新冶鋼燒結“一拖三”保供模式生產實踐

岳爭超，柯顯峰，張　勇，陽銀權

（湖北新冶鋼有限公司，湖北 黃石435000）

1　前　言

新冶鋼煉鐵廠原有1×300 m2帶式燒結機和2×24 m2環形燒結機，生產的燒結礦分別直供1×1 780 m3高爐和2×520 m3高爐，燒結礦保供模式為“三拖三”。就當時而言，燒結產能能夠滿足高爐需求，且略有富余。為淘汰落后產能，2臺24 m2環形燒結機按計劃逐步停機拆除，2016年1月底，24 m2燒結機全面停產后，3座高爐又面臨著燒結礦產能缺口的問題。經多方論證，2016年1月在現有300 m2燒結機基礎上進行擴容改造，擴容后燒結機有效燒結面積增加到344 m2，并將欄板高度由原來的720 mm增加至780 mm，燒結礦日產量平均增加800 t以上，理論上能夠滿足3座高爐的生產需求。但隨著保供模式由“三拖三”轉變為“一拖三”，生產組織壓力驟然加大。為此，通過對生產過程進行分析，采取系列改進措施，提高設備作業率，創新保供模式，確保了燒結“一拖三”保供模式生產順行。

2　生產分析

高爐冶煉過程中，入爐料一般要求較高的熟料比，因為相對于生礦（塊礦）而言，熟料（燒結礦和球團礦）的冶金性能較好，有利于高爐的穩定順行［1］；從性價比考慮，燒結礦性價比要高于球團礦。因此，實際生產中要求盡可能提高燒結礦的配比。表1為3座高爐2012年以來入爐燒結礦配比的變化情況，其中2012、2013年受市場形勢不佳的影響，2#520 m3高爐停產。

表1　2012年以來高爐入爐燒結礦配比變化情況

由表1可以看出，2012、2013年2#520 m3高爐停產，燒結礦生產量富余，正常生產的2座高爐使用的燒結礦配比較高，入爐配比超過了76%。2016年以后，隨著24 m2環形燒結機停產拆除及300 m2帶式燒結機擴容改造，入爐燒結礦量有所增加，但因鐵水產量增加，3座高爐入爐燒結礦的配比下降。因此，燒結礦產能雖然實現了“一拖三”的整體規劃目標，但整體燒結礦配比偏低，制約了高爐成本的降低和熟料率的提升。

表2為2012年以來300 m2燒結機作業情況。從中可以看出，燒結機的日歷作業率基本維持在95%～96%水平。公開資料顯示，國內唐山國豐［2］、寶鋼［3］、攀鋼［4］燒結機日歷作業率均可達到97%以上，新冶鋼與之相比尚有一定的差距，故障停機及檢修時間較長，不利于燒結、高爐同步生產，進一步加劇了燒結礦的產能壓力，進而制約燒結礦配比的提高。

此外，燒結保供模式由“三拖三”變為“一拖三”后，1臺燒結機供應3座高爐燒結礦，如果生產中燒結機本體系統或向高爐供料的成品礦系統突發長時間故障停機，將有可能導致3座高爐減風、休風，會對下道工序造成嚴重影響。因此，目前“一拖三”保供模式下的生產組織容不得半點閃失。

表2　2012年以來燒結機作業情況 %

3　優化改進措施

3.1　減少原料波動，為穩產創造條件

3.1.1優化配礦結構

2016年以前，燒結產能富余時，燒結配礦堅持“成本優先”的原則，配礦結構主要以高性價比礦砂資源為主，而對燒結冶金性能次要關注?！耙煌先蹦Ｊ胶?，主要矛盾轉變為燒結產能提升，經過持續性的燒結杯試驗和生產經驗總結，結合市場礦砂資源情況，逐步摸索固化出目前的配礦結構：35%～40%的澳系褐鐵礦+20%粗顆粒澳系赤鐵礦+10%巴系黏性好的赤鐵礦+15%的高品位精粉+5%的非主流低價礦砂+10%的廠內回收含鐵原料，經過2 a的生產實踐驗證，此配料結構同時兼顧了產能提升及燒結成本控制。

得益于相對穩定的配礦結構，客觀上減小了前后幾堆混勻料間的成分差異，縮短了換堆期間的生產波動，調整周期由2 d縮短至1.5 d，換堆期間上料量波動由30～40 t/h降低至10～20 t/h，換堆期間燒結日增產250 t。

3.1.2提高混勻料儲料能力

燒結機配套設計混勻料場單堆量7萬t，使用周期9 d，燒結機擴容改造后單堆使用周期降低至7 d，前后換堆調整周期3～4 d，穩定生產時間僅有3～4 d，生產波動大，對燒結生產造成較大影響。針對此問題，新冶鋼克服了場地受限及堆取料機不允許長時間停機改造等困難，最大可能地將混勻料場料長度在線延長20 m、高度增加0.5 m，單堆量增加至9萬t，單堆使用周期恢復至9 d，為燒結產能提升創造了有利條件。

3.2　強化過程控制，確保穩定生產

3.2.1創新分段打水提前潤濕技術

新冶鋼從燒結原料、配料、混合、制粒等工序著手，綜合考慮自身原燃料條件及現場設備布局，通過對使用礦砂及混勻料水分分析，結合堆料過程料斗粘料情況，分段式在低水分、高吸水品種處補水，將混勻料水分從7.3%提高至8.0%；同時也對燒結內部循環用返礦提前打水潤濕。既滿足了生產過程輸送不粘料、下料穩定的要求，又達到延長潤濕時間、改善混合料粒度、強化制粒效果、提高原始燒結料透氣性的目的，有利于提高燒結礦產量。

3.2.2加強生石灰質量過程管控

燒結生產使用的生石灰全部外購，每天定時罐車運輸送貨，現場取樣質量監控。生產中質檢結果常常滯后于生產使用過程，對燒結礦質量的穩定性造成較大影響。為了最大程度確保生石灰質量，新冶鋼采取了化學成分分析結合現場生石灰消化后溫度檢測及消化后生燒測定等措施：

1）制定生石灰分級控制標準，由質檢部門對到貨的每批次生石灰進行化學成分取樣檢測，新冶鋼煉鐵廠內部隨機在下料口抽檢，對二級及以下批次加大考核力度。

2）每1 h取樣檢測生石灰水分以及生石灰加水后的消化溫度情況，以判斷生石灰質量的波動。

3）每4 h取樣加水消化后，烘烤后測量殘留量，檢測生石灰燒損。

3.2.3推行定時、定量化管理

1）混合料水分控制采用自動檢測及人工觀測相結合的方式，人工觀測頻次從30 min改為15 min，避免水分出現波動造成生產不穩定。

2）每次定修后對混合料倉進行料存標定，穩定混合料存料量在1/3～1/2，避免由于存料過多破壞混合料粒度，同時避免存料過少布料過程偏析造成生產過程波動。

3）對泥滾倉出料口微調料門進行刻度標示，穩定出料量，避免臺車料門出現波動后恢復調整周期過長造成生產波動。

4）在點火器進口前安裝雷達探測裝置，數據化料層厚度。針對每次料堆燒結性能情況，制定合適料層厚度，通過計劃性的控制保證生產穩定。

3.3　優化生產工藝，降低燒結礦返礦量

1）強化過程控制，改善焦粉粒度。由于外購焦粉水分偏高、破碎設備更換周期達不到要求等原因，焦粉粒度≤3 mm的只有65%，造成燒結過程中上部熱量不足，返礦量偏高。通過加強設備運行管理，提高操作人員技術水平，焦粉粒度≤3 mm的比例達到75%以上。

2）厚料層燒結，降低表層比例。在優化配礦、提升混勻料質量后堅持厚料層燒結，料層厚度從680 mm提高至780 mm。

3）優化壓料裝置，提高表層燒結質量。在不影響燒結產能的前提下，通過對刮料板、配重壓料板、自然滾動壓料滾等平料裝置的優化使用，優化改進為刮料板加可調速壓料滾相結合的壓料裝置。在確保燒結過程透氣性無較大影響的情況下，提高了上部燒結礦質量，達到了減低返礦量的目的。

4）減少臺車邊緣效應。由于泥滾兩側三角區域常發生粘料現象，造成臺車邊緣效應。通過安裝刮料板、改變料門邊緣出口大小、對泥滾兩側三角區域進行打水潤濕等，達到了減少臺車邊緣效應的目的。

圖1為近年來燒結機返礦率變化情況，可以看出，燒結返礦率自2016年以來呈逐漸下降趨勢。

圖1　近年來燒結機返礦率變化情況

3.4　高爐返礦回收再利用

2016年以前，燒結產能富裕時，1 780 m3高爐返礦中≥5 mm粒級占60%以上?！耙煌先蹦Ｊ胶鬄榱舜_保1 780 m3高爐穩定，高爐返礦未進行調整。為了緩解燒結產能不足的情況，對1 780 m3高爐返礦皮帶頭部進行改造，添加返礦分級篩分系統，將部分≥5 mm粒級大顆粒返礦進行二次篩分，回收到2×520 m3高爐配用。

3.5　提高設備作業率

在“一拖三”生產模式運行后，為了確保燒結機產能得到最大限度發揮，避免故障停機造成高爐爐料結構變化，提高設備作業率至關重要。針對燒結工序，重點抓好計劃檢修控制、降低設備故障、穩定生產過程等方面工作。

1）對燒結皮帶運輸系統進行定周期更換。在主要原燃料進料皮帶及燒結礦成品運輸皮帶上加裝自動感應除鐵器，避免運輸過程中帶入的鐵器和生產過程中掉落的鐵器劃傷皮帶。

2）推行三級點檢制度。實現崗位工、維保工及專業點檢工的分級監護巡檢模式，設備問題早發現早解決，確保設備穩定運行。

3）雨季混勻料供應系統改造。針對雨季混勻料堆垮塌、含水量大、皮帶易粘料等問題，對混勻料供應系統進行改造，在堆料機上料皮帶頭部加裝堆料直供料斗，實現雨季混勻料直供。

2016年4—12月，日歷作業率98.35%，計劃檢修率1.34%，故障停機率0.31%；2017年上述3項指標分別為97.93%、1.71%、0.36%。

3.6　創新保供新模式

3.6.1燒結礦直供改造

在“一拖三”生產模式運行后，為了降低燒結礦轉運過程中的損耗和轉運費用，利用計劃檢修時間，新增燒結礦落地對接皮帶運輸系統與2×520 m3高爐進料皮帶進行對接，將2×520 m3高爐上料皮帶串聯，實現燒結礦對3座高爐的直接供應。

通過對燒結生產量、高爐入爐量及燒結礦倉容積進行測算，創新“4+1+1”模式，實現3座高爐周期直供料，即直供4 h 1 780 m3高爐后，直供1 h 1#520 m3高爐，再直供1 h 2#520 m3高爐，滿足了“一拖三”生產模式下高爐用燒結礦的需求。

3.6.2燒結應急供料改造

為了保障“一拖三”生產模式運行中燒結檢修或故障時，高爐生產所需的燒結礦足量供應，建立了燒結落地礦庫存儲備及應急保供機制。

1）根據燒結正常檢修時間及高爐日入爐燒結礦消耗量，要求落地燒結礦庫存2.5萬t以上，確保燒結機非正常生產時有足夠的燒結礦應急保供。

2）利用1 780 m3高爐礦槽進料皮帶，在礦槽尾部礦倉旁加裝與卸礦小車對接的溜管及轉運皮帶，新增燒結礦落地礦倉，從而實現落地燒結礦的儲備轉運。

3）在燒結成品系統1#、2#皮帶中部分別加裝落地燒結礦上料斗，實現燒結檢修或故障情況下落地燒結礦的應急保供，保證1 780 m3高爐和2×520 m3高爐正常生產。

4）在24 m2燒結機拆除后廢棄的上料皮帶前加裝落地燒結礦上料斗，以應對燒結成品皮帶落地燒結礦保供能力不足時的供料，實現對2×520 m3高爐的應急保供。

4　生產效果

2016年新冶鋼煉鐵廠開始實施“一拖三”生產模式，1—3月為技術改造磨合階段，4—12月為生產模式摸索、實施階段，2017年為固化階段，經過2 a的生產實踐，取得了明顯的效果，入爐燒結礦配比變化對比見表3，燒結礦質量及燒結技術參數對比見表4。

1）2017年，3座高爐平均日產量7 128.53 t，燒結礦入爐量9 002.94 t，分別較2016年1—3月提高了3.82%和6.89%；3座高爐平均燒結礦配比分別較2016年1—3月提高了2.37%、1.47%和1.99%。同時3座高爐2017年燒結礦的配比也達到或超過了2014年、2015年水平（見表1）。

表3　2016年以來3座高爐入爐燒結礦配比變化

表4　2016年以來燒結礦指標及燒結技術參數

2）2017年，燒結礦轉鼓指數77.37%，FeO含量7.5%，分別較2016年1—3月提高了0.96%和降低了0.99%，燒結礦質量得到明顯改善；燒結焦粉消耗、電耗和煤氣消耗分別較2016年1—3月下降了11.27%、4.15%和33.23%，燒結機實現了高產低耗生產。2017年上述5項指標均創造了2012年燒結機投產以來最好水平。

3）2016年以來，落地燒結礦長期按照2.5萬t庫存組織生產，2 a來未發生1例因燒結礦斷供而導致的高爐慢風、休風等事故，“一拖三”保供模式運行正常。