日鋼低堿度燒結礦生產實踐與改善

曹佳惠　段秋利　李震

摘 要：低堿燒結礦亦稱酸性燒結礦，在一定條件下，使用低堿礦代替部分酸性爐料可降低原料成本和改善入爐原料條件。與高堿礦相比存在著（利用系數）產量低、固體燃耗高、成品礦強度差、FeO含量高還原性差等方面的問題。日鋼4×180m2燒結機主要進行低堿礦燒結，通過采取優化原料種類搭配、設備工藝改造、改變低堿礦燒結的操作思路和提高崗位人員操作水平等措施，明顯改善了低堿燒結礦的生產指標，其中利用系數已到達業內領先水平。

關鍵詞：低堿燒結礦；成本；生產指標

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.025

1 前言

低堿燒結礦做為酸性爐料入爐，對比球團礦和塊礦具有成本低、利于爐況順行，同時高堿燒結礦的堿度和質量均得以提高。日鋼自2006年5月份開始進行低堿礦燒結作業，在這期間2×90m2燒結機和2×180m2燒結機都進行過低堿礦間斷性生產，2016年4×180m2燒結機進入連續性的低堿礦生產作業。通過一年來的生產實踐與改善活動，低堿礦的生產指標取得了業內矚目的成績，吸引了國內外同行友人的觀摩。本文對低堿礦生產指標取得成果進行對比、對生產工藝與措施進行分析。

2 低堿燒結礦取得指標成果對比

改善前指標使用2014年-2015年低堿礦生產數據的平均值，改善后成果指標采用2017年年1-6月份生產數據的平均值。通過表1數據對比，低堿燒結礦指標是完全可以通過采取恰當的措施而得到大幅度提升的。

3 生產低堿燒結礦采取的工藝與措施

3.1 優化含鐵原料的種類搭配

日鋼低堿燒結礦堿度控制在0.65±0.1之間，亞鐵控制在13±2之間，溶劑配比在2.4±0.2%，溶劑配料量明顯低于高堿礦，其混勻料的制粒效果即成球率一般情況下也將顯著低于高堿礦。因此，粒度粗、含硅高的鐵礦粉是生產低堿燒結礦的首選，選粗粒度是為了改善混合料的透氣性，選含硅高的鐵礦是為了降低黏結相的熔點，降低燒結溫度，降低固體燃耗，提高成品率，提高溶劑使用量及強化制粒；當硅低時，為保證足夠的黏結相，固體燃耗勢必升高，同時燒結礦FeO含量也隨之升高，還原性降低。通過燒結實踐證明，低堿礦中的SiO2含量與FeO含量存在一定的關系，SiO2含量降低時，FeO的控制就應升高以保證燒結礦的質量，圖1為2017年日鋼燒結四課（8#、9#燒結機）生產低堿礦SiO2含量與FeO含量的對應趨勢。

低堿礦的黏結相為鈣鐵橄欖石、鐵黃長石、鈣鐵輝石、硅灰石和玻璃質等硅酸鹽。需要我們注意的是，高硅（SiO2含量>8%）一方面會引起大量硅酸鹽的生成，自然粉化現象較為嚴重；另一方面液相過度發展，燃燒帶變厚，影響燒結過程中的料層透氣性，影響槽下返礦率的升高；低硅（SiO2含量<6%）液相不充足，FeO含量高，燒結礦強度較差。

綜上，日鋼低堿燒結鐵料以主流粗粉為主，控制低堿燒結礦在中硅（SiO2含量6%-8%）范圍。如2017年5月份采用PB粉、巴西粗粉、南非粗粉、FB粉、巴西卡粉、懷阿拉粉、和毛利坦尼亞粗粉，低堿燒結礦理論硅6.55%。表2為主流鐵礦粉TFe和預配比。

3.2 燃料使用結構及粒度要求

無煙煤與焦粉相比，孔隙度較小，其反應能力和可燃性差，故用大量無煙煤代替焦粉時，燒結料層中會出現高溫區溫度水平下降和厚度增加的趨勢，從而導致燒結垂直燃燒速度下降。如日鋼燒結四課使用無煙煤全部代替焦粉，8#9#燒結機利用系數降低了0.09t/m2.h。但全部使用焦粉會出現粘臺車的現象，原因是焦粉硬度大、破碎難度大，>5mm粒級在9%左右。

目前日鋼低堿礦燒結使用焦粉比例控制在43.86%-52.61%，同時控制焦粉<3mm粒級在75%-80%之間，無煙煤<3mm粒級在80%-85%之間，燒結料制粒粒度（濕篩）小于3mm粒級不超過30%時，對低堿燒結礦比較有利。

3.3 工藝設備改造

不斷改進現有工藝設備，使其向著有益于低堿礦燒結的方向改造，提高低堿燒結礦的產質量。

3.3.1 漏風治理

在燒結中只有通過料層的風量才是有效的，凡是未通過料層的風量統稱為有害風量，總的有害風量占抽風機吸風量的百分率稱為燒結機的漏風率。漏風治理前，日鋼8#9#燒結機的漏風率為51.1%，燒結機的漏風情況很嚴重。燒結機抽風系統漏風主要是設備和生產操作缺陷造成的，其中主要有：長期在高溫下工作的臺車發生變形和磨損，風箱密封裝置磨損、彈性消退，機頭、機尾處的風箱隔板與臺車底部間隙增大；臺車滑板與風箱滑板間密封不嚴；相鄰臺車之間接觸縫隙增大；臺車上布料不好或篦條脫落，出現空洞，集塵管放灰制度不合理；抽風系統管道穿漏等。據測定，上部漏風是主要的，約占漏風率的90%，風箱至抽風機前只有10%左右。

日鋼8#9#燒結機采取減小漏風的途徑有：改進臺車機尾風箱隔板，改進金屬彈簧滑道，臺車兩側使用3根盲篦條降低邊緣效應，操作上增加邊緣布料厚度20-30mm；此外，組建5人漏風治理小隊，加強對風箱漏風的檢查、維護，發現異常漏風及時處理，每周一用數據量化并匯報漏風治理工作。最終使漏風率降到了40.5%，成果顯著。

3.3.2 提高混合料料溫

提高料溫可以采用預熱混合料的方法，預熱混合料的方法有：返礦預熱混合料、蒸汽預熱混合料、生石灰預熱混合料。低堿混合料因生石灰配量小，導致濕容性差，若料溫提不到“露點”以上，過濕帶在影響透氣性方面較為明顯。

返礦預熱混合料：控制返礦倉位在150噸內，縮短返礦在倉內的時間，減少返礦熱量損失，配入混一皮帶的返礦溫度要求在50-60℃。

蒸汽預熱混合料：一方面混合機和制粒機改造蒸汽管道，在混合料翻滾時通入蒸汽預熱混合料；另一方面混合制作中水箱，將蒸汽通入中水箱預熱中水，水溫達到70℃后供混合加水。endprint