范蘭濤，郝建海，王倉
(河北鋼鐵集團唐鋼公司)
摘要：通過對唐鋼北區4#燒結機使用優質麥窯灰后的生產數據進行統計、分析和研究，結合燒結機生產現狀，得出通過使用優質白灰，可以有效提高燒結礦的產、質量，燒結機料層厚度可適當提高，臺時產量增加14 t /h，成品率增加0．43%，燒結礦轉鼓強度增加0．1%，RDI－3．15降低0．9%，固體燃耗降低2．59 kg /t，煤氣單耗降低5．14 m3 /t，燒結礦綜合指標得到明顯提升。
關鍵詞：麥窯灰；燒結負壓；轉鼓強度；RDI； 成品率；固體燃耗
0 引言
在鐵礦粉燒結過程中，為獲取高爐要求的一定堿度及含鎂量的燒結礦，就必須配入一定量的熔劑( 如生石灰、石灰石、白云石等) 進行燒結。這些熔劑與含鐵物料在高溫環境下會發生一系列復雜的物理、化學反應。熔劑的配入量、種類及結構都直接影響了燒結礦的產質量，包括燒結機利用系數、燒結礦的質量，如強度、粒度組成、還原性、低溫還原粉化率等，而燒結礦質量直接影響高爐冶煉順行狀況，從而影響鐵產量及鐵成本。另一方面，熔劑配料關系到燒結礦成分的控制，如Ｒ、Mg、Al 等指標，而這些指標又和熔劑消耗、燃料消耗息息相關，直接影響到燒結礦成本。在目前高爐爐料結構中，燒結礦配比達到70%～80%情況下，燒結礦的成本直接影響鐵水成本等［1－2］。因此，熔劑對燒結工藝過程及工序成本有顯著的影響。
河鋼股份有限公司唐山分公司煉鐵北區燒結車間現有4 臺燒結機，4#燒結機180 m2，2007 年投產，因其設備相對較新，無論是主排風機功率、自動化水平投入等一系列硬性條件，相對于其余燒結機具有明顯的優勢。北區燒結車間使用豎窯灰，在其使用過程中，存在氧化鈣含量低、粒度粗、活性度差等一系列不利影響，造成在生產過程中，生石灰的使用量一直偏大。因此為改善燒結礦產質量，降低燒結礦成本，計劃在4#燒結機推廣開始使用優質麥窯白灰。由于麥窯灰比前期使用的豎窯灰質量明顯改善，燒結機料層厚度明顯提高，同時對燒結產量及消耗指標產生較大影響。主要表現在產量增加，燃耗下降，轉鼓強度、RDI 等質量指標也有所改善，但在使用過程中因白灰粒度細密，也發生過因噴灰帶來的燒結過程不穩，影響返礦平衡，使成品率下降等。
1 生產參數過程分析
唐鋼煉鐵北區燒結4#燒結機正常生產使用豎窯灰，豎窯灰具有氧化鈣含量偏低，活性度差等缺點，造成在在燒結生產過程中，白灰使用量偏大，負壓偏高，勻礦消耗量較少，燒結礦產量偏低。因此，為改善燒結礦產、質量，提高燒結機料層厚度，北區燒結車間計劃在4#燒結機進行使用優質麥窯灰的生產實驗。目的是降低生產成本，提高燒結礦質量，通過生產實踐、對比、總結主要集中在以下幾方面。
1．1 生石灰質量指標
唐鋼煉鐵北區燒結生產中使用均為豎窯灰，而麥窯灰屬于高品質白灰，日常生產中主要供煉鋼及燒結脫硫使用，其成分對比見表1。
由表1 對比可知，豎窯灰與麥窯灰相比，CaO 含量低約15%，燒損相差15． 4%，活性度相差約100度，因此從數據對比可明顯得出，麥窯灰的品質量明顯優于豎窯灰。
CaO 是熔劑性燒結礦成礦的主要物質之一，熔體中CaO 濃度高，CaO 向FeO，滲透點增多，當升溫速度與礦化反應速度一致時，則產生的鐵酸鈣類低熔點化合物也增多，冷卻時鐵酸鈣能迅速以針狀，板狀結晶，這種燒結礦強度最好．因此CaO 的含量可以明顯的改善燒結礦的質量組成，而麥窯灰CaO 含量明顯高于豎窯灰，因此對燒結礦的質量可以啟到明顯地促進作用。
白灰活性度高及消化溫度高，有利于提高混合料料溫，改善燒結機料層的透氣性，增加燒結過程中的氧化性氣氛，有利于改善燒結礦的質量。
1．2 二混后混合料粒度及溫度
使用麥窯會后，對比同期使用豎窯灰二混的各項參數變化，具體情況見表2。
由表2 對比可知，使用麥窯灰后，混合料溫提高11 度，混合料粒度組成得到明顯的改善。混合料料溫提高，可有效降低燒結礦燃料比; 混合料粒度結構趨于合理化，改善燒結機提高料層透氣性，為燒結機提高料層厚度提供有利的支撐。
1．3 燒結機主要操作參數變化
使用麥窯會后，對比同期使用豎窯灰各種燒結機生產過程參數變化，具體情況見表3。
由表3 對比可知，使用麥窯灰后，燒結機料層厚度提高50 mm，在燒結機點火溫度、機速等參數變化不大，機尾風箱負壓降低了0．5 kPa。從各項數據上可以得出使用麥窯灰后，燒結機各項參數更加穩定，料層厚度增加，垂直燒結速度提高，可有效的改善燒結礦的質量，而且從參數中可以看出，燒結機的料層還有進一步提高的潛力。
使用麥窯灰前后，燒結礦各項技術指標和燒結生產技術指標分別見表4 和表5。
由表4 和表5 可知，使用麥窯灰后，燒結礦的轉鼓強度提高0．1%，RDI－3．15降低0．9%，臺時產量增加14 t /h，成品率提高0．43%，固體燃耗降低2．59 kg /t，煤氣單耗降低5．14 m3 /t，生石灰單耗降低10．9 kg /t。從數據對比可以得出，使用優質麥窯灰后，燒結礦的各項生產技術指標得到明顯提高，生產成本大幅降低，對提高燒結礦產、質量，降低生產成本提高良好的改善作用。
1．4 數據分析
麥窯灰CaO 含量平均高15．12%，10 min 活性度高101 mL，入水消化溫度高80 ℃，有利于燒結料溫的提高和燒結過程的改善，但也由于粒度較細，＜1 mm含量檢測值是60%以上，使用過程中易發生噴料，影響均勻配加。
使用麥窯灰后，二混后混合料最明顯的變化是料溫明顯提高，平均提高11 ℃，混合料中＜1 mm 含量降低了近1 個百分點，因其麥窯灰活性度與入水消化溫度偏高，導致一、二混的加水量相對勻礦下料量增加，但混合料水分值略有降低，反映出麥窯灰生石灰良好的吸水性。
燒結機操作方面: 在保持機速不變的前提下，因麥窯灰改善混合料粒度組成，燒結機料層透氣性變好，料層厚度提高了50 mm( 計算垂直燒結速度提高1．55 mm/min) ，燒結機主排風門開度略有降低的前提下，燒結機機尾風箱溫度趨勢仍可提高，負壓降低，反映出使用麥窯灰后，燒結過程料層透氣性得到明顯的改善。
2 結論
通過使用優質麥窯灰后，燒結機的各項生產指標變化明顯的主要有以下方面:
( 1) 由于燒結過程透氣性改善，產量增加，臺時產量平均均加了14 t /h;
( 2) 由于燒結料溫及料層厚度的提高，燒結固體燃耗平均降低了2．59 kg /t;
( 3) 在燒結點火溫度基本保持不變的前提下，由于料層厚度提高到740 mm( 或更高一些) ，點火火焰溫度最高點恰好可以位于料層表面，使料面點火效果改善，加上臺時產量的提高，燒結煤氣單耗降低明顯，使用麥窯灰期間點火煤氣單耗平均比前期降低了5．14 m3 /t;
( 4) 在保證燒結礦堿度基本不變的前提下，由于麥窯灰CaO 含量高、燒損低，生石灰單耗平均降低了10．9 kg /t;
( 5) 隨料層厚度提高，燒結礦強度指標略有提高，RDI－3．15指標略有降低。
3 參考文獻
［1］ 張立強．燒結熔劑結構降本的生產試驗［J］．南鋼科技與管理，2013( 4) : 14－17．
［2］ 邢建民．安鋼燒結配加石灰石粉的試驗研究及應用［J］．燒結球團，2010，35( 3) : 17－19．
［3］ 周清林． 韶鋼燒結熔劑結構優化生產實踐［J］．南方金屬，2016( 10) : 30－32．