關紅兵 劉月建 劉文浩 郭軍偉
(安陽鋼鐵股份有限公司)
摘要：受原料場場地的限制，安鋼3#燒結機未采用常規的預配料加二次料場混勻供料方式，而是采用了單品種直供料模式，當鐵料配比調整時需要做騰倉、上料、切換、預調、回調等一系列操作，技術人員通過程序優化建立了安鋼3#燒結機單品種換料標準化操作模型，做到了預知預判，保證了鐵料配比變更過程中燒結過程的順利銜接以及燒結礦質量的穩定。
關鍵詞：燒結；單品種；標準化；模型
0 前言
安鋼3#燒結機投產于2012年，是3#高爐的配套工程，自動化控制水平較高，但由于場地限制，3# 燒結機沒有配置預配室和混勻料場。燒結生產所用的單品種鐵料不經混勻，由皮帶機從原料場送至燒結機配料室后宜接進行配料，即單品種鐵料宜供配料模式。由于缺乏成熟的二次料場“平鋪切取”工藝⑴，鐵礦粉混勻效果較差，燒結礦中的SiO2穩定率較低。在換料前后多個鐵料品種切換時燒結礦質量容易出現波動,尤其是R±0. 1月穩定率僅維持在70%左右的較低水平，對高爐穩定順行造成影響。
1 單品種礦換料過程中存在的問題
1.1單話種鐵礦粉料倉切換過程不規范
3#燒結機配料室設置了 8個單品種鐵料料倉，正常情況下使用6 ~7種單品種鐵料，因此只有1 ~2種單品種鐵料為雙倉配料,其余品種只能使用單倉。在變更鐵料配比或品種時，需要對相應料倉進行品種切換，尤其是同時更換多個鐵料品種時，切換過程較為復雜。在以往的換料過程中，由于對料倉存料量、使用量和可用時間缺乏精確的判斷，經常因切換過程不規范，出現短時間缺品種換料或混料現象，容易造成燒結礦質量波動。
1.2 換料過程中熔劑和燃料配比調整不準確
單品種鐵料換料往往涉及到精礦品種或配比調整，以及各類廠間回收物料的調整，鐵料原始帶入的SiO2、CaO以及FeO含量均會發生變化。因此，3#燒結機每次換料都會涉及到熔劑和燃料配比的調整，在以往的換料過程中由于缺乏準確的預判，致使灰比和煤比出現了較大幅度的波動。
1.3 換料過程中混合料水分波動
安鋼3#燒結機使用紅外線測水儀檢測混合料水分，并根據水分顯示值實現自動加水控制。由于紅外線測水儀對原料顏色特別敏感，當鐵料配比變更，混合料基礎顏色變化后，紅外測水儀顯示水分失準，從而造成混合料加水量和實際水分值波動。
1.4換料前后燒結礦成分波動
燒結機鐵料配比變更涉及到一種或者幾種鐵料品種的切換，燒結礦化學成分發生變化，尤其是換料前多品種鐵料收底造成人為混料影響燒結礦成分的穩定，且換料初期面對燒結礦成分波動時，操作人員未建立標準化處置流程，進一步造成波動時間延長。
2 建立3#燒結機單品種鐵料換料操作模型
為了最大限度地減少換料過程中燒結趨勢和燒結礦質量的波動，適應3#燒結機獨特的配料模式，技術人員對3#燒結機工藝設備配置、原燃料基礎數據、配比計算以及儀表量程等進行了認真研究，分別對單品種鐵料倉的配置、燃料、熔劑和加水量的調整,以及燒結礦成分的調整原則做了詳細規定，結合之前的經驗建立了 3#燒結機單品種鐵料換料操作模型。具體模型如圖1所示。
2.1單品種鐵料的準備
執行換料計劃前，生產車間需根據原料場庫存、配料室倉存、鐵料配比和料批等計算出大致的換料時間。如果需要變更兩種或兩種以上鐵料時，除了計算單種鐵料的換料時間外，還需要根據每種鐵料的庫存量和消耗量精確計算，確保多種鐵料能夠同時換料。確定換料時間后還需要合理利用備用倉進行新料準備，換幾種料就需要準備幾個備用倉，同時換料品種不超過3種。
2.2單晶種料倉的配置
考慮到單品種鐵料各自配比不同，單倉下料量不同,鐵料倉配置的原則為：（1）根據配比通知單要求，用量大的品種安排雙倉、用量小的品種安排單倉；（2）考慮下料量與皮帶秤量程的關系，配比大礦種安排量程較大的3# ~ 8#皮帶秤,配比小礦種安排量程相對較小的1#、2#皮帶秤；（3）考慮圓盤結構不同，1#、2#倉出料口較小，盡量安排物料粒度較粗、粘性小、雜物少的礦種，8#倉位于鐵料倉最邊緣，進料口較小，盡量放入與7#倉同種物料。
2.3 燃料和熔劑配比調整的預判
執行換料計劃前，首先根據配比變化前后A12O3和MgO的變化確定白云石粉和石灰石粉的配比，并根據白云石粉和石灰石粉的配比變化推算帶來的CaO的變化，同時考慮燒結礦R基數的變化，通過EXCEL公式計算的方式確定生石灰配比調整幅度。
對于燃料配比調整，主要考慮鐵料中精礦、褐鐵礦以及原始FeO含量較大的氧化鐵皮等礦種配比是否調整幅度較大。根據經驗數據，認為燒結礦0.4%的FeO含量變化對應燃料配比變化0.1%0根據各品種物料FeO含量以及配比變化，通過EXCEL公式計算的方式確定燃料配比調整幅度[2]。
2.4混合料水分的調整
配料室使用新配比時，主要根據生石灰配比調整計算滾筒加水量的調整值。理論計算，每增加1 t/h生石灰消化需要增加水量0. 5 t/h，因此混合料加水量調整值為生石灰下料量調整值乘以 0.5。
3#燒結機使用的紅外線測水儀通過混合料顏色深淺變化來標定水分值，變更配比時會因為混合料顏色改變而使測水儀顯示值失準。因此，換料開始前應暫時停用自動加水模式,換料過程的加水量只考慮生石灰配比變化影響的加水量的變化，不作大增大減，現場安排人工確認水分進行微調。待水分調整合適、穩定后，取混合料做水分分析對測水儀進行標定,標定完成后再切換為自動加水狀態。
2.5下達換料標準化作業指導書
原有《配比調整通知單》內容僅涉及換料原因、換料時間和理論配比等內容。2018年以來，為了提高換料準確性，技術人員在《配比調整通知單》的基礎上加入了單品種鐵料倉分配、熔劑、燃料和加水量調整幅度、燒結透氣性預測等內容，形成了《換料標準化作業指導書》,全程指導換料操作。
2.6燒結礦成分的回調和后評價制度
在配比變更過程中，根據《換料標準化作業指導書》進行換料操作，為了提高換料過程中燒結礦質量的穩定性，操作人員應及時根據燒結礦化驗結果對熔劑和燃料配比進行回調糾偏，最終達到穩定配比的目標。換料過程結束后，技術人員應按照制度對本次換料過程出具《換料后評價》，分析總結經驗，形成了具有安鋼特色的燒結機單品種標準化換料操作模型。
3 模型實施后的效果
通過采取上述改進措施，在原料場工藝條件暫無法改變的不利條件下，3#燒結機燒結礦堿度穩定時，在燒結礦堿度穩定率提高的基礎上，燒結礦FeO率從2018年初的70%左右提升至了 80%以上。同穩定率、TFe穩定率均得到了提升，具體見表3。
4 結論
大型燒結機采用單品種宜供料模式生產缺乏初步混勻，尤其是換料期間容易造成成分波動。在燒結原料場工藝條件短時間內無法改變的條件下，通過采取優化配料結構盡可能減少換料頻次，建立3# 燒結機單品種鐵料換料模型，規范換料操作和管理，達到換料過程的科學計算、預知預判。通過一年來的實踐和優化，3#燒結單品種鐵料換料模型得到進一步完善，3#燒結機換料過程穩定性得到了保證，燒結礦質量穩定率穩步提高。
5 參考文獻
[1 ]許滿興,張天啟•鐵礦石優化配礦實用技術[M ].北京:冶金工業出版社,2017 17-63.
[2]劉躍成，段建國，陳圣明.邯鋼新435m?燒結機穩定配料的研究[J].礦業工程.2019,17(3):37 - 38.