燒結強力混合與制粒新技術

劉文權

（冶金工業規劃研究院，北京 100711）

專論與綜述

燒結強力混合與制粒新技術

劉文權

（冶金工業規劃研究院，北京 100711）

與傳統圓筒混合機相比，強力混合機具有占地少、重量輕、混合及制粒效果好等特點，并具有燒結礦強度好、焦粉消耗低等優勢。采用強力混合加制粒新技術使得大量細球團原料用于燒結工藝成為可能，可應用于新建燒結廠或現有燒結廠的改造。

燒結；強力混合；制粒；新技術

1 前言

從全球范圍內鐵礦資源來看，細鐵精礦和超細鐵精礦消耗的比例呈現持續增加的趨勢，而富塊礦和粉礦的所占比例逐漸減少。迄今為止，現有燒結廠的設計并非用于有效地處理大量精細鐵礦［1］。以前粒度較細的鐵精礦原料通常不適用于燒結工藝，因為大量配加細精礦易導致燒結生產惡化，引起產量下降、質量變差、環境惡化等不利影響。同時，各種非傳統的含鐵原料，如低品位、難處理以及復雜共生礦，鋼鐵廠內的各種含鐵廢料、塵泥，化工廠或有色冶煉廠產生的含鐵渣塵的利用等，采用現行的燒結或球團法無法進行有效的利用［2］。如今，鐵礦制備的創新和技術進步使得燒結廠應用大量細粒級鐵精礦成為可能，采用愛立許強力混合與制粒創新技術改進了極細鐵礦精礦的均勻性。在巴西的Usiminas和臺灣的Dragon Steel采用了強力混合與制粒設備，也是全球第一次采用雙層布料系統。這兩家工廠都采用了大量的創新技術和設備來保證生產的可靠性、高作業率及優良的產品質量。

2 強力混合機的優勢

傳統的燒結原料細粉和粗顆粒料都是通過滾筒混合機來進行混合和制粒的。但是，由于燒結細粉的水親和力比較差，在傳統燒結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鍵。因此，細粉燒結由于其阻礙了透氣性而影響了燒結機的生產效率。

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

用愛立許強力混合機（用于1 200 t/h燒結機）替代傳統滾筒混合機的綜合效果對比見表1。

表1 傳統滾筒混合機與DW40型愛立許強力混合機綜合效果對比

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

3 強力混合和制粒系統應用

西門子奧鋼聯所提供的強力混合系統和制粒系統已經在臺灣龍鋼一期燒結廠和巴西Usiminas集團燒結廠成功運行。

3.1 在臺灣龍鋼新建燒結機的應用

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

西門子奧鋼聯正在龍鋼建設產能更大的2號燒結廠，原計劃于2012年10月份投產，由于某種原因推遲到2013年3月。二期燒結廠的燒結帶面積為387 m2，每年的產能高達380萬t。1號燒結廠采用的先進設備和技術都將在2號燒結廠使用。

3.2 在巴西Usiminas燒結廠改造項目中應用

Usiminas集團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雜鐵礦代替外購鐵礦。Usiminas礦山將生產大量的超細鐵礦粉，通常這種礦粉在進入高爐之前需要先造球團。為了實現高達25%超細精粉（粒度＜0.1 mm）用于現有燒結廠，就需要對燒結原料進行特別處理。基于這個原因，Usiminas決定安裝兩套強力混合和制粒系統。這兩套系統用來處理1～3號燒結廠的燒結原料。1～3號燒結廠總產能接近每年700萬t。

西門子奧鋼聯獲得了該訂單，按照計劃兩套系統在2011年底啟動。機械部分包括兩臺強力混合機，配有除潮裝置，皮帶輸送機和氣動輸送系統，二次除塵裝置。現有滾筒制粒機會得到改良以實現對燒結料制粒的優化。

4 強力混合使用效果

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，其余還在建設之中。在這些項目中一項新的改進就是在強力混合機中混合并制粒，即由高性能的混合機代替滾筒混料機和制粒機。粗礦粉同細礦粉以及熔劑、鋼廠除塵灰、焦粉、返料一起根據一定的比例加入到連續式運轉的強力混合機中，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臺混合機中輸送到位置很近的第2臺混合機中。強力混合機的混合工具設計為變頻控制，每一個混合機工具的速度都可以單獨調整［4］。

強力混合機具有如下優勢：占地少；極佳的混合及制粒效果；制粒機位于燒結進料倉的上方；制粒后單一輸送點輸送；同生產能力下，比傳統圓筒混合機投資略低。

除西門子奧鋼聯和奧圖泰外，新日鐵、阿賽洛米塔爾等大型鋼廠也應用了愛立許強力混合機用于燒結料的混合。

5 應用范圍

采用愛立許強力混合加制粒創新技術使得大量細球團原料用于燒結工藝成為可能，而且生產不會受到太大影響。可應用于新建的燒結廠或現有燒結廠的改造。這種工藝能獲得完全均勻的燒結原料，這也是保證較高燒結質量和工藝穩定的基礎。特別適用于新建燒結機、老舊燒結機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。尤其適用于細鐵精礦配比較高和處理含鐵廢料的企業。

［1］燒結機精細混料和制粒技術［J］.燒結球團，2012（1）：11.

［2］姜濤，李光輝，張元波，等.鐵礦粉復合造塊法［C］//中國金屬學會.2010年全國煉鐵生產技術會議暨煉鐵學術年會文集.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，男，1969年生，1997年畢業于北京科技大學鋼鐵冶金專業，工學碩士。現為冶金工業規劃研究院高級工程師，注冊咨詢工程師（投資），從事煉鐵、燒結（球團）規劃咨詢工作。