淺析八鋼265m2燒結機燒結過程控制的精細化操作

劉曉明

摘 要：為了正確而嚴格地控制燒結終點，獲得良好的生產指標，對燒結風量、真空度、料層厚度、燒結機速度和燒結終點的精準控制是很重要的。既充分地利用燒結面積，提高產量，降低燃耗;又保證得到優質燒結礦的優質返礦。

關鍵詞：精細化操作;燒結礦;燒結機速度;混合料;燒結終點;固定碳

在點火后直至燒結終了的整個過程中，混合料借點火和抽風使其中的碳燃燒產生熱量并使燒結料層處在總的氧化氣氛中，又具有一定的還原氣氛，混合料發生分解、還原、氧化和脫硫等一系列反應，同時在礦物間產生固液相轉變，生成的液相冷凝時把未熔化的物料黏在一起，體積收縮，得到外觀多孔的塊狀燒結礦。為了獲得燒結過程良好的生產指標，對燒結風量、真空度、料層厚度、燒結機速度和燒結終點精細化操作是很重要的。在燒結程中，固體科燃燒所獲得的高溫和CO氣體為液相生成和一切物理化學反應的進行提供了所必需的熱量和氣氛條件。燃料燃燒所產生的熱量占全部熱量的90%以上。碳的燃燒是決定燒結產量和品質的重要條件，也是影響其他一系列過程的重要因素。所以，技術操作人員應當能夠根據生產過程中的現象或儀表參數對燒結料中的碳精準判斷與控制，以保證燒結過程穩定進行。一方面是充分利用燒結面積，提高產量，降低燃耗;另一方面是保證得到優質燒結礦的優質返礦。

1 燒結風量和負壓的判斷與控制

1.1 風量的控制

風是燒結過程進行的基本物質條件之一，也是加快燒結過程最活躍積極的因素，抽過料層的風量越大，垂直燒結速度越快，在保持成品率不變的情況下，可大幅度提高能的產量。但是，風量過大，燒結速度過快，混合料各組分沒有足夠的時間互相黏結在一果降低燒結礦的成品率，同時由于風量增加，冷卻速度加快，也會引起燒結礦強度的降低。

生產中常用的加大料層風量的方法有3種，即改善燒結料的透氣性;改善燒結機系統的密封性，降低漏風率;提高抽風機能力。具體介紹如下：

1.1.1改善燒結料的透氣性，減少料層阻力損失，在不提高風機能力的情況下，可以增產的目的;同時，燒結生產的單位電耗降低。因為這種措施使通過料層的風量相對增而有害風量相對減少，提高了風的利用率。

1.1.2目前燒結機的漏風率一般為40%～60%也就是說，抽風消耗的電能僅有一半于燒結，因此，堵漏風是挖掘風機潛力、提高料層風量的十分重要的措施。

1.1.3抽風燒結過程是在負壓狀態下進行的，為了克服料層對氣流的阻力，以獲得所的風量，料層下必須保證一定的真空度。在料層透氣性和有害漏風一定的情況下，抽風能造成的真空度高，抽過料層的風量就大，對燒結是有利的。所以，為強化燒結過程，都較大風量和較高負壓的風機。

1.2 負壓的控制

負壓的測量位置通常在風箱、大煙道（總管）等，相應有各風箱負壓、總管負壓等。在其他條件（料層的透氣性、風機的能力、漏風損失）一定的情況下，負壓（指絕對值）和風量呈反比關系。對風量和真空度的控制是通過調節各風箱閘門的開啟度來實現的。在實際生產中，一般1號、2號風箱以及最后兩個風箱閘門關閉一部分，相應減小風量和真空度，其他各風箱全部開啟。

2 料層厚度與機速的控制

一般來說，料層薄，機速快，生產率高，但在薄料層操作時，料面表層強度差的燒結礦數量相對增加，使燒結礦的平均強度降低，返礦和粉末增多，同時還會削弱料層的自動蓄熱功能，增加燃料用量，降低燃燒礦的還原性。過程控制中，在燒好、燒透的前提下，應盡量采用厚料層操作。這是因為燒結礦層有自動蓄熱作用提高料層厚度能降低燃料消耗。而低碳厚料操作一方面有利于提高燒結礦的粒度組成使燒結礦大塊降低，粉末減少，粒度趨于均勻，成品率提高;另一方面有利于降低燒結礦氧化亞鐵含量，改善燒結礦的還原性;此外還有利于減輕勞動強度，改善勞動條件。

合適的機速是在一定的燒結條件下，保證在預定的燒結終點燒透、燒好。影響機速的因素有：混合料粒度變細、水分過高或過低、返礦數量減少及品質變壞、混合料制粒性差、預熱溫度低、含碳波動大、點火煤氣不足及漏風損失增大等。此時就需要降低機速、延長點火時間來保證燒結礦在預定終點燒透、燒好。

燒結機的速度是根據料層厚度及垂直燒結速度的快慢而決定的，機速的快慢以燒結終點控制在機尾倒數第二或第三個風箱為原則。在正常生產中，一般穩定料層厚度不變，以適當調節機速來控制燒結終點。機速的調整要求穩定、平緩，防止忽快忽慢，不能過快過急。10min內調整的次數不能多于兩次，每次增減不得大于0.5m/min。

3 燒結料水分的判斷與控制

3.1 燒結料水分判斷

3.1.1混合料水分合適時，混合料用手捏后成團，輕輕抖動又能散開，臺車料面平整，點器中火焰能均勻地順利抽入料層，火焰不外噴，煙道負壓和廢氣溫度平穩正常，機尾燒結斷面解理整齊，無生料和“花臉”，浮塵少。

3.1.2混合料水分過大時，混合料有光澤，用手捏后成團，抖動不散開，下料不暢，布料下的料面出現魚鱗片狀，臺車料面不平整，料層透氣性變壞，總管負壓升高，垂直燒結速度降，總管廢氣溫度降低，點火火焰溫度降低，火焰發暗，并向外噴射，出點火器后料面點火良，有黑印，機尾燒結料斷面發紅，出現“花臉”，有夾生料。

3.1.3混合料水分過小時，混合料用手捏后不易成團，臺車料面光，料層自動加厚，點火內火焰外噴，料面迸小火星，燒結過程下移緩慢，管負壓升高，廢氣溫度下降，機尾斷面現“花臉”，浮塵急劇增多。

3.1.4水分不勻時，點火不勻，機尾燒結礦斷面出現“花臉”。

3.2 燒結料水分的控制

如果發現燒結料水分異常，要針對具體情況采取應的措施，一般應采取固定機速、調整料層厚度的方法。水分偏大時，減輕壓料，適當提點火溫度或降低料層厚度;水分小時，適當調整圓輥轉速或寬皮帶速度，降低料層厚度，適降低點火溫度。

4 燒結過程碳的判斷與控制

4.1 燒結料碳的判斷

4.1.1混合料含碳合適時，負壓和廢氣溫度平穩，機尾斷面清楚，氣孔均勻，沒有浮灰。

4.1.2混合料固定碳高，離開點火器后的表層燒結礦過分發紅，赤紅部分過長，表示過結硬殼，總管負壓升高，當料層和機速不變時，廢氣溫度下降;當終點位置不變時，廢氣溫度上升，機尾斷面冒藍、紅色火苗，燒結帶過熔，赤紅部分超過1/2，燒結礦黏臺車，燒結礦氣大，呈蜂窩狀，Fe0升高。

4.1.3混合料固定碳低，表層點不好，離點火器臺車的紅料面比正常縮短，料面有粉塵，直燒結速度減慢，總管負壓、廢氣溫度降低，機尾斷面紅層薄，火色發暗，嚴重時有“花臉”浮塵多，燒結礦FeO低。

4.1.4燃料粒度大，點火不均勻，機尾斷面冒火苗，部過熔，斷面呈“花臉”，有黏臺現象。

4.2 燒結料固定碳的控制

混合料固定碳的質量分數目前應控制在2%左右，燒結礦FeO的質量分數控制在10%以下。根據實際生產情況，發現碳多或碳少時，應及時進行相應的比調整。固定碳高時，在降低燃料配比的同時，可采取降低點火溫度、減薄料層、加快機速等措施;固定碳低時，在增加燃料配比的同時，可采取提高點火溫度、減慢機速等措施。燃料度大時，應適當減少配碳量、提高料層厚度或加快機速等措施。

5 燒結終點的判斷與控制

控制燒結終點就是控制燒結過程全部完成時臺車所處的位置。一般控制在機尾燒結倒數第二個風箱的位置上。正確而嚴格地控制燒結終點可以充分利用燒結面積，提高產量，降低燃耗;另外，對于無鋪底料的燒結機還具有減少爐算消耗、改善機尾勞動條件和延長主風機轉子使用壽命的作用。如果燒結終點提前了，這時燒結面積未得到充利用，同時使風大量從燒結機后部通過，破壞了抽風制度，降低了燒結礦產量;而燒結終點后時，必然造成生料增加，返礦量增加，成品率降低，此外沒燒完的燃料進入冷卻段，會繼燃燒，破壞設備，降低冷卻效率。

5.1 燒結終點的判斷

5.1.1從機尾礦層斷面上看。燃燒層已抵達鋪底料，無火苗冒出，上面黑礦占2/3，紅礦占1/3。

5.1.2從機尾末端3個風箱及總管的廢氣溫度和負壓水平看。終點風箱的廢氣溫度最一般要求不低于280℃，此風箱廢氣溫度較前后風箱高25～40℃。主管廢氣溫度不能太低，否則，由于終點控制不當，會使燒結礦質量下降，同時也會使廢氣中蒸汽冷凝，導致風機掛泥及廢氣中的SO2生成亞硫酸，腐蝕風機葉片，縮短了風機轉子的使用壽命。因而，控制主管廢氣溫度為110～150℃。

5.2 燒結終點的控制

調節燒結終點的措施是變動機速、變動料層厚度和調整真空度。常用方法是調整機速，迫不得已時，調整料層厚度。在混合料透氣性波動不大的情況下，應采取穩定料層厚度、調整機速的辦法來調整控制燒結終點。料層透氣性波動較大時，應先根據不同情況穩定影響料層透氣性的各種因素，并適當地調整料層厚度，然后再通過調整機速來正確控制燒結終點。終點提前，適當加快機速;終點滯后，減慢機速。機速調整幅度不宜過大，一般控制在±0.2m/min，機速調整應有一定的間隔時間一般10min左右。

燒結終點有人工和自動控制兩種，燒結終點的自動控制采用模糊控制，原因在于：燒結終點及對燒結終點有直接影響的參數無法直接檢測;燒結終點狀態的自然語言描述具有明顯模糊性。模糊控制基于模糊推理、模仿專家知識以及操作人員的經驗，而不依賴于被控對象的模型，具有較好的魯棒性、適應性以及控制精度。而燒結終點的過程控制具有典型的模糊特性，所以比較適合用模糊邏輯進行控制。燒結終點自動控制通常是據終點處風箱的廢氣溫度進行自動控制。

6 結論

（1）精心備料是燒結生產的前提條件。包括原燃料的質量及其加工準備，以及配料、混合、造球等方面，精心備料為燒結機提供穩定的生產條件。

（2）穩定水碳是穩定生產的保證條件。燒結料的水分、固定碳的含量要符合燒結的要求，且波動要小，穩定水、碳是穩定燒結生產的關鍵性措施。

（3）減少漏風是穩定生產的關鍵性措施。對抽風系統而言就是減少漏風，提高有效抽風量，充分利用主風機能力;對燒結機而言就是風量沿燒結機長度方向要合理分布，而沿臺車寬度方向要均勻一致。主抽風機是燒結生產的心臟，而合理用風，提高有效抽風量對優質、高產、低耗具有重要的意義。

（4）低碳厚料是指采用低配碳、厚料層的操作。相對地減少燒結機表層低質燒結礦的數量，提高燒結礦的強度和成品率，充分利用料中的自動蓄熱作用，提高熱能的利用率，降低燃料消耗及FeO含量，是獲得優質、高產、低耗燒結礦的途徑。

參考文獻

[1]李紅，余珊珊，鄭俊平，等.降低武鋼燒結返礦率的生產實踐[J].武鋼技術，2015，（3）：1-3，13.

[2]王海東，邱冠周，黃圣生.燒結過程控制技術的發展[J].礦冶工程，1999，3-6.

[3]劉玉長，桂衛華，周孑民.基于軟測量技術的模糊燒結終點控制研究[J].燒結球團，2002，（2）：27-30.