【摘要】本文主要是論述怎樣通過工藝操作手段提高燒結產量。研究范圍為我國現在主流大型燒結機高堿度燒結礦的工藝生產。明確燒結提產能夠節(jié)能降本、備礦檢修、外賣創(chuàng)收和應對突發(fā)情況等作用的必要性，闡述了燒結提產應該以確保高爐順行和燒結礦優(yōu)質為前提。用理論和實踐相結合的方法分析燒結生產普遍存在的大水大碳操作產量高、生石灰配加量無度、用小燒損來提產和盲目追求透氣性等問題。找到關鍵點加以論述、解決。并且對燒結生產每個工藝階段應該注意的問題進行量化說明，給出具體的工藝參數標準。通過以上的分析和說明，確定燒結工藝提產的基本思路：改善進廠原料、優(yōu)化配比、提高燒結礦堿度、強化一線工人操作、加強各口和上下游工序間的溝通。根據提產的基本思路和現實生產狀況制定燒結提產的可執(zhí)行方案，從而達到燒結工藝提產的目的。 

【關鍵詞】燒結工藝；提產；理論與實踐相結合；大型燒結機；高堿度燒結礦；可執(zhí)行 

【引言】  文章主要圍繞專業(yè)性、技術性和通用性展開論述。專業(yè)性主要體現在著重把理論知識應用于實踐，找出現在國內燒結過程中普遍存在的誤區(qū)，并分析由此產生的不良影響；把高堿度燒結礦生產的注意事項詳盡列舉；把各工序的重要問題歸納、總結、標準化。技術性主要體現在把燒結過程中的燒結礦成分比例、燒結礦綜合燒成量、垂直燒結速度、燒結礦燃料燃燒帶厚度等重要參數量化后應用于燒結生產，使原本粗略燒結過程變得精細可控。通用性主要體現在其普遍適合我國現在大部分鋼鐵企業(yè)的燒結生產。各燒結生產單位可以根據正文第三、四、五章的內容，參考第六章內容來制定符合本單位實際情況的提產計劃，方便、有效。

一、 燒結提產的必要性

現代燒結機和高爐的建設都是匹配的，而且高爐生產用直供燒結礦要比落地礦好得多，為何燒結生產還需要提產呢？

（一） 節(jié)能降本

燒結提產是在單位時間內提高燒結礦產量，會直接降低燒結生產中的加工成本^[1]，為降低整個鋼鐵冶煉的總成本打下良好的基礎。

（二） 備礦檢修、技改

燒結設備是燒結生產最重要的基礎條件，燒結設備的正常運行直接關系到燒結生產是否能順利進行。

1、燒結設備的正常運行除了日常保養(yǎng)外主要靠定時檢修來維護。燒結礦產量提高，可以多備燒結落地礦，為燒結設備的定修的順利完成創(chuàng)造了時間上的條件。

2、如果有新工藝或設備需要技改，燒結必須提產備礦，以滿足其時間需求。

（三） 外賣創(chuàng)收

現在國內鋼鐵企業(yè)由于受產業(yè)升級、綠色環(huán)保等問題影響造成燒結礦短缺的現象比比皆是，如果提高燒結礦產量，剩余燒結礦用以外賣，將會為企業(yè)直接創(chuàng)利，加速企業(yè)資金周轉，促進企業(yè)更快發(fā)展。

（四） 應對突發(fā)

由于突發(fā)性大型設備故障和環(huán)保檢查等原因造成燒結停產、限產的事情屢有發(fā)生，所以很多企業(yè)須加大力度提高燒結礦產量，準備足夠的落地燒結礦用以應對突發(fā)事件。否則外購燒結礦，將會直接增加煉鐵冶煉成本。

二、燒結提產的前提

（一）必須以保證高爐冶煉優(yōu)質、高產、低耗為前提下進行。

燒結生產的第一任務就是生產燒結礦以滿足高爐冶煉優(yōu)質、高產、低耗的要求，因此燒結提產時的前提也必須保證高爐冶煉的優(yōu)質、高產、低耗。

（二）必須按照燒結礦先優(yōu)質、再高產、后低耗的順序進行。

1、燒結礦的質量是高爐冶煉最重要的前提條件之一，直接關系到高爐生產順行。

（1）燒結的產能不夠尚有調劑其它鐵料的辦法彌補，但劣質燒結礦則會給高爐冶煉造成爐礦難行、慢風，甚至爐缸凍結等不良影響，導致企業(yè)巨大的經濟損失。      

(2) 提產后產生的備用燒結礦必須具有常溫粉化率低、機械強度高、粒度組成均勻等優(yōu)質燒結礦的特性。

2、燒結高產本身就意味著加工成本降低，比“低耗”會給企業(yè)帶來更多效益。

三、燒結生產的普遍誤區(qū)

（一）大水大碳產量高

1、大水大碳操作確實能暫時提高燒結礦毛礦產量。但大水大碳的操作是發(fā)展了以磁鐵礦和鐵橄欖石為主的礦相成份，而抑制了高堿度燒結礦中主要礦相鐵酸鈣的生成。鐵橄欖石和磁鐵礦在高爐冶煉前易在露天環(huán)境常溫粉化，在爐內造成燒結礦低溫還原粉化率升高，逆行爐況；不易被還原，造成高爐焦比增高。

2、大水大碳操作生產的燒結礦會造成高爐返礦量的增大，降低了混勻礦的使用比例。起不到增產的效果，反而造成減產，得不償失。

（二）只要堿度不超標，生石灰配加量越大產量越高

1、高堿度燒結礦的生產一般情況下生石灰的配入的確提高了燒結礦產量，但生石灰的配加量過大，尤其超過5%時，燒結礦中的游離氧化鈣（白點）和正硅酸鈣成倍增加，造成燒結礦膨化，極大地增加了燒結礦的常溫粉化率。致使燒結礦強度變差、粒度組成變細、返礦量增加。

2、在實際生產中由于生石灰的大量配加易造成燒結配、混料流程和混合料倉的結塊，堵塞上料系統，破壞正常生產運行。

（三）燒結臺車布料透氣性越高越好

1、燒結生產料層透氣性是燒結過程的重要條件。但料層透氣性和密閉性是相輔相成的。密閉性是燒結過程中保證料層自動蓄熱能力和有效風量的關鍵。要保證燒結礦的產質量就必須保證燒結垂直燃燒速度均勻穩(wěn)定，要保證垂直燒結速度的均勻穩(wěn)定就必須保證燒結料層有一定的密閉性，確保燒結的有效風量足夠。

2、高堿度燒結最容易出現的問題就是過分追求料層透氣性，忽視燒結過程中燃料燃燒帶的風阻。有很多燒結單位生產高堿度燒結礦時經常遇到一種情況：燒結礦中亞鐵低，而且提高燃料比后亞鐵仍升不上來，負壓高、不好燒。這時一般生產操作總是找料層透氣性的原因。其實這往往是因為料層透氣性過好或低熔點液相成分過多，造成燃料燃燒帶過寬引起的。

（四） 混合料燒損越小產量越高

1、混合料適當降低燒損確實可以提高燒結礦燒成量，從而提高產量。但當混合料的燒損過小就會導致燒結料面收縮不夠，減慢燒結速度，致使產量大幅度降低。

2、因為燒損過小會造成結礦強度大大降低，返礦量增加，導致產量降低。

四、燒結提產主要注意事項

現在國內高爐冶煉的主流配料方式是：高堿度燒結礦+酸性球團礦+富礦塊。

本章主要論述高堿度燒結礦生產中各階段提產的主要注意事項。

（一）一次配料（混勻礦）

1、粒度

混勻礦最佳的粒度組成應該是：0mm～3mm占20～40%；3mm～5mm占40～60%；5mm～8mm＜15%；8mm以上＜5%^[2]。

2、水份

混勻礦綜合水份5～6.5%^[3]； 結晶水≤3%^[4]。

3、 燒損

混勻礦綜合燒損控制在8～10%為宜。（燒結配料的基本標準。）

4、氧化鎂含量

混勻礦中氧化鎂含量一般應調至其三氧化二鋁含量的1.3～1.5倍，一般值為：2～3%。這不僅關系到燒結礦的礦相組成，而且直接關系到高爐冶煉的順行。（燒結配料的基本標準。）

5、堿度

混勻礦二元堿度一般控制在1.1～1.2^[5]。（燒結配料的基本標準。）

6、 配料計算 

配料計算時必須用物料濕基帶入計算，這樣才能確保配料的準確性，同時可以保證原料不虧庫。（燒結配料的基本標準。）

（二）二次配料（混合料）

1、 燃料

（1）粒度

焦粉粒度：0mm～3mm≥75%；3mm～5mm≤20%；5mm～8mm＜3%

白煤粒度：0mm～3mm≥65%；3mm～5mm≤30%；5mm～8mm＜5%

（2）水份

焦粉水份＜10；白煤水份＜8。

（3）注意事項：

①燃料粒度和鐵料粒度相匹配，當混合料粒度增大時可相應增加燃料粒度3mm～5mm的比例，5mm～8mm的比例不能增加。

②燒結所用燃料硅、鋁成份比例很大，影響燒結礦的成分與燒成。所以必須把燃料計算在燒結配比100%之內。（燒結配料的基本標準。）

2、 生石灰

（1）配加量不能過多，在能保證混合料堿度、粒度和料溫需求情況下一般生石灰配加量不超過4%。

（2）如果二次配料生石灰配加量過大，甚至超過5%，則需要增高一次配料堿度或降低混合料二氧化硅含量，從而達到降低生石灰配入量的目的。（燒結配料的基本標準。）

3、料溫

布料時混合材料溫控制在65～75℃為宜，不應過高。過高溫度的混合料在布料和燒結過程中會產生膨化現象，對結礦不利。

4、水份與燒損

計算二次配料的綜合水份（未加水前）一般4～6%，綜合燒損9～11%，綜合燒成量83～87%為宜。

（三）燒結生產

1、 料好不好燒

混合料透氣性確實是燒結生產中好燒、高產的重要指標，但不能為了料好燒就一味地追求混合料透氣性。要想使燒結料好燒、高產必須堅持理論與實踐相結合，從燒結料的物化性能、礦相反應、礦化和結晶條件入手研究：怎樣能使現有條件下燒結過程中的各種成份比例匹配、粒度組成合適、水碳適中、垂直燒結速度均勻穩(wěn)定、料面收縮有度等問題。

2、 垂直燒結速度

垂直燒結速度是控制燒結礦產質量最直接、最確切的指標之一。經過不斷的實踐摸索，得出高堿度燒結礦的垂直燒結速度應該控制20mm～25mm/min。如果垂直燒結速度低于20mm/min則燒結產量低；垂直燒結速度高于25mm/min則燒結礦質量變差、強度變低、粒度組成變細、返礦量增加。具體最佳的垂直燃燒速度值根據實際物料、設備情況確定。

3、燃料燃燒帶的厚度

燃料燃燒帶的厚度是燒結過程控制的關鍵所在，直接關系到燒結礦的結礦質量，并且對垂直燒結速度有著很大的影響。經過數以千次對燒結過程的實地觀測與對燒結機風箱溫度的監(jiān)控分析，得出高堿度燒結生產燃料燃燒帶厚度在30mm～200mm之間。

4、全量核算

燒結生產可以通過全量公式^[6]核算原料與燒結礦成份，如遇燒結礦成份和預想成份偏差大時，可用全量公式和實際情況對比找出問題根源，快速解決問題。

五、燒結提產的基本思路

1、改善進廠原料

供應口除了根據以往經驗采購礦粉外，應采納燒結生產口和技術口反饋信息，根據生產情況采購礦粉，改善礦粉的物化性能和結構組成，滿足燒結提產需求。

2、優(yōu)化配比

在現有人、機、物、料條件下根據“硅定一切原則^[7]”優(yōu)化配比。燒結礦中二氧化硅含量在必須保證在4.5～6%之間。（燒結配料的基本標準。）

（1）調整好鐵料粒度組成，尤其關注3mm～8mm鐵料粒度。

（2）控制燒結礦中三氧化二鋁的含量；三氧化二鋁的含量高則相應增加氧化鎂的含量。一般燒結礦中的三氧化二鋁的含量＜2.5%。（燒結配料的基本標準。）

（3）調整好一次配料中碳酸鹽含量和結晶水含量，降低反礦量，提高成礦率。

3、提高燒結礦堿度

（1）燒結礦降硅，降鋁、降鎂，不提鈣，保燒結礦質量和品位。

（2）燒結生產高堿度、超高堿度燒結礦時，要發(fā)展以鐵酸鈣為主的液相，適當降低以磁鐵礦和鐵橄欖石為主的液相（適當降低亞鐵含量，但不能過低。一般高堿度燒結礦亞鐵含量9～10%，不能低于8%）。

4、強化操作

（1）強化燒結一線生產的操作。

（2）設立超產獎勵機制。

5、 加強合作

（1）加強供應口、技術口和生產口的聯系。

（2）加強上下游工序之間的聯系。

（3）技術口做好燒結礦燒成的預判，用于指導燒結生產。

六、燒結提產可執(zhí)行性方案

（一）供需結合

1、各公司采購的主要鐵礦粉（長協外礦）應盡量滿足以下條件：

（1）中高品位（61～63）、中硅（4～5）、中低鋁（2±0.5）

（2）粒度組成適中（3mm～8mm粒級占30～60%，8mm以上粒級＜5%）

（3）結晶水＜4。

（4）同化性能^[8]較好。

2、其他輔助鐵料應做到彌補主要鐵料性能缺陷的效果。

3、所有鐵料的供應能夠滿足第四章第（一）節(jié)所述一次配料綜合物化性能的要求。

（二）精算成分、優(yōu)化配比(配比表范例見圖1、圖2）

1、保證燒結礦中的二元堿度和四元堿度的比值在1～1.2范圍內。

2、在計算配比前先用全量公式驗算所有配入物料化驗成分，分析、校準后帶入配比。

表1  物料化學成份分析表

圖1 燒結一次配料配比表  

圖2 燒結二次配料優(yōu)化配比表

（三）提高堿度（配比表范例見圖6-3、6-4）

1、如果燒結礦產量短時不能滿足高爐需求，則需要增加燒結礦堿度，降低入爐燒結礦比例。

2、必須保證燒結礦質量、升高堿度的同時逐步提高燒結礦產量。

3、操作原則：降硅、降鋁、降鎂、不增鈣、保證燒結礦品位只升不降。

圖3 超高堿度燒結礦一次配料配比

圖4 超高堿度燒結礦二次配料配比

（四）強化燒結操作  

1、燒結生產具體操作：

（1）保證低水低碳操作，尤其對結晶水含量高的混合料一定要保證水份下線。

（2）燒結料層沒有特殊情況保證布滿，上層根據物料情況適當壓料。

（3）保證垂直燒結速度在20mm～25mm/min之間，按料層厚度和垂直燒結速度核算燒結機速度是否合適，這也是混合料好不好燒的主要數據依據。隨著混勻礦粒度和堿度的增加，逐漸降低白灰配比（白灰配比爭取控制在4%以下），同時相應少量調高燃料3mm～5mm粒度組成比例。

（4）把降低燒結自返礦量當成生產重點，少用返礦、多用混合料是增產的關鍵。

（5）加強各重點崗位的定時和異常情況巡檢，避免操作失誤和生產事故。

（6）關注物料成分變化，尤其關注能導致混合料中氧化鈣、二氧化硅和氧化亞鐵大幅度變化的物料。

（7）關注每個燒結礦成品化驗成分，用全量公式進行核算，如與預想成分不符或者全量波動較大,及時找出原因，調整到位。

（8）當班班長應隨時詢問成品燒結礦的質量情況，勤到成品區(qū)域觀測實際燒結礦燒成狀況。

2、 設立增產獎：

（1）由技術口和生產口根據當前情況制定全面的達產、增產獎罰條例。

（2）對重點崗位操作和盯崗做出詳細規(guī)定，根據每班的生產情況對超產班組進行相應的增產獎勵。

（五）多方合作

 1、 供應口每新進廠原料時第一時間通知技術口進行全方位的物化性能和冶金性能的分析，技術口做好物料配入到一次配比前的預算產量和預測燒成工作。

 2、 每次混勻礦變堆前技術口提前與生產口告知變料詳情，給出燒結生產應相應調整的操作手法，同時給出綜合燒成量、配碳量、二次配料熔劑配加量、混合料水分值、垂直燒結速度、燒結機速、反礦量控制范圍等工藝系數預測量值。

3、 加強上下游工序之間的聯系。上游工序出現異常情況及時通知下游工序，并通知技術口和相應生產口進行快速調整，不能因等料耽誤生產。

七、結論

本文適合國內絕大多數大型帶式或步進式燒結機的工藝提產。尤其對高堿度燒結礦的提產有著針對性的指導意義。衷心祝愿各企業(yè)燒結工藝技術更加完善，也祝愿我國的鋼鐵冶煉事業(yè)蓬勃發(fā)展。

八、注釋

[1] 加工成本：燒結過程中的加工成本包括：人工工資、設備磨損費用、水電蒸汽煤氣等能源消耗費用。

[2] 一次配料最佳粒度組成：此數據由上百次的實踐檢驗摸索得出。

[3] 混勻礦綜合的水份：水份小于5%則過干，運輸過程中易產生揚塵，水份大于6.5%則料過濕容易粘連在皮帶上。另外混勻礦水份太大、太小或者波動過大會造成燒結生產時混合料加水困難。

[4] 混勻礦的結晶水：鐵料中的結晶水在燒結過程中200～900℃分解析出，使燒結鐵料變細，降低料層的透氣性，惡化燒結過程，因此結晶水應越低越好。但只要使用粗礦粉燒結就不能避免帶入結晶水。

[5] 混勻礦的二元堿度：混勻礦二元堿度的控制要求是：①保證燒結礦相組成合理②保證二次配料生石灰配入比例合適③保證碳酸鹽物質配入量達到結礦要求。

[6] 全量公式：全量公式能對任何燒結物料進行演算和成分分析。

以下給出幾個有代表性的全量公式：

①國內鐵精粉全量公式%：全鐵/0.7-0.11*氧化亞鐵+二氧化硅+三氧化二鋁+1（燒結過程中三氧化二鐵轉化成氧化亞鐵失重）+0.5～1（雜質）=100

②石灰石全量公式%：氧化鈣+氧化鎂+二氧化硅+三氧化二鋁+燒損+1～3（雜質）=100

③焦粉全量公式%：（燒損+1揮發(fā)分）+二氧化硅+三氧化二鋁+三氧化二鐵+五氧化二磷+1（雜質）=100。

④燒結礦全量公式：全鐵/0.-0.11*氧化亞鐵+二氧化硅+氧化鈣+氧化鎂+三氧化二鋁+1（雜質）+0.5～1（燒損）=100

[7] 硅定一切原則：確定和分析燒結礦成分時，以燒結礦中二氧化硅的成分為中心，由于二元堿度的確定直接決定了氧化鈣的成分；燒結礦中的三氧化二鋁的成分不能超過二氧化硅成分的一半；氧化鎂成分一般為三氧化二鋁成分的1.2～1.5倍，二元堿度和四元堿度相匹配，比值一般為1～1.2倍。在四大元素都基本確定情況下，燒結礦全鐵含量基本固定。這種以二氧化硅為中心的配料原則叫做：硅定一切原則。燒結礦成分組成和分析遵守以上原則。

[8] 同化性能：指燒結鐵料和熔劑間固相反應產生新化合物的能力。

[9]____部分內容：燒結的各種操作標準和工藝原則。