李明 趙利明 匡朝輝

摘要：厚料層燒結具有改善燒結礦質量、降低工序能耗、改善各項燒結指標等優點?；诤窳蠈訜Y的可行性分析，湛鋼 1#550m² 燒結機通過設備改造、操業參數優化、技術水平提升等措施，成功實現 900mm 以上厚料層燒結的生產實踐。實施厚料層燒結后，從厚料層對生產過程、產品質量及能源消耗的影響進行分析，燒結成品率提高了 0.55%，噸礦工序能耗降低 2.88kgce，取得了良好經濟效益。

關鍵詞：厚料層燒結；成品率；節能降耗

厚料層燒結是 20 世紀 80 年代發展起來的燒結技術，得到了廣泛應用和發展。生產實踐證明，厚料層燒結具有改善燒結礦質量、降低工序能耗等優點。目前，寶山、馬鋼、天津聯合特鋼等眾多國內鋼鐵企業實現了 900mm 以上厚料層燒結，取得了良好的經濟效益。寶鋼湛江鋼鐵有限公司（以下簡稱湛鋼）1#550m² 燒結機原設計料層厚度為 800mm，但燒結機欄板預留了 150mm 抬升空間，以備增加燒結料層厚度。在 2019 年 4 月年修期間，經過設備改造，燒結臺車欄板提升至950mm，經過一系列技術探索和生產實踐，自 7 月份起，燒結料層厚度不斷提升，并在 9 月份達到了 900mm 以上，且各項燒結指標得到明顯改善。

一、厚料層燒結可行性分析

為保證厚料層燒結的順利實施，在設備欄板改造前，從燒結設備、工藝、原料條件等方面，對厚料層燒結的可行性進行深入技術分析。

（一）設備能力分析

1. 主排能力分析

燒結機共配置 2 臺主排風機，單臺風機設計流量 25500m³ /min，設計全壓19.0kPa。在料層厚度為 800mm 時，燒結過程負壓基本在 18kPa 左右，風門開度保持在 55% 以下，燒結主排能力相對富余，為進一步提高料層厚度創造了良好條件。

2. 設備漏風率分析

在設計之初，采用了各種降低漏風的新技術，燒結漏風率一直維持在較低水平。同時，在一燒結年修期間，對燒結漏風點進行了集中整治，燒結漏風率良好。

（二）工藝操作分析

燒結使用的礦粉主要是巴西粉和澳洲低價礦粉，具有較好的粒度組成，混勻礦平均粒度基本在 3.0mm 以上。其中，勻礦中黏附粉（-0.25mm）比例基本在15% 以下，具有較好的制粒效果。

原料系統采用兩段混合、兩段加水的方式。加水均采用程序自動控制，可根據制粒效果對一、二混加水的總量和比例進行調整，并在混合料中添加生石灰，有效保證了混合料的制粒效果和制粒強度，進一步改善了原始料層的透氣性，為厚料層燒結奠定基礎。

二、厚料層燒結技術措施

厚料層燒結雖然能大幅度改善燒結質量，降低過程能耗，帶來良好的經濟效益，但在實際生產過程中，厚料層同樣會給燒結過程帶來不利因素。如果操作不當，會造成燒結質量劣化，影響高爐穩定順行。對此，可采取以下措施：

（一）合理控制燒結負壓

提高燒結主排風門開度，增大燒結負壓，可增加燒結料層單位面積的抽風量，保證燒結過程有效進行。但是，過分增加抽風能力，也會對燒結過程帶來負面影響，一方面會造成燒結電耗增加；另一方面，由于抽風作用的加強，燒結料層會被進一步壓實。因此，根據主排設計能力及燒成控制要求，將燒結過程負壓控制在 18~19kPa 之間。

（二）降低燒結料層阻力

針對燒結過程中的原始料層、燃燒帶、干燥預熱帶、過濕帶對燒結料層阻力的影響進行分析和研究，造成燒結料層阻力增大的原因在于：一是料層升高，造成物料壓實及過濕帶變寬；二是粉焦粒度控制偏粗，造成燒結燃燒帶變寬，惡化燒結熱態透氣性。針對以上問題，以改善燒結料層的透氣性、增加單位面積的有效抽風量為目的，提出以下改善措施：

1. 改善燒結原始料層透氣性

根據物料條件及時調整一、二混添加水量和比例，保證混合料具有良好的制粒效果。目前，由于燒結精粉比例的提高，燒結混料水分控制在 7.5%~7.6%，較之前高 0.1%~0.2%。同時，二混添加水量由之前的 5~6t 提升至目前的 7~8t。

提高生石灰配比。由于單純的黏附粉成球后完全靠毛細力維持，在燒結過程中一旦失去水分，很容易破碎。提高生石灰配比，可有效提高成球強度，有利于料溫增加，降低過濕層的影響，進而改善燒結原始料層的透氣性。在原燃料相同的情況下，料層提高后，噸礦生石灰單耗可升高 1 ~2kg。

對通氣棒進行改型。原有通氣棒的尺寸和間距與新的料層厚度不匹配，不能保證透氣的均勻性。因此，對通氣棒的數量、間距進行調整，通氣棒由原來的 3 排增至6 排，每排 12 或 13 根，在垂直方向上交叉布置。

2. 改善燒結過程透氣性

一是根據混合料制粒效果，嚴格控制混合料水分上限，減少過濕層厚度，改善燒結過程的透氣性。二是嚴格控制粗粉焦粒度，粉焦粒度過粗會導致燃燒帶變寬，進而增加燒結過程中的料層阻力，惡化燒結透氣性，將粉焦粒度控制在 1.4 ~1.5mm。三是針對粉焦和煤執行不同的破碎標準，要求煤和焦分開，單獨破碎和配入，嚴禁混料破碎混進同一個槽，保證不同燃料配比下燃燒帶熱量的穩定。四是適當降低點火溫度，料層提高后機速減慢，燒結料面在點火爐內停留時間延長。為避免料面點火過融，惡化燒結表面透氣性，燒結點火溫度由之前的1150℃ ~1200℃降低至 1100℃ ~1150℃。

三、厚料層燒結生產實踐效果

由于湛江一、二燒結除了燒結機欄板高度存在差異之外，其他設備、原燃料條件和操作人員均相同。因此，將一燒結厚料層生產實踐效果與二燒結進行對比，從厚料層對生產過程、產品質量及能源消耗的影響來分析，具體指標分析如表 1 所示。

（一）過程參數變化

從表 1 可以看出，料層提高，且料層裝入密度有所上升。尤其在 7 月份，差異達到了 0.05t/m3 ，后期，經過強化混合料制粒效果，裝入密度差異逐步縮小，9 月份差異降低至 0.02t/m3 。同時，隨著燒結料層厚度的增高，一燒結主排入口負壓相對二燒結有所升高，但差異不大，均遠低于設計全壓 19.0kPa。層厚提高導致垂直燃燒速度明顯加快，經分析，主要是一燒結負壓增加所致。

（二）燒結質量影響

由表 2 可以看出，料層厚度提高后，燒結利用系數一直保持在 31.5t/（m² ·d）以上，較二燒結高出 1.79t/（m² ·d）。料層厚度提高后，燒結質量明顯改善，其中，燒結礦強度比二燒結提高 0.94%，成品率提高 0.55%，這主要是由于料層提高后，強度較低的表層燒結礦相對減少，燒結過程蓄熱能力強，燃燒帶溫度升高，礦物結晶充分，進而改善了燒結礦強度，提高了成品率。燒結料層提高后，一燒結燒結礦的平均粒度較二燒結有所降低，可能是燒結垂直燃燒速度過快所致，燒結礦粉率差異主要和篩網篩分效率有關。

（三）能耗影響

由表 3 可以看出，一燒結料層厚度提高后，由于料層自動蓄熱作用，燒結各項能耗指標改善明顯。其中，一燒結整體工序能耗相對二燒結降低了 2.88kgce/（t·s），固體燃料單耗較二燒結降低了1.93kg/（t·s），COG 單耗較二燒結降低了 0.58m³ /（t·s），蒸汽回收較二燒結提高了 2.87kg/（t·s）。

四、結語

湛鋼一燒結機欄板改造完成后，經過一系列技術措施和工藝優化，燒結料層厚度穩步提升，月均值達到了 900mm 以上。通過對比二燒結生產實績表明，燒結料層提高后，燒結過程生產平穩，燒結礦的質量及能耗指標明顯改善。其中，成品率提高了 0.55%，噸礦工序能耗降低了 2.88kgce，創造了良好的經濟效益，達到了預期效果。

通過跟蹤燒結數據發現，一燒結料層提高后，燒結的垂直燃燒速度加快，燒結礦的平均粒度有所降低。對此，需進一步深化研究，消除厚料層燒結帶來的不利影響。目前，燒結料層厚度已達到了 900mm 以上，但距離改造欄板高度 950mm 仍存一定差距，仍有較大進步空間。

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