楊建鵬 寧春明  鄭林鋒

摘要：近年來，龍鋼公司燒結(jié)工固體燃耗居高不下，遠(yuǎn)高于全國平均水平，為了降低燒結(jié)固體燃耗，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效新的突破，龍鋼公司燒結(jié)工序從優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，提升燃料質(zhì)量，實(shí)施燃料粒級攻關(guān)，采取低水低碳燒結(jié)，提升混合料溫等方面大膽創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)降本增效的目的。

關(guān)鍵詞：燃料；水分; 固體燃耗；燒結(jié)成本

1  現(xiàn)狀分析

近年燒結(jié)固體燃料消耗情況

龍鋼公司近幾年燒結(jié)工序固體燃料消耗居高不下，2021年配加無煙煤40%，固體燃料消耗明細(xì)下降，但隨著國家政策的調(diào)控，后期停止無煙煤的配加，固燃消耗出現(xiàn)反彈，與國內(nèi)平均水平存在差距，固體燃料消耗在燒結(jié)生產(chǎn)過程中占燒結(jié)能源總耗的70%-80%,從制造成本來講燃料消耗占制造成本的30%左右，因此實(shí)現(xiàn)燒結(jié)固體消耗指標(biāo)的突破，是降低企業(yè)生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)高效冶煉，高質(zhì)量發(fā)展的必然需求。

2  過程研究

1.提升燃料質(zhì)量

1.1燃料結(jié)構(gòu)

從2019-2022年，隨著行業(yè)發(fā)展和企業(yè)實(shí)際，期間使用過蘭炭小粒、焦面、無煙煤等固體燃料，蘭炭小粒和焦面的配加，在一定程度可降低燃料成本，但在實(shí)際使用過程固燃消耗上升較大，后期配加無煙煤配比，固燃消耗下降明顯，但由于國家政策的變化，為保證高爐噴煤的使用，停止無煙煤的配加，2023年開始使用純焦沫燃料。

1.2燃料質(zhì)量提升

前期我公司焦粉供應(yīng)廠家為9家，主要存在問題為各供應(yīng)廠家焦末水分波動差異大（5.9%-20.4%）、粒級組成差異大情況，＜1mm、＜0.5mm部分占比均較高， ＜0.5mm部分占比最大34.80%；焦粉固定碳含量波動大，這些外圍因素會導(dǎo)致燒結(jié)燃料配比的波動，進(jìn)而影響燒結(jié)礦的質(zhì)量，增加燒結(jié)返礦量。同時(shí)因?yàn)樗趾凸潭ㄌ嫉牟▌樱瑸榱俗畲笙薅却_保燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定，燃料配比持續(xù)偏上限運(yùn)行。為了解決燃料水分的波動，提升燃料質(zhì)量，受先從燃料進(jìn)購上，對供應(yīng)廠家進(jìn)行燃料性價(jià)比的對比，淘汰質(zhì)量較差的供應(yīng)商，同時(shí)完善燃料進(jìn)廠標(biāo)準(zhǔn)，對前期合同為規(guī)定的小于1mm部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，極大的提升了燃料質(zhì)量，降低了燃料水分的波動，燒結(jié)工序整體燃料質(zhì)量明顯變好。

1.3燃料預(yù)篩分，燃料分加，

為了降低燃料小于1mm的部分，在燃破系統(tǒng)實(shí)施預(yù)篩分系統(tǒng)，對高爐內(nèi)返焦沫和干熄焦沫進(jìn)行預(yù)篩分，將小于3mm部分預(yù)篩分直接進(jìn)入配料燃料倉，一方面降低了燃破破碎壓力，另一方面能降低破碎后小于1mm部分的占比，提升了燃料在燒結(jié)過程的利用率。前期我廠對高爐內(nèi)返焦沫在一臺燒結(jié)配加，為了均衡各燒結(jié)機(jī)的燃料水分，加之隨著外購干熄焦沫的使用，其與高爐內(nèi)返焦沫水分接近2%左右，對三臺燒結(jié)機(jī)燃料進(jìn)行干濕分離均衡配加，由燃破分別破碎燒結(jié)機(jī)分倉配加，降低了燃料水份對固燃消耗的影響。

2.優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)

原料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，以及三大料種的比例對燒結(jié)固體燃料消耗影響較大，增加使用精粉的比例，可以有效降低燒結(jié)的固體燃耗。

從上圖中可以看出2023年燒結(jié)配比中不論是褐鐵礦、赤鐵礦還是磁鐵礦，其礦種比例變化要比2020年-2022年都要穩(wěn)定一些，沒有較明顯的變化幅度。燒結(jié)配比結(jié)構(gòu)趨于合理、穩(wěn)定、不斷優(yōu)化的良好狀態(tài)。而磁鐵礦比例增加有利于降低燒結(jié)燃料配比，降低固燃消耗。

3、提升混合料透氣性，實(shí)施低碳厚料操作。

3.1 混合機(jī)三合一直筋襯板、制粒機(jī)逆流襯板的應(yīng)用

厚料層燒結(jié)的前提保障是料層具有良好的透氣性，混勻制粒效果必須得到提升，通過對燒結(jié)混合機(jī)和制粒機(jī)內(nèi)部襯板進(jìn)行了改造，混合機(jī)使用三合一直筋襯板（圖1）代替原來的角鐵揚(yáng)料板，制粒機(jī)應(yīng)用錐形逆流襯板（圖2），大大提高了混合料的混勻效果，為厚料層燒結(jié)提供了有力保障。通過三合一直筋襯板和逆流襯板的應(yīng)用，混合料制粒效果得到大幅提升，燒結(jié)透氣性提升，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)能得到進(jìn)一步發(fā)揮，混料筒粘料情況減輕，延長設(shè)備檢修周期的同時(shí)降低了工人的勞動強(qiáng)度。

圖1  混合機(jī)應(yīng)用三合一直筋襯板                          圖2  制粒機(jī)應(yīng)用逆流襯板

3.2 新型松料器的應(yīng)用

隨著料層厚度的不斷提升，改善燒結(jié)料的透氣性是保證燒結(jié)礦質(zhì)量和燒結(jié)機(jī)提產(chǎn)降耗的關(guān)鍵措施。燒結(jié)機(jī)原有刀片狀松料器與混合料接觸面積較少，松料效果有限，同時(shí)為了具備提升料溫的功能，對松料器進(jìn)行了優(yōu)化，改進(jìn)為可拆卸式不銹鋼空心圓筒形狀，表面交錯(cuò)打孔，內(nèi)部可通入蒸汽，使其具備雙項(xiàng)功能（圖3）。由于此處最接近點(diǎn)火燒結(jié)，熱損失最少，預(yù)熱提溫效果明顯。結(jié)合臺車礦槽通入蒸汽配合情況下冬季料溫可達(dá)到68℃左右，這一改造不僅透氣性較之前提高，還可以通過對松料器棒條數(shù)量與位置的調(diào)整來調(diào)節(jié)料層的透氣性。

圖3  燒結(jié)機(jī)松料器

隨著混合料透氣性的改善，為厚料層操作奠定了基礎(chǔ)，通過燒結(jié)機(jī)欄板改造，燒結(jié)機(jī)料層厚度由850mm提升至930mm，燒結(jié)機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)都得到了很大的提升。

4.低水低碳操作

4.1降低燒結(jié)料水分

在生產(chǎn)的過程，燒結(jié)物料中含水量的升高容易使燃耗升高，為此對混合料的含水量進(jìn)行控制。在可以保證生產(chǎn)工藝正常進(jìn)行的要求下，控制含水量下限，當(dāng)物料結(jié)構(gòu)變更時(shí)，根據(jù)物料特點(diǎn)優(yōu)化水分含量。結(jié)合我單位原料結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，在單臺燒結(jié)機(jī)進(jìn)行低水燒結(jié)試驗(yàn)，以0.2%的水分進(jìn)行遞降，通過周期試驗(yàn)，燒結(jié)料水分有最初的7.6%左右下降至7.2%左右，燒結(jié)過程及燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定，燒結(jié)機(jī)燃料配比綜合下降0.09%左右，影響固燃單耗下降1.11kg/t左右，試驗(yàn)活動效果明顯，同時(shí)推廣在其他燒結(jié)機(jī)應(yīng)用。

4.2 降低燒結(jié)礦FeO含量

 為了確保燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，之前燒結(jié)礦FeO按照9.5±0.5%進(jìn)行控制，且燒結(jié)礦FeO大部分處于上限運(yùn)行。通過對標(biāo)學(xué)習(xí)結(jié)合本廠實(shí)際，我們通過開展熔劑粒級攻關(guān)，＜3mm占比長期達(dá)到93%以上，生產(chǎn)礦化與同化過程得到改善。同時(shí)開展低溫?zé)Y(jié)攻關(guān)，采用均質(zhì)慢燒的生產(chǎn)操作方針，提升燒結(jié)礦的質(zhì)量，指標(biāo)上拚棄采用提高FeO的方式提升燒結(jié)礦強(qiáng)度，提升燒結(jié)礦FeO含量控制范圍降低至9±0.5%,且生產(chǎn)過程中，按下限控制，促使燒結(jié)固體燃耗進(jìn)一步降低。

5、提高混合料料溫

提升混合機(jī)加水溫度，利用環(huán)冷余熱實(shí)施換熱裝置，將熱水引至混合機(jī)加水水箱，再通入蒸汽，提升混合機(jī)加水水溫至85℃以上。為進(jìn)一步提升燒結(jié)料溫，利用余熱發(fā)電中壓蒸汽引至燒結(jié)機(jī)礦槽，對燒結(jié)料進(jìn)行預(yù)熱，通過熱水和中壓蒸汽使用，燒結(jié)料料料溫由62℃提升至90℃以上，燃料配比由2.92%降低至2.71%，固燃單耗下降2.49kg/t左右，燃料成本下降2.13元/噸。

6.返礦率的控制

6.1、優(yōu)化供料模式：

經(jīng)過現(xiàn)場充分調(diào)研，各燒結(jié)機(jī)至高爐槽下轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)較多，且落差大，雖然很多溜槽為階梯式溜槽，但長期的磨損加之后期修復(fù)不到位，階梯效果不明顯，造成燒結(jié)礦輸送過程中破損率增加，返礦量增多。通過對三臺燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦運(yùn)輸?shù)穆肪€和溜槽落差進(jìn)行逐一測量，并對日常各種供料模式從出料到高爐進(jìn)料進(jìn)行返礦量的檢測對比，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)化燒結(jié)礦儲存和供料模式，并形成制度嚴(yán)格執(zhí)行，降低燒結(jié)礦運(yùn)輸過程的粉化現(xiàn)象。

6.2、優(yōu)化篩分系統(tǒng)：

一是通過對每一個(gè)篩分進(jìn)行粒級監(jiān)測，及時(shí)掌握篩板運(yùn)行狀況，促進(jìn)篩分篩板的及時(shí)更換；二是優(yōu)化篩分篩板尺寸，將燒結(jié)礦篩分篩板由上7下4.5mm逐步更換為上6下4mm和5mm分級篩，將快礦篩分篩板由上7下4mm逐步更換為上6下4mm和4*25mm波紋篩，將球團(tuán)礦篩分篩板由上7下4mm逐步更換為上6下4mm，降低燒結(jié)礦返礦＞5mm的占比，由前期的最高35.76%下降至現(xiàn)在最低10.41%，綜合下降10.67%，提升了燒結(jié)礦的入爐量。

從上圖中可以看出2021年燒結(jié)返礦達(dá)到最高，2023年燒結(jié)返礦有明顯的降低。而在高爐的篩子使用上，燒結(jié)礦篩子部分由上7下4.5mm逐步換為上6下4mm和分級篩及波紋篩。有利于提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，降低燒結(jié)礦返礦率，進(jìn)而降低固燃單耗。

3  結(jié)論

通過對燒結(jié)過程降低固體燃料消耗的研究與實(shí)踐，我單位燒結(jié)工序固體燃料消耗有2019年的69.83kg/t下降到現(xiàn)在的57.82kg/t,取得了良好的效果，但與優(yōu)秀行業(yè)比較，仍有差距，在重新完善燒結(jié)生產(chǎn)中各項(xiàng)規(guī)定，進(jìn)行了更加規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的管理。從熔劑質(zhì)量及結(jié)構(gòu)；原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提升磁鐵礦比例；燒結(jié)礦返礦率偏高；燒結(jié)料面急劇冷卻，導(dǎo)致燒結(jié)礦強(qiáng)度變差等方面進(jìn)行深入研究和改善，持續(xù)推降低燒結(jié)固體燃耗的下降。

參考文獻(xiàn)：

[1]   李雪峰，劉福泉，劉樹國，趙曉文張水東，沈進(jìn)勇,宜銷360㎡ 燒結(jié)機(jī)降低能耗攻關(guān)及效果.燒結(jié)球團(tuán).2012.（3）：21-22.

 [2]   周偉,劉厚甫,趙峰博,移小義,李江.紅鋼260m~2燒結(jié)機(jī)降低固體燃耗的生產(chǎn)實(shí)踐[J].冶金能源,2023,42(02):59-61.

[3]   樊君.降低海鑫燒結(jié)廠固體燃料消耗的基礎(chǔ)研究[D].西安建筑科技大學(xué),2011.