太鋼全精礦燒結經濟技術指標改善

吳明

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鐵廠， 山西 太原 030003）

太鋼全精礦燒結經濟技術指標改善

吳明

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鐵廠， 山西 太原 030003）

太鋼全精礦燒結使用的含鐵原料粒度極細，特別是袁粉小于0.045 mm的含量超過了98%，燒結混合料制粒球少，導致混合料制粒效果變差，燒結料層透氣性降低，帶來燒結產、質量變差問題。通過開展改善混合料制粒效果、高比例配加生石灰、強化終點溫度控制均衡性和設備優化改造等改善措施的開展，解決了全精礦燒結料層透氣性差和燒結礦質量降低的問題，燒結礦質量穩中有升，2015年燒結礦轉鼓強度完成77.91%，5～10 mm粒級的含量（質量分數）為17.38%，＜5mm粒級的為5.49%，能滿足高爐冶煉需求。

精礦 燒結 0.045 mm粒級 5～10 mm粒級 轉鼓強度

鋼鐵生產進入微利時代，使用廉價的原料是降低生產成本的一種主要途徑。隨著太鋼袁家村礦的投產，太鋼從2013年開始逐步停配了進口粉，完全使用袁家村精粉和原有的尖山精粉生產，原料成本大幅降低，但全精礦燒結中鐵精粉固有的燒結特性使得生產過程參數和經濟技術指標均發生了變化，燒結礦質量指標明顯下降，為此太鋼采取一系列的技術改進措施，以提升燒結經濟技術指標。

1 原料粒度分析

全精礦燒結生產以來，太鋼燒結使用的鐵料除循環物料外均為尖山粉和袁粉，兩種精礦粉的粒度組成見表1。

表1 粒度組成（各粒級質量分數）檢測表 %

由表1可見，鐵精粉的粒度極細，特別是袁精粉小于0.045 mm的含量（質量分數）超過了98%，用于燒結對混合料透氣性相當不利，會使燒結礦產、質量變差。

2 質量改進措施

2.1 改善混合料制粒效果

2.1.1 返礦預潤濕

全精礦燒結制粒球核少，返礦為主要制粒球核。為降低返礦親水性差對制粒的不利影響，在燒結配料室返礦倉安裝加水系統，通過噴加霧化水將返礦潤濕到含水量達到4%～5%，再參與配料和混勻制粒，極大地提升了精礦粉在返礦表面的黏附量，改善了混合料制粒效果。

2.1.2 加水系統優化改造

全精礦燒結的原料特性及生石灰的大量配加導致適宜的燒結水分增加，混合料水分的較優區間是7.9%～8.3%，導致加水量大幅增加，而加水系統加水管是長度為2 m的普通鋼管（用法蘭對接），在混料機、制粒機高溫高濕環境以及物料沖擊下，存在管道易被腐蝕、法蘭連接處易漏水等問題，導致加水不均勻和加水量不足，在制粒機表現尤為明顯，嚴重影響混合料制粒效果。為此，針對混料機和制粒機加水系統采取了一些改造措施：對混料機和制粒機內加水管道材質進行了優選，采用不銹鋼加水管，以減輕腐蝕，延長其使用壽命；將每段加水管的長度由2 m延長到4 m，減少接頭數量，降低漏水概率；在法蘭連接處使用鋼墊替換橡膠墊，延長法蘭的使用壽命，減小法蘭處的漏水量；將制粒機加水噴頭數量由14個增加到21個，提高加水均勻性，改善混合料制粒效果。

對混合料加水系統實施了改造以后，消除了管道被腐蝕現象，顯著延長了加水管的使用壽命，基本杜絕了法蘭處的漏水現象，使得制粒機加水系統的最大加水能力較改造前提高了35%，制粒機內加水霧化效果得到極大改善，有利于混合料制粒小球的長大和密實，混合料+3 mm粒級含量（質量分數）由58%提高到61%，更顯著的效果是改善了混合料粒度的均勻性，+8 mm粒級含量（質量分數）由25%降低到13%～15%。混合料制粒效果的改善促進了料層透氣性的改善，提升了燒結礦過程風量和熱量分布的均勻性，改善了燒結礦質量。

2.2 高比例配加生石灰

為了增加物料顆粒間的黏附力和燒結液相量，采用大比例配加生石灰的生產模式，使生石灰單耗達到78～81 kg/t。目的是通過大比例配加生石灰，改善混合料的成球性，利用生石灰消化生成膠體的凝聚使初生小球的強度和密度增大，增加混合料小球強度。然而生石灰的大量配加，在改善混合料制粒效果和燒結礦質量的同時也造成了生石灰噴灰問題較全精礦燒結前更加嚴重的情況，為此采取了一些應對措施。

2.2.1 改造生石灰配料系統

對燒結生石灰配料系統進行改造，將原有流程“螺旋給料機→電子皮帶秤→消化螺旋”改造成“星型卸灰閥→螺旋給料機→電子皮帶秤→消化螺旋”，利用星型卸灰閥的良好密封性減少噴灰。

在料倉下部安裝星型卸灰閥，并加裝變頻器，將星型卸灰閥變頻器的輸出信號與螺旋電機的變頻信號相連，實現了星型卸灰閥轉速調整和螺旋給料機轉速調整的一致性。

2.2.2 安裝防噴灰裝置

在燒結生石灰配料電子秤上安裝防噴灰裝置。該裝置與電子秤、生石灰倉下部電動插板聯鎖，可檢測到噴灰信號電子秤停機、插板關閉。當噴灰時，噴出的灰將檢測片向外推，接近開關檢測到信號聯鎖后停電子秤皮帶、關電動插板，實現減少噴灰的效果。

2.2.3 調整流化器壓力

硫化器是安裝在生石灰倉倉壁上通過一定壓力的壓縮空氣減少黏料的裝置，壓力過大時生石灰流動性顯著增強，容易引起噴灰。在夏季噴灰嚴重時，將燒結生石灰倉流化器壓力由0.05 MPa降低到0.04 MPa，降低生石灰流動性，減輕噴灰。

2.3 優化改造設備

2.3.1 安裝混合料倉液壓清料器

高比例赤鐵精粉全精礦燒結，混合料水分高、黏性大，在配混系統的料嘴和料倉處黏料嚴重，影響生產穩定運行，特別是混合料倉的黏料，給混合料平整布料帶來嚴重不利影響，為此在混合料倉安裝了液壓鏟式清料裝置，通過液壓缸驅動六個液壓鏟在倉內做上下往復運動，在運動過程中液壓鏟上的翅片將倉壁上的黏料清除掉。液壓清料器的應用對于系統穩定運行和改善布料效果起到了顯著的促進作用。

2.3.2 設計設置泥輥端部多片式可調清掃器

由于泥輥結構原因，筒體兩側與輻板形成的角落極易黏料，而黏料導致輥體兩側出料量減少，布料變薄，加重臺車兩側邊緣效應對出料的影響，全精礦燒結后混合料水分提高，物料黏性變大，料倉上安裝的皮子清料器磨損快，清料效果差，嚴重時需要人工用鐵鍬進行清理，不僅效率低，且存在一定安全風險，為此設計了一種端部多片式可調清料器。

清料器由一個鐵制框架和若干耐磨鋼條組成，若干鋼條插入到鐵制框架中，在框架上打眼，用于穿入螺桿作為頂絲以固定鋼條。鋼條相對于水平方向縱向放置，越接近圓輥邊緣的鋼條磨損越快。當鋼條磨損后，這種可調式清掃器只需要松開其頂絲，將磨短的鋼條向前推送，然后重新緊固頂絲即可，省時省力，且無需停機作業。應用多片式清掃器后，圓輥兩側基本不黏料，徹底解決了燒結圓輥兩側黏料的難題，降低了燒結邊緣效應對燒結礦質量帶來的不利影響。

2.3.3 改造風箱閘門

用于調整450 m2燒結機的點火爐下風箱負壓和風箱支管流量的是翻板式蝶閥，翻板轉動時一側上升另一側下降。上升側很容易被散料、粉塵和脫落的爐篦條堵塞，必須及時停機進行人工清理，而在通常的生產過程中不具備這樣的條件，就會發生固結而造成閥板轉動失靈，進而導致有效抽風面積降低、點火操作無法自由調節、點火燃料消耗升高、風箱拉桿損壞、閥板執行機構受損和開合度控制精度下降等一系列問題。為此對1號風箱閘門結構進行改造，將閥板軸位置由閥板中間改到閥板一側，用電機驅動拉桿實現閘板閥開閉，取消原蝶閥的聯動拉桿及控制部分，可實現對兩個煙道風箱的單獨控制，解決燒結生產過程中氣體燃耗偏高及風箱容易堵塞等問題。對風箱閘門改造后，閘板運動靈活，可控性高，杜絕了風箱閘門堵料現象的發生，點火爐膛負壓由50～80 Pa降低到30～50 Pa，達到了低負壓點火、改善點火質量和燒結礦質量、節約煤氣消耗的效果。

2.4 強化終點溫度控制精度

由于受混合料布料偏析的影響，經常出現燒結終點西側溫度高于東側的現象，再加上全精礦燒結過程由于混合料中+8 mm的大球含量偏高，使得這種現象更加明顯。傳統的燒結布料要求料面要平整，在相同的料層厚度下，以上問題得不到改善，終點東西溫度差最高可達40℃以上，而溫度差過大表明燒結過程東西同步性差，帶來燒結傳熱和液相擴散不均勻問題，不利于穩定燒結礦質量。

為了提高終點溫度控制精度，采取以下措施：一是對松料棒的布置進行優化，將松料棒在燒結機臺車橫向均勻分布改為將松料棒集中布置在東側，提高東側料層透氣性。二是在操作上摒棄料層布平的傳統理念，開展差異化布料，將燒結機東西料層厚度設置不同的目標值，通過增加西側料層厚度的方式，縮小東西溫度差。因西側料層厚度增加后透氣性降低，燃燒速度變慢，廢氣溫度上升減緩，東西溫度差縮小，提高了終點位置和溫度的同步性，且目標料層的差值可根據終點溫度予以確定。燒結機布料方式改進后，利用差異化的料層厚度控制，燒結終點東西溫度差可以被控制在小于20℃，控制精度得到提升，燒結礦質量得到改善。隨著燒結料層整體透氣性的提高，燒結風量降低，節約了電耗。

3 經濟技術指標分析

2013年8月，三燒實現全精礦生產，完全使用尖山精粉和袁家村精粉。2015年以來，尖山精粉質量配比為45%～60%，袁粉質量配比為40%～55%。全精礦含鐵原料的使用在一定時期內節約了生產原料成本。

全精礦燒結與配加富礦粉的燒結相比，各項工藝參數的合理范圍發生了較大變化，通過參數調整以及對燒結礦質量指標的分析，確定了適應太鋼原料結構的全精礦工藝參數控制范圍。2013年至2015年，全精礦燒結工藝參數運行情況如表2所示。

表2 全精礦燒結工藝參數

由表2可知，2013年以來燒結料層厚度呈下降趨勢，由于2013年前7個月沒有采用全精礦燒結，料層厚度處于較高水平，2015年6月至8月燒結機5號風箱支管被吸扁，導致該處抽風量不均勻。為了穩定燒結礦質量，降低了料層厚度，9月份檢修后料層厚度恢復到710 mm左右。燒結終點溫度和廢氣溫度在全精礦生產的2014年和2015年基本持平，負壓隨機速降低而升高，屬于正常工況變化。2013—2015年這三年內燒結礦質量指標見表3。

表3 燒結礦產質量指標對比

由表3可知：2014年，全年全精礦生產，加之燒結機利用系數提高，燒結礦質量指標較2013年降低；2015年，隨著燒結機利用系數的降低以及對全精礦生產規律掌握程度的提高，各項質量改進措施效果逐漸顯現，燒結礦質量較2014年提升明顯，在堿度降低的情況下，燒結礦轉鼓強度完成77.91%，5～10 mm粒級的含量（質量分數）為17.38%，＜5 mm的為5.49%，較好地滿足了高爐冶煉需求。表4為2014年和2015年燒結能耗指標對比情況。

表4 燒結能耗指標對比

表4中對比了全精礦生產的2014年和2015年燒結能耗指標情況，2015年燒結工序能耗較2014年升高1.01 kg/（t·s），主要原因是燒結電耗由32.38 kW·h/（t·s）升高到34.96 kW·h/（t·s），電耗升高是由于2015年燒結機利用系數降低，同時6月至8月燒結機5號風箱支管被吸扁，系統漏風率升高，主抽風機運行轉速偏高等原因造成的。由于對入倉焦粉進行噴水潤濕，改善了焦粉在破碎過程中的嚙合狀態，同時改進對輥、四輥憋料板減少兩側漏料，減少了成品焦粉中大顆粒，改善了焦粉加工粒度，焦粉配比得到降低，2015年燒結固體燃耗為50.95 kg/（t·s），較2014年降低了0.82 kg/（t·s）。

4 結論

1）全精礦燒結使用的鐵料的粒度超細，特別是袁粉小于0.045 mm的含量（質量分數）超過了98%，用于燒結對混合料透氣性相當不利，造成燒結產、質量變差。

2）改善混合料制粒效果、高比例配加生石灰、強化終點溫度控制均衡性和針對全精礦燒結的設備優化改造是解決全精礦燒結料層透氣性差和燒結礦質量降低的有效手段。

3）通過全精礦燒結質量改進措施的開展，燒結礦質量穩中有升，2015年燒結礦轉鼓強度完成77.91%，5～10 mm粒級含量（質量分數）為17.38%，＜5 mm的為5.49%，能滿足高爐冶煉需求。

4）全精礦燒結生產的工序能耗偏高，固體燃料降耗工作取得一定進展，但燒結電耗偏高，2015年為34.96 kW·h（/t·s），降低電耗是今 一段時期內的重點工作。

（編輯：胡玉香）

Improvement of Economic and Technical Indexes of All-iron-ore Sintering in Taigang

WU Ming
（Iron-marking Plant of Shanxi Taigang Stainless Steel Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

All Taigang ferrous-material granularity of all-iron-ore sintering is very fine，and especially in which the content of Yuan powder that less than 0.045 mm is more than 98%.Sintering mixture manufactures a little granulation of ball，which results in the poor effect and reduces breathability of material layer.That causes problems for poor production and quality.Carrying out improvement measures about mix granulation effect，high proportion adding quicklime，strengthening outlet temperature controlling balance and equipment optimizing transformation，which solves the problems all-iron-ore sintering material layer impermeability and lower quality.The quality ultimately have improved substantially.The sintering tumbler strength have completed 77.91%in 2015.The 5～10 mm grade content is 17.38%，and the＜5 mm grade content is 5.49%.That can meet the demand of blast furnace process.

ore concentrate，sintering，0.045 mm grade，5～10 mm grade，tumbler strength

TF046.4

A

1672-1152（2016）05-0083-04

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.30

2016-08-11

吳明（1984—），男，工程師，碩士，從事煉鐵技術管理工作。