王建鵬，相里軍紅，李文雅，孫 寧，王國(guó)龍

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司，陜西 勉縣 724200）

陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司（全文簡(jiǎn)稱漢鋼）265 m2燒結(jié)機(jī)自2019年開始實(shí)施1 000 mm超厚料層生產(chǎn)，實(shí)施過程中，解決了影響1 000 mm超厚料層穩(wěn)定生產(chǎn)的各項(xiàng)制約因素，多方面出發(fā)為厚料層生產(chǎn)提供有力保障。針對(duì)混勻垛使用過程中透氣性不穩(wěn)定影響燒結(jié)負(fù)壓及溫度參數(shù)波動(dòng)的情況，在料場(chǎng)采取了系列措施穩(wěn)定混勻礦粒度，同步提升了成份的穩(wěn)定性；為實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)及過程參數(shù)窄區(qū)間控制，精細(xì)化管理生產(chǎn)過程，管控配料細(xì)節(jié)，微幅調(diào)整原燃料配比；制定了混合料加水、燒結(jié)礦FeO調(diào)控、堿度調(diào)控等參數(shù)控制模型，科學(xué)指導(dǎo)及統(tǒng)一操作，穩(wěn)定生產(chǎn)過程參數(shù)及質(zhì)量控制；針對(duì)漏風(fēng)影響燒結(jié)機(jī)有效風(fēng)量及料層厚度，利用檢修常態(tài)化開展漏風(fēng)治理、風(fēng)道加固，實(shí)施高負(fù)壓生產(chǎn)；優(yōu)化爐篦條設(shè)計(jì)、料面噴灑蒸汽、偏析布料、使用料面打孔機(jī)等技術(shù)，均勻、穩(wěn)定料層透氣性，燒結(jié)礦成份均質(zhì)化工作取得較大進(jìn)步。

1 1 000 mm超厚料層實(shí)施的配套技術(shù)措施

1.1 降低混勻礦粒度及成分偏差

1.1.1 一次料場(chǎng)進(jìn)口粉礦使用鱗形堆料

粉礦大于8 mm比例達(dá)到10%～15%，一次料場(chǎng)取料為從上至下階梯型取料，為了減少大顆粒粉礦在料垛上滑落影響原始粒度，將粉礦由一次性堆至最高點(diǎn)調(diào)整為摞高型鱗形堆料（見圖1）。鱗形堆料的實(shí)施，有效降低了礦粉粒度和成分的偏析。某進(jìn)口礦使用鱗形堆料厚，上部與下部w（TFe）差異由0.99%降低至0.44%，w（SiO2）差異由0.61%降低至0.41%，＞8 mm比例差異由6.15%降低至2.63%（見表1）。

表1 某進(jìn)口礦堆垛成分 %

圖1 一次料場(chǎng)鱗形堆料

1.1.2 混勻料場(chǎng)使用自動(dòng)漸變式堆料

混勻礦在堆料過程中，混勻垛垛頭垛尾礦粉粒度自然偏析導(dǎo)致垛頭垛尾粒度、成分存在偏析，影響混勻礦和燒結(jié)礦成分的穩(wěn)定。根據(jù)混勻礦生產(chǎn)這一工藝特點(diǎn)，結(jié)合堆料過程中堆料流量、堆料機(jī)行走速度、混勻礦安息角、混勻礦堆比重四個(gè)參數(shù)，制定一種漸變式堆料方法，實(shí)現(xiàn)混勻礦堆料起點(diǎn)、終點(diǎn)自動(dòng)化化調(diào)整，減少混勻礦在端部的偏析，從而提升混勻礦質(zhì)量，避免垛頭尾粒度偏析。

隨著堆料層數(shù)的增加，堆垛高度越高，混勻礦堆料“料層厚度”越薄（見下頁(yè)圖2），根據(jù)這一特點(diǎn)，就可以得知：隨著堆料層數(shù)的增加，變起點(diǎn)、變終點(diǎn)向內(nèi)收縮的距離從大變小。

圖2 混勻礦堆料特點(diǎn)

由式（1）、式（2）可得：

核定混勻礦堆料每層向內(nèi)收縮的距離Xn，如下：

1）混勻礦堆料第二層起點(diǎn)和第一層終點(diǎn)為同一點(diǎn)。

2）第二層終點(diǎn)和第三層起點(diǎn)為同一點(diǎn)，與第一層起點(diǎn)相比，向內(nèi)收縮距離為：X2+X3=（H3-H1）/tanα=

3）第三層終點(diǎn)和第四層起點(diǎn)，為同一端，與第二層起點(diǎn)相比，向內(nèi)收縮距離為：X3+X4=（H4-H2）/tanα=

將以上工藝要求通過自動(dòng)化模塊和編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆料，堆料無人值守，且堆料效果達(dá)到了人工控制無法達(dá)到的效果。式中：α為混勻礦安息角；H為堆料高度；X為堆料滑垛長(zhǎng)度（或稱之為向內(nèi)收縮的距離）；H1為第一層高度，Hn為第n層高度。

1.2 燒結(jié)礦工藝參數(shù)、質(zhì)量指標(biāo)窄區(qū)間控制

1.2.1 配料標(biāo)準(zhǔn)化管控

一次配料根據(jù)倉(cāng)距、皮帶秤速度、皮帶速度情況，制定工藝要求，自動(dòng)化編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)順序啟停，降低了給二次配料上料或停料時(shí)的波動(dòng)影響。配料混勻礦、生石灰粉、焦末、返礦庫(kù)存定量區(qū)間管理，從倉(cāng)位的穩(wěn)定上為配料設(shè)備穩(wěn)定下料創(chuàng)造了條件，減少了下了波動(dòng)后皮帶秤的反饋調(diào)整。

1.2.2 小配比物料精準(zhǔn)配加

為穩(wěn)定燒結(jié)過程配碳，將配料時(shí)焦末秤更換為高精度配料秤，動(dòng)態(tài)配料誤差實(shí)現(xiàn)≤1%，將正常焦末配比調(diào)整幅度習(xí)慣由0.05%～0.10%降低至0.01%，焦末配比實(shí)現(xiàn)了微幅調(diào)整，加之從源頭混勻礦采取的系列措施，燒結(jié)礦w（FeO）為9.0%±0.5%的穩(wěn)定率由60%逐步提升至90%以上。

1.2.3 應(yīng)用數(shù)據(jù)模型化經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)生產(chǎn)及質(zhì)量調(diào)整

根據(jù)生石灰粉消化用水及配料室原燃料水分情況，制定混合料加水控制模型，有效指導(dǎo)流量變化、原燃料配比調(diào)整后的混合機(jī)、制粒機(jī)加水量調(diào)整。

根據(jù)影響燒結(jié)礦FeO的眾多因素，根據(jù)物料原始FeO含量、返礦配比、熔劑結(jié)構(gòu)、料層厚度、混合料水分、混合料溫度、燒結(jié)礦各項(xiàng)成份等對(duì)燒結(jié)礦FeO含量的影響，制定燒結(jié)礦FeO及焦末配比調(diào)整模型，有效指導(dǎo)燒結(jié)過程配碳控制，保證了過程的穩(wěn)定性。

漢鋼燒結(jié)使用煤氣為高爐煤氣與轉(zhuǎn)爐煤氣混合煤氣，受轉(zhuǎn)爐冶煉節(jié)奏影響，供應(yīng)不穩(wěn)定，根據(jù)轉(zhuǎn)爐煤氣與高爐煤氣CO、H2含量不同，制定煤氣及空燃比調(diào)整模型，根據(jù)轉(zhuǎn)爐煤氣混入量及煤氣質(zhì)量，模型提供適宜的煤氣用量及空燃比，保證燒結(jié)機(jī)料面點(diǎn)火效果持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1.3 保證燒結(jié)機(jī)厚料層生產(chǎn)下的有效風(fēng)量

針對(duì)漏風(fēng)影響燒結(jié)機(jī)有效風(fēng)量及料層厚度，利用檢修常態(tài)化開展漏風(fēng)治理，同時(shí)按周期對(duì)動(dòng)靜滑道更換、風(fēng)箱及彎管換新，煙道氧含量控制在11%以下，燒結(jié)主抽風(fēng)門75%即可達(dá)到漏風(fēng)未治理前95%的有效風(fēng)量效果。對(duì)電除塵及主抽進(jìn)風(fēng)出風(fēng)煙道貼板加固，為燒結(jié)機(jī)實(shí)施高負(fù)壓生產(chǎn)奠定設(shè)備基礎(chǔ)，燒結(jié)機(jī)負(fù)壓穩(wěn)定達(dá)到-17.0～-17.5 kPa。

1.4 均勻、穩(wěn)定料層透氣性

1.4.1 優(yōu)化爐篦條設(shè)計(jì)

為保證燒結(jié)爐篦條的通風(fēng)面積，將中部爐篦條間隙由5 mm增加至7 mm，為了保證臺(tái)車寬度方向上終點(diǎn)位置的一致性，將臺(tái)車兩側(cè)15 cm內(nèi)的爐條間隙調(diào)整為3 mm，降低邊緣效應(yīng)。

爐條卡距與隔熱套之間的間隙由5 mm調(diào)整為10 mm，讓爐條與爐條在機(jī)頭和機(jī)尾能充分活動(dòng)，將間隙中的小顆粒排除出去；保證隔熱套與臺(tái)車梁有2～3 mm間隙，隔熱套總長(zhǎng)較臺(tái)車寬度3 500 mm小30～35 mm，合理的活動(dòng)間隙保證了爐篦條之間正常的動(dòng)作，有效避免爐篦條的糊堵。

1.4.2 使用料面打孔機(jī)

漢鋼公司燒結(jié)機(jī)臺(tái)車總寬度3 500 mm，為改善中部透氣性，在臺(tái)車中部2 900 mm的寬度方向上，將燒結(jié)機(jī)料面均勻打孔（見圖2），改善料面透氣性。

3-1正視圖 3-2右視圖

圖3 料面打孔機(jī)示意圖（mm）

1.4.3 使用料層蒸汽梯度預(yù)熱及料面噴灑蒸汽技術(shù)

在臺(tái)車13#—20#風(fēng)箱的料面上噴灑蒸汽約3 kg/t燒結(jié)礦，利用水煤氣反應(yīng)機(jī)理，加快料層中的碳的燃燒，提升料層垂直燃燒速度，減弱料層厚度提升對(duì)垂直燃燒速度的負(fù)面影響；將圓鋼松料器更換為空心管松料器，空心管內(nèi)通入壓力0.3 MPa以上、溫度大于150℃的蒸汽，將混合料溫度從65℃提升至70℃，穩(wěn)定消除過濕帶，保證燒結(jié)過程垂直燒結(jié)機(jī)速度大于21 mm/min。

1.4.4 合理偏析布料

燒結(jié)九輥布料器輥間距間隙可調(diào)，最初為3-3-3-5-5-5-7-7 mm，目的是將粒徑較大的混合料布至料層下部，實(shí)現(xiàn)布料合理偏析。但從燒結(jié)機(jī)料層斷面九宮格取樣成分分析，料層上部w（CaO）為11.1%，較下部8.7%高2.4%，料層下部w（FeO）為含量11.9%，較上部6.3%高5.6%。經(jīng)過對(duì)造球顆粒成分的研究分析，粒度相對(duì)大的小球，固定碳含量低，CaO含量低，粒度相對(duì)小的小球，固定碳含量高，CaO含量高[1]。為了更合理的將各粒級(jí)小球分布于料層中，將燒結(jié)機(jī)九輥布料器自上而下輥間距由3-3-3-5-5-5-7-7mm調(diào)整為2-2-2-3-3-3-5-5 mm。通過九輥布料器輥間隙的調(diào)整，料層上下部燒結(jié)礦w（CaO）差異由2.4%縮小至0.40%，w（FeO）差異由5.6%縮小至0.40%[2]。

2 1000 mm厚料層均質(zhì)燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)的提升

1000mm超厚料層燒結(jié)及配套技術(shù)措施的實(shí)施，帶動(dòng)了燒結(jié)礦技術(shù)指標(biāo)及質(zhì)量指標(biāo)的提升，見表2。

表2 1 000 mm厚料層均質(zhì)燒結(jié)技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)提升情況

1）超厚料層燒結(jié)的系列技術(shù)實(shí)施，并未導(dǎo)致燒結(jié)生產(chǎn)效率的降低，2020年燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)1.57 t/（m2·h），較2018年提升0.01 t/（m2·h）。

2）超厚料層均質(zhì)燒結(jié)技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)燒結(jié)礦綜合返礦率從30.36%降低至21.87%，燒結(jié)礦w（FeO）±0.5%窄區(qū)間穩(wěn)定率從52.15%提升至85.65%，燒結(jié)礦優(yōu)質(zhì)品率（±0.05）從55.36%提升至74.78%。

3）超厚料層均質(zhì)燒結(jié)技術(shù)進(jìn)步降低了燒結(jié)能耗指標(biāo)，燒結(jié)固體燃料單耗從58.93kg/t降低至55.46kg/t，燒結(jié)煤氣單耗從41.02 m3/t降低至28.79 m3/t。

3 結(jié)語

超厚料層燒結(jié)技術(shù)是鐵前提質(zhì)降耗的重要途徑，厚料層燒結(jié)的實(shí)施必須配套相應(yīng)的基礎(chǔ)及技術(shù)，設(shè)備設(shè)施漏風(fēng)治理、高負(fù)壓生產(chǎn)是保障，重視混勻礦粒度及成份的穩(wěn)定、生產(chǎn)過程精細(xì)化控制，采取必要的改善透氣性、均質(zhì)化燒結(jié)技術(shù)是厚料層提升技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)鍵。