劉文權(quán)

（冶金工業(yè)規(guī)劃研究院，北京 100711）

專論與綜述

燒結(jié)強(qiáng)力混合與制粒新技術(shù)

劉文權(quán)

（冶金工業(yè)規(guī)劃研究院，北京 100711）

與傳統(tǒng)圓筒混合機(jī)相比，強(qiáng)力混合機(jī)具有占地少、重量輕、混合及制粒效果好等特點，并具有燒結(jié)礦強(qiáng)度好、焦粉消耗低等優(yōu)勢。采用強(qiáng)力混合加制粒新技術(shù)使得大量細(xì)球團(tuán)原料用于燒結(jié)工藝成為可能，可應(yīng)用于新建燒結(jié)廠或現(xiàn)有燒結(jié)廠的改造。

燒結(jié)；強(qiáng)力混合；制粒；新技術(shù)

1 前言

從全球范圍內(nèi)鐵礦資源來看，細(xì)鐵精礦和超細(xì)鐵精礦消耗的比例呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢，而富塊礦和粉礦的所占比例逐漸減少。迄今為止，現(xiàn)有燒結(jié)廠的設(shè)計并非用于有效地處理大量精細(xì)鐵礦［1］。以前粒度較細(xì)的鐵精礦原料通常不適用于燒結(jié)工藝，因為大量配加細(xì)精礦易導(dǎo)致燒結(jié)生產(chǎn)惡化，引起產(chǎn)量下降、質(zhì)量變差、環(huán)境惡化等不利影響。同時，各種非傳統(tǒng)的含鐵原料，如低品位、難處理以及復(fù)雜共生礦，鋼鐵廠內(nèi)的各種含鐵廢料、塵泥，化工廠或有色冶煉廠產(chǎn)生的含鐵渣塵的利用等，采用現(xiàn)行的燒結(jié)或球團(tuán)法無法進(jìn)行有效的利用［2］。如今，鐵礦制備的創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步使得燒結(jié)廠應(yīng)用大量細(xì)粒級鐵精礦成為可能，采用愛立許強(qiáng)力混合與制粒創(chuàng)新技術(shù)改進(jìn)了極細(xì)鐵礦精礦的均勻性。在巴西的Usiminas和臺灣的Dragon Steel采用了強(qiáng)力混合與制粒設(shè)備，也是全球第一次采用雙層布料系統(tǒng)。這兩家工廠都采用了大量的創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)備來保證生產(chǎn)的可靠性、高作業(yè)率及優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量。

2 強(qiáng)力混合機(jī)的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的燒結(jié)原料細(xì)粉和粗顆粒料都是通過滾筒混合機(jī)來進(jìn)行混合和制粒的。但是，由于燒結(jié)細(xì)粉的水親和力比較差，在傳統(tǒng)燒結(jié)工藝中很難使得水分均勻地分散，而水的均勻分散對于制粒效果非常關(guān)鍵。因此，細(xì)粉燒結(jié)由于其阻礙了透氣性而影響了燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)效率。

近20 a來，許多燒結(jié)廠不斷對傳統(tǒng)的燒結(jié)料制備技術(shù)進(jìn)行革新。日本住友、新日鐵等公司最早開始采用立式強(qiáng)力混合機(jī)用于燒結(jié)料混合。通過研究和在住友和歌山第三燒結(jié)廠的實踐，使用愛立許強(qiáng)力混合機(jī)替代滾筒混合機(jī)，使燒結(jié)原料透氣性增加，制粒效果增強(qiáng)并且燒結(jié)速度提高了10%～12%，由此，生產(chǎn)能力也提高了8%～10%，同時降低焦粉的添加比例0.5%［3］。

用愛立許強(qiáng)力混合機(jī)（用于1 200 t/h燒結(jié)機(jī)）替代傳統(tǒng)滾筒混合機(jī)的綜合效果對比見表1。

表1 傳統(tǒng)滾筒混合機(jī)與DW40型愛立許強(qiáng)力混合機(jī)綜合效果對比

由表1可知，滿足1 200 t/h燒結(jié)機(jī)產(chǎn)能，DW40型愛立許強(qiáng)力混合機(jī)與1臺傳統(tǒng)滾筒混合機(jī)相比，可節(jié)約占地面積70%；節(jié)約土地和地基成本；安裝簡便快速，節(jié)約安裝成本；強(qiáng)力混合機(jī)的混合原理決定了其可以達(dá)到最佳的混勻度；因為焦粉及原料能夠被更好地分散，節(jié)約焦粉用量（估算節(jié)約焦粉成本），燒結(jié)礦強(qiáng)度高；因為細(xì)粉更好地被包覆在顆粒表面，提高了燒結(jié)礦的透氣性（可提高10%，即使按照5%計算，800 t/h混合機(jī)可以提高產(chǎn)能40 t/h）。因此，在燒結(jié)礦的制備中應(yīng)用愛立許立式強(qiáng)力混合機(jī)，可以在提高工藝水平、節(jié)能減排、減少原料消耗、提高燒結(jié)廠總利潤方面帶來多重優(yōu)勢。

3 強(qiáng)力混合和制粒系統(tǒng)應(yīng)用

西門子奧鋼聯(lián)所提供的強(qiáng)力混合系統(tǒng)和制粒系統(tǒng)已經(jīng)在臺灣龍鋼一期燒結(jié)廠和巴西Usiminas集團(tuán)燒結(jié)廠成功運(yùn)行。

3.1 在臺灣龍鋼新建燒結(jié)機(jī)的應(yīng)用

臺灣龍鋼一期的鋼鐵廠坐落在臺中港口，于2012年建設(shè)完畢。龍鋼隸屬于臺灣最大的鋼鐵企業(yè)—臺灣中鋼，這家工廠每年能生產(chǎn)520萬t的高質(zhì)量鋼板。在這個項目里，西門子奧鋼聯(lián)的設(shè)計和供貨范圍為1臺新的燒結(jié)機(jī)，1座容積為3 200 m3高爐和兩條鋼板連鑄生產(chǎn)線。其中燒結(jié)機(jī)有效燒結(jié)面積為248 m2，每天額定產(chǎn)能超過7 440 t，或者年產(chǎn)燒結(jié)礦240萬t。強(qiáng)力混合和制粒系統(tǒng)包括1臺強(qiáng)力混合機(jī)和1臺滾筒制粒機(jī)，這套系統(tǒng)處理了100%的燒結(jié)原料（包括鋼廠回收的廢料）。由于這套系統(tǒng)處理過的燒結(jié)料具備極高的均勻度，所以在龍鋼也不需要對原料進(jìn)行預(yù)混合，這就大大降低了原料儲存空間和作業(yè)面積。

西門子奧鋼聯(lián)正在龍鋼建設(shè)產(chǎn)能更大的2號燒結(jié)廠，原計劃于2012年10月份投產(chǎn)，由于某種原因推遲到2013年3月。二期燒結(jié)廠的燒結(jié)帶面積為387 m2，每年的產(chǎn)能高達(dá)380萬t。1號燒結(jié)廠采用的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)都將在2號燒結(jié)廠使用。

3.2 在巴西Usiminas燒結(jié)廠改造項目中應(yīng)用

Usiminas集團(tuán)是巴西最大的型鋼制造商，目前該公司正用自己在巴西南部開采的復(fù)雜鐵礦代替外購鐵礦。Usiminas礦山將生產(chǎn)大量的超細(xì)鐵礦粉，通常這種礦粉在進(jìn)入高爐之前需要先造球團(tuán)。為了實現(xiàn)高達(dá)25%超細(xì)精粉（粒度＜0.1 mm）用于現(xiàn)有燒結(jié)廠，就需要對燒結(jié)原料進(jìn)行特別處理?；谶@個原因，Usiminas決定安裝兩套強(qiáng)力混合和制粒系統(tǒng)。這兩套系統(tǒng)用來處理1～3號燒結(jié)廠的燒結(jié)原料。1～3號燒結(jié)廠總產(chǎn)能接近每年700萬t。

西門子奧鋼聯(lián)獲得了該訂單，按照計劃兩套系統(tǒng)在2011年底啟動。機(jī)械部分包括兩臺強(qiáng)力混合機(jī)，配有除潮裝置，皮帶輸送機(jī)和氣動輸送系統(tǒng)，二次除塵裝置?，F(xiàn)有滾筒制粒機(jī)會得到改良以實現(xiàn)對燒結(jié)料制粒的優(yōu)化。

4 強(qiáng)力混合使用效果

奧圖泰（Outotec）公司近年來總包了在巴西、印度等地的大型燒結(jié)項目，如巴西CSA，印度TATA、Jindal、NMDC、SAIL等。其中巴西CSA和印度TATA已投產(chǎn)，其余還在建設(shè)之中。在這些項目中一項新的改進(jìn)就是在強(qiáng)力混合機(jī)中混合并制粒，即由高性能的混合機(jī)代替滾筒混料機(jī)和制粒機(jī)。粗礦粉同細(xì)礦粉以及熔劑、鋼廠除塵灰、焦粉、返料一起根據(jù)一定的比例加入到連續(xù)式運(yùn)轉(zhuǎn)的強(qiáng)力混合機(jī)中，停留時間大約在1 min，并且加入80%～90%的配方水。物料可以從布置在地面的第1臺混合機(jī)中輸送到位置很近的第2臺混合機(jī)中。強(qiáng)力混合機(jī)的混合工具設(shè)計為變頻控制，每一個混合機(jī)工具的速度都可以單獨(dú)調(diào)整［4］。

強(qiáng)力混合機(jī)具有如下優(yōu)勢：占地少；極佳的混合及制粒效果；制粒機(jī)位于燒結(jié)進(jìn)料倉的上方；制粒后單一輸送點輸送；同生產(chǎn)能力下，比傳統(tǒng)圓筒混合機(jī)投資略低。

除西門子奧鋼聯(lián)和奧圖泰外，新日鐵、阿賽洛米塔爾等大型鋼廠也應(yīng)用了愛立許強(qiáng)力混合機(jī)用于燒結(jié)料的混合。

5 應(yīng)用范圍

采用愛立許強(qiáng)力混合加制粒創(chuàng)新技術(shù)使得大量細(xì)球團(tuán)原料用于燒結(jié)工藝成為可能，而且生產(chǎn)不會受到太大影響?？蓱?yīng)用于新建的燒結(jié)廠或現(xiàn)有燒結(jié)廠的改造。這種工藝能獲得完全均勻的燒結(jié)原料，這也是保證較高燒結(jié)質(zhì)量和工藝穩(wěn)定的基礎(chǔ)。特別適用于新建燒結(jié)機(jī)、老舊燒結(jié)機(jī)的改造項目以及鋼廠粉塵、污泥的回收利用，降低能耗，滿足各種特殊工藝的要求。尤其適用于細(xì)鐵精礦配比較高和處理含鐵廢料的企業(yè)。

［1］燒結(jié)機(jī)精細(xì)混料和制粒技術(shù)［J］.燒結(jié)球團(tuán)，2012（1）：11.

［2］姜濤，李光輝，張元波，等.鐵礦粉復(fù)合造塊法［C］//中國金屬學(xué)會.2010年全國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會議暨煉鐵學(xué)術(shù)年會文集.北京：2010：181.

［3］Siemens VAI Metals Technologies GmbH.Intensive mixing and granulation technology for sintering plants［J］.MPT International,2011（2）：56-57.

［4］Collin Bartlett,Walter Gerlach,Max Koepf.Options in sintering to meet future industry needs［J］.MILLENNIUM STEEL,2009：37-40.

New Intensive Mixing and Granulation Technology for Sintering

LIU Wenquan
（China Metallurgical Industry Planning and Research Institute,Beijing100711,China）

Compared with conventional drum mixer,the high-intensity mixer has many characteristics and advantages such as smaller installation space,less weight,better mixing and granulation effects,higher strength of the sinter and lower coke consumption. Adopting intensive mixing and granulation technology enable sintering process to use a high proportion of fine pellet material.The new technology can be applied to new sinter plant construction or reconstruction of the existing sintering plant.

sintering;intensive mixing;granulation;new technology

TF046

A

1004-4620（2013）01-0007-02

2013-01-28

劉文權(quán)，男，1969年生，1997年畢業(yè)于北京科技大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)，工學(xué)碩士。現(xiàn)為冶金工業(yè)規(guī)劃研究院高級工程師，注冊咨詢工程師（投資），從事煉鐵、燒結(jié)（球團(tuán)）規(guī)劃咨詢工作。