匡夜霖  王澤有  王振寬  浦生龍

（通化鋼鐵股份有限公司煉鐵事業部 吉林省 通化市 134003）

摘要：通鋼煉鐵目前有兩臺360m²燒結機正常運行，在長期生產實踐中，篩下粉含量過高以成為一個突出的問題。本文旨在探討通鋼燒結生產提強度降篩下粉單耗工藝技術改造實踐，具體包括混合料智能加水系統升級、點火溫度恒溫控制系統升級、抑制臺車邊緣效應措施綜合應用以及實施配料精細化管理等。通過這些技改實踐，提升燒結生產過程的智能化、高效化，降低生產成本，提高產品質量，實現燒結高效可持續發展。

關鍵詞：燒結機；混合料；改造；實踐

通鋼現有兩座2680m³高爐，由兩臺360m²燒結機為其提供燒結礦。在長期的高爐生產實踐中，篩下粉含量過高以成為一個突出的問題。該問題在2021年尤為顯著，噸鐵產出篩下粉量高達242.15千克，這一現象對鐵成本產生了巨大負擔。因此針對這一問題，結合生產實際進行了深度分析。基于分析結果，制定出了切實有效的技改措施，并實施了一系列的改進策略。這些措施提高了燒結礦的強度，為確保高爐的穩定與高效運行提供了堅實的基礎，有效減輕了篩下粉含量過高帶來的成本壓力。

1  生產工藝中存在的問題

1.1  混合料水分波動較大

（1）水壓波動：由于混合料和配料生石灰消化器共用一臺水泵，導致加水過程中水壓、水量相互干擾，影響混合料水分的穩定性。

（2）調節精度不足：混合機內加水噴頭設計不合理，無法根據料流變化精確調整加水量，導致混合料水分出現跑稀或跑干現象。

（3）生石灰消化器堵料：生石灰消化器加水控制依賴人工經驗，雨季時尤為明顯，易導致下料不均甚至堵料情況，進一步影響混合料水分的穩定性。

（4）物料混合不均勻：生石灰消解后與其他物料混合不充分，形成團塊，導致混合料水分不一致。

1.2  點火溫度波動時間較長

點火溫度的穩定性和快速響應性對燒結過程至關重要。當前工藝中點火溫度波動時間較長，可能影響燒結礦的均勻性和強度。

1.3  臺車邊緣效應

燒結臺車邊緣效應導致邊部物料欠燒，形成“夾生料”層，嚴重影響燒結礦的強度和整體質量。

1.4  原料配比及使用方式不合理

原料如生石灰、煙道灰、除塵灰等的配比和使用方式不合理，缺乏科學的配比標準和標準化的管理流程，影響燒結礦的質量和性能。

1.5  設備性能與操作問題

（1）混合機加水系統不精準：導致混合料水分不均勻，影響制粒效果和燒結礦質量。

（2）混合機出料口粘料：影響出料的順暢性和均勻性，加劇燒結礦質量的不穩定。

2  技改方案與實施

針對生產工藝現狀中提出的問題，實施以下技術改造。

2.1  軟硬件安裝和程序調試，降低混合料水分波動

（1）解決水壓變化問題：一是將原來共用一臺水泵改為專機專泵，避免互相干擾；二是將原來加水管路上其他用水點全部剔除；三是在程序設計中對于水壓波動做出調節變頻，調整水泵轉速的補償辦法。由此，因加水水壓不穩帶來的水分波動得以消除，提高了混合料水分的穩定性。

（2）解決調節精度問題：為保證調節精度，決定將一次混合機內的加水管分為三根，每根長約2米，分別安裝3個噴頭，再用調節閥分別控制。加減料時根據測定的料流變化時間逐段調水，做到了精準加水，以此提高了混合料水分的穩定性。

（3）解決生石灰消化器堵料問題：經過充分論證后，取消生石灰消化器，將生石灰消解用水統一在一次混合機內進行，從根源上解決了生石灰消化器下料不穩甚至造成堵料的現象。

（4）解決物料混合不均勻問題：對于取消生石灰消化器后，生石灰消解和與其他物料充分混勻問題，采用在一次混合機進料端6米不加水，作為混合機強混段，使進入混合機內的物料在此段反復的上拋下落過程中，充分混合。在混合均勻的物料進入到加水段時，生石灰與添加的熱水接觸后，迅速反應消解，在較短的時間內（5-10秒）放熱并黏結物料成均勻的混合料小球，從而使混合料成分更加趨于一致，有利于燒結礦化學成分和物理質量上更加穩定。

通過以上四個方面改進措施，影響混合料水分波動的所有因素全部在可控范圍內。為實現智能加水打下了基礎，同時徹底改變了依賴測水儀帶來的滯后性及不準確性。

2.2  點火溫度恒溫控制系統升級

自主創新升級程序，通過壓力波動預調、適度增加空氣調整死區等程序優化。縮短點火溫度波動調整時間，恒溫點火系統的應用更好地滿足了工藝要求。

2.3  抑制臺車邊緣效應的措施

（1）梭式小車“U”型布料

原梭式小車布料行程和往復速度不合理，小車布料后混合料倉中形成堆尖。大顆粒礦粉向混合料倉堆角滾落，導致燒結臺車上布料偏析不均，大顆粒礦粉集在靠燒結臺車欄板兩側，加劇燒結機臺車邊緣效應。為了實現梭式小車的均勻布料，采取了以下措施。

梭式小車皮帶頭輪位置前安裝擋料板，抑制下料的拋物軌跡，保證混合料垂直落到混合料倉里。外延梭式小車行程，確保落料點能夠到達混合料倉左右倉壁。將梭式小車兩側往返停留時間由原來的3秒增加到8秒，在混合料倉內形成兩側料面高于中間料面，大顆粒混合料自然滾落到料倉中間，形成中間顆粒多于邊緣狀態，增加臺車中部混合料透氣性，同時利用兩側混合料粒徑較小的特點抑制臺車邊部效應。此措施，要求混合料倉位控制在1/2倉至2/3倉，以避免出現虧料現象。

附表1：布料車改造前后圓輥兩側和中間+3mm粒級混合料比例對比

（2）鋪底料“凸”型布料

燒結機鋪底料一直采用40mm厚度平鋪方式布在燒結機臺車上。為增大燒結邊緣氣流阻力，降低靠燒結臺車欄板處混合料透氣性，針對鋪底料布料進行改造：在鋪底料倉出料口兩邊各焊接一塊20*400mm的鋼板，降低臺車欄板側鋪底料厚度，形成兩端400mm寬低于中間20mm厚的凸型鋪底料布料，利用混合料粒徑小于鋪底料（5-17mm）以填充減薄的鋪底料空間。降低燒結臺車邊緣透氣性，達到抑制臺車邊緣效應目的。

（3）優化鋪底料粒度偏析

調研時發現，10-20mm鋪底料經過皮帶進入鋪底料倉時，會自然形成堆尖，大顆粒鋪底料滾落到倉壁處，布料時落到燒結機臺車欄板處，臺車靠近欄板鋪底料粒徑明顯大于中部，加劇了臺車邊部效應。為此在鋪底料料倉上，鋪底料皮帶機落料點下方安裝了均粒裝置，克服鋪底料進倉后形成堆尖，減少臺車邊緣大顆粒鋪底料數量，以抑制邊緣效應作用。

附表2：鋪底料均粒裝置安裝前后臺車兩側和中間+16mm粒級鋪底料比例對比

（4）應用邊緣盲篦條

為進一步抑制燒結機臺車邊緣效應，利用更換磨損嚴重的臺車篦條時機，用三聯盲篦條替換靠欄板的普通篦條，通過減少邊緣抽風氣流，達到抑制臺車邊緣效應目的。

（5）應用新型防漏風臺車篦條壓銷

由于原來的臺車銷子圓柱形部分與臺車擋板插孔間存在一定的間隙，臺車銷子外部用墊片、簡易的開口銷子固定。生產過程中，由于存在間隙，造成燒結機臺車插銷部位漏風；同時，臺車篦條銷子外側使用開口銷子聯接鎖定，長期磨損和高溫下，開口銷子易破損脫落造成臺車銷子掉，導致臺車掉篦條，影響燒結礦質量和產量。為減少漏風，自行設計了“新型防漏風臺車篦條壓銷”，在兩臺燒結機上應用，減少壓銷處漏風。

圖1 舊壓銷

圖2 新壓銷

4.實施配料精細化管理

（1）新投用生石灰活性檢測儀

為科學檢測生石灰活性度，給生產提供指導，新投用生石灰活性檢測儀，以檢測生石灰活性度數據(溫升速率、消化時間、消化溫差等)，用數據反映問題，發現異常立即采取相應處理措施，超前作為，避免了土法水化實驗肉眼判斷誤差大現象，為燒結礦生產穩順、質量穩定提供有利支持。                        

圖3 生石灰檢測儀檢測活性度            圖4 生石灰活性度判斷標準

（2）改變煙道灰配用方式

為避免煙道灰過多影響煙道過風面積，需要階段性排放煙道灰進入返礦倉配用。而煙道灰粒度組成、親水性均不利于混合料造球，進而惡化燒結透氣性。實際生產過程，在配用帶煙道灰的返礦時，一貫采用減料、降機速、減料層辦法克服透氣性不好對生產的影響，但不可避免對生產產生波動。為此，利用配料室兩個返礦倉的特點，實施了帶煙道灰返礦與正常返礦實現分倉儲存、連續配用措施。即：正常返礦進一個返礦倉，放煙道灰時，帶煙道灰返礦進入另一個返礦倉，配料時，帶煙道灰返礦小配比連續配用保證后續生產過程一致。原來帶煙道灰返礦集中配用時，靠減料、降機速保質現象徹底杜絕，進一步穩定了燒結生產秩序。

（3）不同品種燃料搭配使用標準化

燒結生產用的自產焦粉、焦化池子粉、無煙煤、外購焦粉等燃料，成分不同，熱值也不一樣。原來使用時，根據發生量隨意搭配，品種變化比較頻繁，造成燃料配比調整頻繁，成礦率參差不一。為此制定《不同品種燃料搭配使用管理規定》，規范列出各品種搭配辦法，規避了同時使用高、低熱值燃料對燒結成礦的不良影響。

（4）改造除塵灰格式給料機

燒結環境除塵灰使用格式給料機進行配用，而格式給料機原設計葉輪容積過大，單次給料量過多，而除塵灰配比低、用量少（0.6%配比，3-4.2t/h），導致格式給料機轉速過低，配用時料流斷斷續續，進而影響配料均勻穩定，透氣性也出現波動現象。為此，對格式給料機進行了葉輪縮小容積改造。經過改造，單次給料量大幅減少，給料機轉速提高，達到了料流均勻、連續，提高了配料穩定性。

5.改善混合機制粒效果

通過改變混合機加水噴頭角度，同時應用專利產品“新型防脫落噴頭”、在出料口加裝刮料板等辦法，改善混合機粘料，為充分混勻、均勻制粒奠定基礎。改造前后對比檢測數據顯示：混合料中+8mm顆粒減少14.49%，-1mm粒級減少0.53%，1-8mm顆粒增加15.02%。中間粒級的增加，在燒結過程中，有利于均質燒結，同時透氣性趨好，成礦率提高，燒結礦強度提高。

改造前舊噴頭加水角度斜下，噴頭易脫落，改造后加水角度平直并應用新型防脫落噴頭。

圖5 改造前                                  圖6 改造后

表3 應用前后混合料制粒效果對比

3  技改效果評估

經過反復實驗改進升級混合料智能加水程序、點火器恒溫點火程序得以完整應用。鋪底料凸型布料、布料車U形布料、邊部盲篦條、新型防漏風壓銷、優化鋪底料粒度偏析等一系列抑制邊緣效應、提高均質燒結水平的措施，實現了“強化均質燒結，提高成品率和轉鼓指數”目標。

3.1  實施后效果

（1）燒結礦轉鼓指數、低粉指數得以提高，可以改善高爐操作條件，有利于高爐長期穩定順行、降低高爐燃料比、提高高爐利用系數、降低生鐵成本。

（2）高爐篩下粉量的降低，減少了倒運期間形成的二次揚塵，有利于保護環境。

3.2  經濟效益

（1）直接經濟效益

一系列的技術創新，在大幅度配用經濟物料，燒結內返率降低0.57%的條件下，燒結礦轉鼓指數提高0.14%，高爐噸鐵篩下粉由原來的242.15Kg/t，降低至209.09Kg/t，降低33.06Kg/t。依據高爐生鐵產量346.32萬噸計算，累計減少篩下粉11.45萬噸。按每千克篩下粉影響噸鐵成本0.07元，降低鐵成本801.5萬元。

（2）間接效益

燒結礦轉鼓指數、低粉指數的提高，可以改善高爐操作條件，有利于高爐長期穩定順行、降低高爐燃料比、提高高爐利用系數、降低生鐵成本。高爐篩下粉量的降低，減少了倒運期間形成的二次揚塵，有利于保護環境。

4  結語

近年來，通過深入開展生產工藝技術的改造與創新實踐。提升燒結生產過程的智能化、高效化，燒結機的生產效率和產品質量均得到了顯著提升。為高爐的長期穩定、高效運行提供有力保障。這些創新實踐還有效降低了生產成本，提高了企業的市場競爭力。

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