摘要：中天鋼鐵330 m2燒結(jié)機(jī)通過(guò)智能化燒結(jié)系統(tǒng)的投用、改善料層透氣性及邊緣效應(yīng)、采用返礦鑲嵌技術(shù)、改善混勻制粒效果等多重措施，將燒結(jié)料層由投產(chǎn)初期的950 mm料層厚度，提升至1020 mm。并且在1020 mm料層條件下長(zhǎng)期保持穩(wěn)定生產(chǎn)。燒結(jié)礦產(chǎn)量質(zhì)量穩(wěn)步提升、固體燃耗顯著降低。燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)提升5.09%，燒結(jié)燃耗降低1.5 kg/t、電耗降低1.5 kwh/t礦，內(nèi)返率降低1.53%、高返率降低2.51%，目前綜合返礦率保持23%左右。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)，超厚料層，提質(zhì)降本

0 引言

厚料層燒結(jié)是一種鐵礦石燒結(jié)工藝，它在燒結(jié)機(jī)上保持較高的鋪料厚度進(jìn)行燒結(jié)。這種工藝能夠有效改善燒結(jié)礦的質(zhì)量，提高燒結(jié)礦機(jī)械強(qiáng)度、減少粉末量、降低氧化亞鐵（FeO）含量、改善還原性能，同時(shí)對(duì)提高燒結(jié)礦成品率和節(jié)約燃料消耗也有顯著效果[1]。厚料層燒結(jié)充分利用了燒結(jié)過(guò)程中的自動(dòng)蓄熱特點(diǎn)，有利于各種物理化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，從而達(dá)到改善燒結(jié)礦質(zhì)量、降低能耗的目的[2]。

中天南通330 m2燒結(jié)機(jī)自投產(chǎn)以來(lái)，針對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)條件及設(shè)備不斷摸索優(yōu)化，同時(shí)充分利用設(shè)計(jì)投用的各項(xiàng)燒結(jié)工藝優(yōu)化措施，逐步提高料層至1020 mm，目前超厚料層狀態(tài)運(yùn)行穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程以及成品礦質(zhì)量的對(duì)比分析證明，實(shí)施超厚料層燒結(jié)后的燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、返礦率、低溫還原粉化性能指標(biāo)均有顯著提升、燃料消耗顯著下降。

1 超厚料層生產(chǎn)現(xiàn)狀

自投產(chǎn)以來(lái)，中天南通330 m2燒結(jié)機(jī)不斷摸索超厚料層的生產(chǎn)過(guò)程控制優(yōu)化手段，以達(dá)到燒結(jié)礦提質(zhì)降耗的目的。通過(guò)一年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐，從原料條件、燒結(jié)過(guò)程控制、設(shè)備優(yōu)化等方面的逐步完善，最終達(dá)到了燒結(jié)料層穩(wěn)定達(dá)到1020 mm的厚度，同時(shí)大幅提高了燒結(jié)礦質(zhì)量、降低了燒結(jié)過(guò)程能耗。

2 實(shí)現(xiàn)超厚料層的措施

2.1 自動(dòng)布料系統(tǒng)穩(wěn)定投用

中天南通330 m2燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)欄板高度為900 mm，在料層達(dá)到1000 mm以上后，精確的布料是穩(wěn)定燒結(jié)過(guò)程、保持料層適當(dāng)透氣性的重要手段之一。

中天南通330 m2燒結(jié)機(jī)采用智能燒結(jié)系統(tǒng)，其中自動(dòng)布料系統(tǒng)是穩(wěn)定整個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的重要一環(huán)。該套系統(tǒng)由主閘門(mén)、6套氣動(dòng)布料小閘門(mén)、6套層厚儀、平料板等裝置構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)料層厚度自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)調(diào)整料層厚度，較以往的人工調(diào)節(jié)更為精確且更為及時(shí)。配合智能燒結(jié)系統(tǒng)的終點(diǎn)調(diào)控功能，使得燒結(jié)終點(diǎn)位于倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱的達(dá)成率達(dá)到95%以上，大大提高了燒結(jié)過(guò)程的穩(wěn)定性，為超厚料層燒結(jié)的穩(wěn)定實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

2.2 改善燒結(jié)邊緣效應(yīng)

當(dāng)前燒結(jié)工藝上普遍存在邊緣效應(yīng)現(xiàn)象，在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)邊緣，物料隨著燒結(jié)過(guò)程變得疏松、空隙率大，且物料在燒結(jié)過(guò)程中收縮與臺(tái)車(chē)欄扳分離，造成燒結(jié)料層邊緣阻力小、風(fēng)速顯著加大，形成邊緣效應(yīng)[3]。同時(shí)受到臺(tái)車(chē)側(cè)擋板的漏風(fēng)影響，兩邊燒結(jié)速度過(guò)快，造成終點(diǎn)位置兩側(cè)的料層過(guò)燒、熱能浪費(fèi)、且影響整體燒結(jié)的均勻性。

針對(duì)該現(xiàn)象，除了使用常規(guī)的梯形布料、邊緣壓料等強(qiáng)化布料措施[4]，使邊緣燃燒速度減慢，盡量與中部燃燒速度保持一致，從而使高溫保持時(shí)間延長(zhǎng)。330 m2燒結(jié)機(jī)還采用了通過(guò)改變臺(tái)車(chē)兩側(cè)鋪底料厚度的措施，達(dá)到增加臺(tái)車(chē)兩側(cè)料層的阻力、迫使整體燒結(jié)料層燒結(jié)速度的目的。以上措施的聯(lián)合使用，從機(jī)尾斷面來(lái)看，較好的改善了臺(tái)車(chē)兩側(cè)過(guò)燒的情況，同時(shí)也避免的端部爐篦條的過(guò)度燒損。

2.4 料面打孔增加透氣性

厚料層投用初始階段，存在料層透氣性變差、負(fù)壓高、終點(diǎn)滯后的現(xiàn)象，為改善料層透氣性。結(jié)合行業(yè)內(nèi)各大企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及南通330 m2燒結(jié)機(jī)的特性，采用了料面打孔裝置。

該裝置分為主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)打孔和被動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)打孔。主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)打孔在點(diǎn)火爐前方料面進(jìn)行打孔。被動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)打孔在點(diǎn)火爐后方燒結(jié)料面表層進(jìn)行打孔。該兩種打孔方式一方面能夠增加點(diǎn)火表面積、提升點(diǎn)火深度，從而提升燒結(jié)料層的熱量植入、降低過(guò)濕層厚度帶來(lái)的阻力；另一方面能夠直接改善燒結(jié)料面的透氣性、打破表層的燒結(jié)礦層，較為顯著的降低燒結(jié)料面阻力。

該措施投用后，燒結(jié)整體負(fù)壓降低0.11-0.5 kpa，有效降低燒結(jié)料層的阻力。

2.5 返礦鑲嵌技術(shù)的應(yīng)用

中天南通330 m2燒結(jié)機(jī)建設(shè)時(shí)即設(shè)計(jì)有返礦鑲嵌流程，目前采用的流程方式為將＜3 mm粒級(jí)的返礦回流至燒結(jié)配料進(jìn)行配用；另一部分

3-5 mm粒級(jí)的返礦直接鋪在二次混合機(jī)出料皮帶底部，不參與混合制粒。

返礦鑲嵌技術(shù)是一種優(yōu)化燒結(jié)過(guò)程返礦利用效率的工藝，有利于改善燒結(jié)礦的質(zhì)量，使轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、成品率、固體燃料消和RDI指標(biāo)[5]。能夠使得混合機(jī)內(nèi)部物料的粒級(jí)分布更為合理，較大粒度的返礦不會(huì)破壞混合機(jī)內(nèi)的制粒效果。同時(shí)在相同混合料水份下，使用返礦鑲嵌技術(shù)的混合機(jī)內(nèi)水份會(huì)同比升高，有利于制粒效果的改善。

經(jīng)以往工業(yè)實(shí)驗(yàn)，在分流返礦占燒結(jié)總物料4%條件下，負(fù)壓降低約1 kPa，提高上料量10 t/h，提產(chǎn)約2%。

2.6 高活性度熔劑配加

生石灰與礦石、礦炭等原料發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鈣、氧化鎂等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有極強(qiáng)的粘合性，能夠促進(jìn)原料顆粒之間的粘結(jié)，形成堅(jiān)固的成團(tuán)，這對(duì)提高燒結(jié)礦的力學(xué)強(qiáng)度和滲透性至關(guān)重要。同時(shí)生石灰消化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放出的熱量可以提高料溫，有利于消除過(guò)濕層，降低料層阻力。生石灰消化后體積膨脹，比表面積增大，吸濕性強(qiáng)，有利于與其他物料顆粒的凝聚，可以提高混合料的成球性，并能提高料球的強(qiáng)度[6-8]。

基于生石灰在燒結(jié)過(guò)程、特別是提高透氣性作用的重要作用，南通330 m2燒結(jié)機(jī)對(duì)生石灰的使用有著較高的要求。目前使用的生石灰質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)到85%、活性度360 ml以上，為燒結(jié)料混合料良好的制粒效果、以及提高料溫起到顯著的促進(jìn)作用。

2.7 料面透氣性的改善

中天南通330 m2燒結(jié)機(jī)采用料面打孔裝置來(lái)改善燒結(jié)料層的透氣性。

燒結(jié)最低點(diǎn)溫度主要是由于過(guò)濕帶移動(dòng)所引起的，過(guò)濕帶的形成是由于上部料層在燃料干燥過(guò)程中水分蒸發(fā)，隨著抽風(fēng)水蒸氣下移，遇低溫料層冷凝放熱所形成，在此過(guò)程中，風(fēng)速在一定程度上保持不變，風(fēng)經(jīng)過(guò)燃燒層所帶走的熱量是相同的，經(jīng)過(guò)預(yù)熱帶和干燥帶用于物化反應(yīng)的熱量交換相同，那么最終影響風(fēng)溫的就在過(guò)濕帶，隨著過(guò)濕帶下移到底部并開(kāi)始消失時(shí)，風(fēng)溫降到最低，此時(shí)形成燒結(jié)最低點(diǎn)溫度。

未安裝點(diǎn)火爐前置打孔棒前，料面的點(diǎn)火主要為以上點(diǎn)火方式，點(diǎn)燃最表面層的料層燃料，在此過(guò)程中，點(diǎn)火的熱量由于料層表面的平整損耗較大一部分

安裝點(diǎn)火爐前置打孔棒后，可以明顯的發(fā)現(xiàn)，料層表面橫向存在一個(gè)起伏，增大了點(diǎn)火的相對(duì)面積，料層在此過(guò)程中吸收的熱量較未安裝打孔棒前有所提升，相對(duì)而言，料層整體熱焓升高。并且在點(diǎn)火過(guò)程中，由于孔洞的出現(xiàn)，抽風(fēng)的風(fēng)量分配出現(xiàn)改變，在孔洞部分較平整部分有更大的吸力，能在一定程度上提高點(diǎn)火縱深，加快燒結(jié)的進(jìn)程，出現(xiàn)最低點(diǎn)溫度前移的變化。

3 超厚料層實(shí)施后效果

通過(guò)以上等措施的使用，中天南通330 m2燒結(jié)料層從900 mm提升至1020 mm且保持穩(wěn)定；燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)、消耗指標(biāo)均有著較大的提升。

當(dāng)前內(nèi)返率13.53%，與前期對(duì)比降低1.53%。燒結(jié)礦高爐返礦率達(dá)到7.39%，與前期對(duì)比降低2.51%。低溫還原粉化指數(shù)較前期提高5.09%。

同時(shí)隨著厚料層的穩(wěn)定實(shí)施，燒結(jié)燃耗較前期降低1.5 kg/t礦左右目前保持穩(wěn)定47.5 kg/t礦、料層透氣性的改善使得燒結(jié)電耗降低約1.5 kWh/t礦，有效降低了燒結(jié)過(guò)程能耗。

4 結(jié)論

（1）中天南通330 m2燒結(jié)機(jī)通過(guò)強(qiáng)化燒結(jié)過(guò)程、應(yīng)用智能燒結(jié)技術(shù)、使用返礦鑲嵌技術(shù)等多種手段，來(lái)降低邊緣效應(yīng)、提高料溫及制粒效果、改善料層透氣性，使得燒結(jié)料層逐步提升至1020mm，并且能夠保持持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)。

（2）相比950 mm料層，1020 mm超厚料層實(shí)施后，燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)提升5.09%，目前穩(wěn)定達(dá)到75%左右。

（3）相比950 mm料層，1020 mm超厚料層實(shí)施后，燒結(jié)燃耗降低1.5 kg/t、電耗降低1.5 kWh/t礦。

（4）相比950 mm料層，1020 mm超厚料層實(shí)施后，內(nèi)返率降低1.53%、高返率降低2.51%，目前綜合返礦率保持23%左右。

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