呼建軍

（天津鋼鐵集團有限公司，天津 300301）

[摘 要] 燒結礦堿度穩(wěn)定率直接關系到高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定，同時也會影響到高爐的各項經(jīng)濟技術指標。2020年天津鋼鐵集團有限公司360m² 燒結機大修后，燒結礦產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了明顯提高,但由于360m² 燒結機的混勻礦是由原料配料室直供，造成燒結混合料成分穩(wěn)定性差、燒結成品礦堿度波動大，已影響到高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定。本文對影響 360m² 燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率的因素進行了分析，確定了影響燒結礦堿度穩(wěn)定率的原因，并提出了工藝改進措施。通過提高原、燃料成分穩(wěn)定性、降低混勻配料工序混勻礦成分波動、降低燒結配料工序燒結混合料堿度波動等工藝措施的實施，360m² 燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率顯著提高。

[關鍵詞] 燒結礦；混勻礦；燒結混合料；堿度；穩(wěn)定率

0引言

燒結礦是高爐冶煉的主要原料，在高爐入爐料中占比達到 70%～80%，燒結礦質(zhì)量的好壞直接關系到高爐生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。高爐對入爐燒結礦質(zhì)量要求不僅包括品位高、強度高、粉末少、粒度組成合理等，而且對燒結礦堿度穩(wěn)定率也有嚴格的要求。燒結礦堿度穩(wěn)定率對高爐的產(chǎn)量、鐵水質(zhì)量、生產(chǎn)順行以及造渣制度都有著重要的影響，燒結礦堿度的波動會引起高爐爐溫和造渣制度的不穩(wěn)定，嚴重時會導致高爐懸料或崩料，最終導致焦比升高，生鐵產(chǎn)量降低^[1] 。國內(nèi)有關資料統(tǒng)計，燒結礦堿度穩(wěn)定率每提高10%，高爐焦比降低1%，生鐵產(chǎn)量 提高 1.5%。天津鋼鐵集團有限公司（以下簡稱天鋼）360m²燒結機主要是為 3200 m³高爐提供燒結礦，2020 年 360m² 燒結機經(jīng)過大修改造和升級后，燒結礦的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了明顯提高，燒結礦堿度穩(wěn)定率達到了85%左右，但與國內(nèi)先進企業(yè)相比還有差距。隨著高爐產(chǎn)能的不斷釋放，燒結礦堿度穩(wěn)定率對高爐的影響逐漸顯現(xiàn)。因此，需要進一步提高 360m² 燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率，為 3200m³高爐順產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)創(chuàng)造條件。

本文對影響 360m²燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率的因素進行了分析，確定了影響燒結礦堿度穩(wěn)定率的原因，結合 360m² 燒結機混勻礦供給情況，提出了相應的工藝調(diào)整措施，并對措施實施效果進行了總結。

1 影響燒結礦堿度穩(wěn)定率的因素分析

燒結礦的堿度是指燒結礦中堿性氧化物與酸性氧化物的比值，鋼鐵企業(yè)燒結生產(chǎn)通常采用二元堿度（CaO/SiO₂ ）。燒結礦堿度穩(wěn)定率為燒結礦堿度合格的檢驗樣品數(shù)量占總檢驗樣品數(shù)量的比值，以百分比表示。從燒結礦二元堿度公式來看，燒結礦堿度主要受 SiO₂和 CaO兩個成分因素的影響，所以燒結礦堿度穩(wěn)定率的提高也就是燒結礦 SiO₂ 和CaO成分穩(wěn)定率的提高。

影響燒結礦 SiO₂和 CaO 成分穩(wěn)定性的因素包括：入廠原、燃料成分的穩(wěn)定性，混勻配料工序混勻礦成分的穩(wěn)定性和燒結配料工序各物料的配比穩(wěn)定性等。因此，要提高 360m² 燒結機燒結礦堿度的穩(wěn)定率，就要從入廠原、燃料成分控制，原料場混勻配料以及燒結配料等方面進行綜合治理。

2 提高燒結礦堿度穩(wěn)定率的措施

2.1 提高入廠原、燃料成分的穩(wěn)定

2.1.1 加強入廠原、燃料成分檢測

360m² 燒結機混勻礦配料以澳礦、巴西礦和國產(chǎn)精礦粉為主，再配加高爐返礦、堿性熔劑、燃料以及各類循環(huán)料。由于物料來源復雜、品種多，因此各種原料的 SiO₂和 CaO含量差異較大，同時每種原料自身的SiO₂含量波動也比較大，這對燒結礦堿度穩(wěn)定率的提高帶來了很大的困難。為此，天鋼全面加強了各種入廠原、燃料成分的檢測和把控，為混勻礦配料和調(diào)整提供了真實準確的基礎數(shù)據(jù)。同時對料場物料實行動態(tài)管理，隨時掌握入廠原、燃料成分變化趨勢，提前預判和調(diào)整混勻礦配料結構，降低入廠原、燃料成分波動對燒結礦堿度穩(wěn)定率的影響。

2.1.2 穩(wěn)定燒結混勻礦配料結構

360m² 燒結機所用鐵礦主要包含進口協(xié)議鐵礦和港口采購的鐵礦。為了穩(wěn)定燒結混勻礦配料結構，依據(jù)協(xié)議礦種的來料周期和來料量，確定燒結混勻礦配料結構中主要礦種的配比，再根據(jù)市場變化和生產(chǎn)情況，從港口合理選擇能夠降低燒結礦生產(chǎn)成本的物料，最大限度地穩(wěn)定燒結混勻礦配料結構和堿度。

2.1.3 加強原料場管理

根據(jù)入場物料的種類、產(chǎn)地、成分、進料量等，實行嚴格的分類堆存制度，并對各種物料實施掛牌管理，標明各種物料的名稱及重要參數(shù)，防止物料錯堆、錯取；對兩種成分差異大的物料采取分區(qū)域堆放，同時避免兩種物料在交界處混堆；在日常生產(chǎn)過程中，不定期對料場物料的堆放情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，從管理方面提高入場物料成分的穩(wěn)定性。

2.2 降低混勻配料工序混勻礦成分波動

目前，對燒結用各種含鐵物料進行中和混勻是一種主要的生產(chǎn)模式，但由于受含鐵物料供料模式和設備狀況等原因制約，360m² 燒結機的混勻礦供料模式只能采用原料配料室直供的模式。此種供料模式由于各種含鐵物料配料后未經(jīng)過中和混勻而直接送入燒結混勻礦倉，造成混勻礦成分不穩(wěn)定，混勻礦中 SiO₂和 CaO 成分波動性大，最終導致燒結礦堿度波動大。為此，制定了一系列工藝改進措施：

（1）嚴格執(zhí)行原料配料室各配料秤定期校驗制度，增加重點物料配料秤的校驗頻率，提高原料圓盤給料機下料的穩(wěn)定性，降低混勻礦的成分波動。

（2）控制原料配料室各物料的倉位在合理范圍內(nèi)，執(zhí)行高倉位交班，避免因倉位低而出現(xiàn)下料不穩(wěn)定的情況。

（3）降低轉(zhuǎn)爐污泥等黏性大的物料對燒結混勻礦成分均勻性的影響。轉(zhuǎn)爐污泥水分大、黏性高、不易混勻，故原則上將轉(zhuǎn)爐污泥放在另一臺可以使用混勻大堆的燒結機上進行配加，若另一臺燒結機無法完全消化，則剩余部分在360m² 燒結機上使用，而且在使用時要加大轉(zhuǎn)爐污泥與高爐返礦的機械混合力度，以降低因轉(zhuǎn)爐污泥混合不均對燒結礦堿度穩(wěn)定率的不良影響。圖 1 為轉(zhuǎn)爐污泥與返礦機械混合前后對比情況。

2.3 降低燒結配料工序混合料堿度波動

2.3.1 提高生石灰的燒結強化作用

360m² 燒結機的熔劑主要為生石灰和菱鎂石，而燒結混合料中CaO主要來源于生石灰，所以生石灰 CaO 含量波動是燒結混合料中 CaO 含量波動的主要原因。燒結生產(chǎn)對生石灰的質(zhì)量要求是：CaO含量高且穩(wěn)定、活性度高、生燒過燒率低。如果生石灰 CaO 含量波動性大、生燒過燒嚴重，會給生石灰的配料計算帶來影響，在生產(chǎn)高堿度燒結礦時，隨著生石灰用量的增加，燒結混合料中CaO的含量會更加難以控制，從而影響燒結礦堿度穩(wěn)定率。此外，當生石灰消化不完全時，熱量利用和黏附效果會變差，強化制粒作用將不能被充分發(fā)揮出來，且容易在燒結混合料中形成偏析，影響混合料的成分穩(wěn)定，同時也會影響燒結過程的透氣性，降低燒結的垂直燒結速度，進而影響燒結生產(chǎn)效率。

360m² 燒結機使用的生石灰包括自產(chǎn)生石灰和外購生石灰，其中自產(chǎn)生石灰質(zhì)量較好，CaO 含量和活性度均較高且穩(wěn)定，而外購生石灰由于廠家較多，質(zhì)量參差不齊，自身消化性能不一，且CaO含量差異大，混配使用后不利于燒結混合料堿度的控制。為了降低生石灰成分、性能波動對燒結混合料堿度的不良影響，進行了工藝調(diào)整和改善。

（1）在燒結配料室生石灰倉下料點后方增加噴淋水管裝置，提前對生石灰進行預消化，延長生石灰的消化時間，改善生石灰的消化效果，降低生石灰未消化的“白點”對燒結礦堿度的影響。

（2）對不同廠家的外購生石灰進行現(xiàn)場消化實驗（見表1），根據(jù)消化實驗的檢測結果，采取優(yōu)勝劣汰的原則，選用消化性能良好廠家的生石灰，以提高燒結混合料堿度的穩(wěn)定性。

（3）將自產(chǎn)生石灰和外購生石灰進行分倉存儲，盡量避免混倉，以降低因自產(chǎn)生石灰和外購生石灰成分差異造成的燒結礦堿度波動^[2] 。

2.3.2 提高燒結配料室圓盤給料機下料精度

制定燒結配料室圓盤給料機定期校秤制度，降低圓盤給料機下料量的波動。在中控制室設聲光報警系統(tǒng)，當配料室各料倉下料量出現(xiàn)較大波動時，會有聲光提醒，而且會重點關注生石灰倉的下料情況，出現(xiàn)波動及時查找原因并調(diào)整，避免引起燒結礦CaO含量波動。

2.3.3 燒結配料倉倉位控制

控制燒結配料倉倉位在合理范圍內(nèi)，特別是熔劑倉倉位，嚴格執(zhí)行高倉位交班，避免因低倉位造成下料出現(xiàn)波動的情況。

2.3.4 穩(wěn)定燒結配料返礦配比

返礦是燒結混合料成球的主要核心來源，在燒結配料中的占比較大，同時由于返礦的堿度和燒結混合料的堿度不同，返礦配加量波動較大時，燒結礦堿度也會隨之發(fā)生較大變化，為此，根據(jù)生產(chǎn)狀況和返礦倉倉位的變化，及時調(diào)整返礦的配比，同時避免大比例的調(diào)整。

2.3.5 統(tǒng)一燒結配料四班操作

加強崗位培訓，統(tǒng)一四班操作，降低交班過程的生產(chǎn)波動。生產(chǎn)班組要嚴格執(zhí)行燒結生產(chǎn)十六字操作方針“穩(wěn)定水碳，鋪平燒透，以風為綱，嚴控終點”，使燒結生產(chǎn)穩(wěn)定運行。

3 效果分析

通過開展提高 360m²燒結堿度穩(wěn)定率項目的研究，燒結礦堿度穩(wěn)定率有了顯著的提高。燒結堿度穩(wěn)定率由 84.50% 提高至 95.71%，最高單月達到了 99% 以上。燒結礦質(zhì)量也得到了明顯改善，燒結礦各項指標對比情況如表 2 所示。

燒結礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)由 78.42% 提高至 79.37%，360m²燒結機利用系數(shù)由 1.385 提高至 1.527，燒結礦年產(chǎn)量提高40萬噸以上。

4 結語

為進一步提高天鋼360m² 燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率，本文對影響 360m² 燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率的因素進行了深入研究，并結合 360m² 燒結機混勻礦供給情況，從360m² 燒結生產(chǎn)系統(tǒng)入廠原、燃料成分控制，原料場混勻配礦及燒結混合配料堿度控制等方面提出了工藝改進措施。

生產(chǎn)實踐證明，通過提高入廠原燃料成分穩(wěn)定性、降低原料場配料工序混勻礦成分波動、降低燒結配料工序混合料堿度波動等工藝改進措施的實施，天鋼 360m² 燒結機燒結礦二元堿度穩(wěn)定率明顯改善，各項質(zhì)量指標明顯提升。360m² 燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率由工藝改進措施實施前的 84.5% 提高到實施后的 95.7%，達到了提高天鋼 360m² 燒結機燒結礦堿度穩(wěn)定率的預期目標，為后續(xù)3200m³高爐進一步增產(chǎn)、增效創(chuàng)造了條件。

參考文獻

[1] 傅菊英, 姜濤, 朱德慶 . 燒結球團學[M]. 長沙:中南大學出版社, 1996.

[2] 呼建軍.提高360m²燒結機成品率的研究[J].天津冶金,2021(06): 23-25.