiáng)對(duì)配料螺旋秤的監(jiān)控，通過現(xiàn)場(chǎng)觀察生石灰質(zhì)量變化并結(jié)合星型卸灰閥轉(zhuǎn)速值，及時(shí)判斷配料螺旋秤是否準(zhǔn)確。如果不準(zhǔn)可以通過配料計(jì)算重新設(shè)定“零點(diǎn)”，使下料量達(dá)到正常值。

6) 改進(jìn)生石灰消化器的加水方式。把消化螺旋的加水位置從進(jìn)料端移到出料端，解決了生石灰在消化螺旋出料端加水導(dǎo)致配料秤出料口粘料乃至堵死的難題。加水方向?yàn)橹邢虏浚阌诩写蛩欣谏蚁?/p>

7) 對(duì)生石灰消化器進(jìn)行改造。將生石灰消化器的電機(jī)由四級(jí)變速改造為六級(jí)變速，不僅可以延長(zhǎng)生石灰在消化螺旋內(nèi)的消化時(shí)間，也有利于混合料的充分混勻。

8) 在主控室增加一混加水量數(shù)字顯示。根據(jù)生石灰消化程度與水分量的關(guān)系，可以在主控室及時(shí)判斷出生石灰的量和質(zhì)量變化情況，以便及時(shí)采取措施。

9) 根據(jù)一混水分值與二混水分值的差別判斷生石灰質(zhì)量的變化。在混合料結(jié)構(gòu)不變及一混充分加水潤(rùn)濕的情況下，通過水分值的差別，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生石灰質(zhì)量的變化。

10) 及時(shí)調(diào)整返礦加入量。由于返礦的堿度與燒結(jié)混合料的堿度不同，因此在返礦配加量波動(dòng)時(shí)，燒結(jié)礦堿度也會(huì)隨之變化。通過多次的工業(yè)試驗(yàn)，掌握了返礦量波動(dòng)時(shí)調(diào)整配比的方法。

2． 3 加強(qiáng)電子秤管理，規(guī)范取樣制度

采用新型電子秤。新型電子秤操作較簡(jiǎn)單，發(fā)生故障后容易被發(fā)現(xiàn)，也便于處理。使用新型電子秤后其故障率明顯下降( 見表 6) 。規(guī)范取樣制度，在取樣現(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)控裝置，確保所取樣品具有代表性。

2． 4 推行燒結(jié)礦堿度預(yù)判制度

l) 根據(jù)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火強(qiáng)度的變化來判斷燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)。在燒結(jié)機(jī)機(jī)頭觀察表層燒結(jié)礦狀況，據(jù)此判斷其液相的多少和礦相特征，結(jié)合煤分配比和水分值的大小，就可以綜合判斷燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)。

2) 在其他生產(chǎn)參數(shù)正常的情況下，根據(jù)返礦流量和燒結(jié)礦強(qiáng)度的高低，判斷燒結(jié)礦的堿度波動(dòng)，并及時(shí)采取調(diào)整措施。

3) 根據(jù)煙道負(fù)壓升高或降低來判斷燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)。

4) 在成品皮帶上觀察燒結(jié)礦顏色，并據(jù)此辨別燒結(jié)礦實(shí)物質(zhì)量的好壞，從而綜合判斷燒結(jié)礦堿度的變化。

5) 根據(jù)燒結(jié)礦化學(xué)成分分析結(jié)果來核實(shí)并調(diào)整燒結(jié)礦堿度的變化。

6) 通過混料系統(tǒng)膠帶機(jī)膠帶及托輥粘料情況，判斷燒結(jié)生產(chǎn)的變化尤其是燒結(jié)礦堿度的變化。

7) 精準(zhǔn)控制燒結(jié)礦中 CaO 與 SiO₂ 含量。燒結(jié)生產(chǎn)時(shí)各方面條件都有可能發(fā)生變化，為了達(dá)到要求的燒結(jié)礦堿度，要不斷調(diào)整原料配比。我們經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算與調(diào)整，最終找出了最佳的 CaO 含量與SiO₂ 含量控制范圍。

8) 實(shí)行“干基”配料，減少因原料水分波動(dòng)而引起的實(shí)際配料比不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

9) 保證配料的準(zhǔn)確性。通過實(shí)現(xiàn)配料自動(dòng)化，配料誤差大大下降，為了杜絕因電子秤計(jì)量不準(zhǔn)而導(dǎo)致的配料偏差問題，制訂了嚴(yán)格的電子秤管理制度，確保各種原料精準(zhǔn)下料。

10) 嚴(yán)格控制各崗位操作，加強(qiáng)不同崗位間的信息聯(lián)系與工序協(xié)調(diào)。

采取以上措施后，燒結(jié)礦一級(jí)品率明顯上升，2017 年平均達(dá)到 95． 33% ( 2017 年 1—12 月 2 ×360 m² 燒結(jié)機(jī)堿度一級(jí)品率見表 7) ，同時(shí)固體燃耗也下降了 0． 32 kg/t。

 3 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)實(shí)踐表明，提高并穩(wěn)定燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率需要持續(xù)做好以下工作:

1) 把好原燃料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量關(guān)，確保質(zhì)量滿足生產(chǎn)工藝要求;

2) 加強(qiáng)電子秤的管理，使其精準(zhǔn)計(jì)量;

3) 制訂科學(xué)的取樣制度并嚴(yán)格監(jiān)督執(zhí)行;

4) 制訂產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)管理和調(diào)整制度以及各工

序工藝目標(biāo)控制制度，實(shí)現(xiàn)工作制度化和標(biāo)準(zhǔn)化。

［ 參 考 文 獻(xiàn)］

［1］ 賀友多． 煉鐵學(xué)［M］． 北京: 冶金工業(yè)出版社，2000．

［2］ 周取定，孔令壇． 鐵礦石造塊理論及工藝［M］． 北京: 冶金工業(yè)出版社，1989: 5．

［3］ 傅菊英． 燒結(jié)球團(tuán)學(xué)［M］． 長(zhǎng)沙: 中南工業(yè)大學(xué)出版社，1996．

［4］ 馮燕波，楊雙平，石自新． 翼鋼原燃料成分變化對(duì)高爐冶煉的影響［J］． 鋼鐵，2008，20( 7) : 60 －63．

［5］ 楊英輝，石 靜，韓玉祥． 提高熔劑質(zhì)量穩(wěn)定燒結(jié)礦堿度的探討［J］． 河北冶金，2000，( 2) : 33 －35．