提高石灰石粉配比對燒結(jié)礦物質(zhì)量的影響研究與應(yīng)用

張紅彪，王偉剛

（山東鋼鐵集團(tuán)萊蕪分公司 型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

生石灰、白云石、石灰石等是燒結(jié)礦生產(chǎn)的主要熔劑。未配加石灰石粉時(shí)，兩臺265m2燒結(jié)機(jī)每月消耗白灰量4萬t～5萬t，但長時(shí)間下來貨源供小于求，影響到燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)能。近年來，國家倡導(dǎo)綠色環(huán)保生產(chǎn)，國內(nèi)部分白灰生產(chǎn)廠家被迫關(guān)閉，造成燒結(jié)熔劑成本價(jià)格明顯提升。為穩(wěn)定冶煉高爐生產(chǎn)，提高燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)和高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，開始取消熔劑白云石，配加“生石灰+石灰石”的熔劑結(jié)構(gòu)，目的通過實(shí)驗(yàn)找到合理的石灰石、生石灰的配比，達(dá)到燒結(jié)的最佳狀態(tài)，降低燒結(jié)成本。

1 采取的主要措施

1.1 提高混合機(jī)制粒效果，改善原始料層透氣性

原混合機(jī)襯板材質(zhì)為含油尼龍襯板，容易導(dǎo)致混合機(jī)筒體內(nèi)部大面積粘料，特別是二次混合機(jī)進(jìn)料端，粘料厚度達(dá)600mm～700mm，影響混合機(jī)制粒效果，造成原始料層透氣性下降。將含油尼龍襯板更換成陶瓷襯板，混合機(jī)襯板粘料情況有較大改善。同時(shí)研發(fā)新型噴頭并優(yōu)化加水方式。經(jīng)過多次試驗(yàn)驗(yàn)證，在進(jìn)口2.5m處使用第一個(gè)噴頭，噴頭之間間隔600mm，同時(shí)調(diào)整噴頭角度為30°，目前二次混合機(jī)內(nèi)共使用噴頭9個(gè)，較前期減少4個(gè)噴頭，霧化效果較好。混合料平均粒徑達(dá)到4.2mm～4.5mm，制粒效果突出。

1.2 提高混合料溫度，改善燒結(jié)過程料層透氣性

混合料從配料、混合、布料、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)均有不同程度的熱量散失，混合料到達(dá)圓輥出料口時(shí)料溫35℃～45℃，導(dǎo)致燒結(jié)過程中過濕層加厚，對透氣性、終點(diǎn)溫度等影響較大。原小礦槽周邊已安裝一排26個(gè)蒸汽噴頭，在此基礎(chǔ)上再增加一排26個(gè)蒸汽噴嘴，上下交錯(cuò)布置，防止物料堆積。管道末端加裝疏水閥門用于保壓提壓。在梭式布料小車四周安裝除塵布袋軟密封，礦槽上部周圍密封改造，實(shí)現(xiàn)礦槽內(nèi)保溫，減少熱量損失。皮帶通廊、轉(zhuǎn)運(yùn)站料線全封堵。各皮帶通廊、轉(zhuǎn)運(yùn)站、廠房窗戶用陽光板封堵，廠房門口增設(shè)隔熱門簾，漏斗上部用皮子密封。改造后燒結(jié)混合料溫度由此前的35℃～45℃提升至55℃～60℃之間，達(dá)到了預(yù)期效果。

圖1 混合機(jī)陶瓷襯板

圖2 加水霧化效果

1.3 研究實(shí)施800mm～850mm厚料層燒結(jié)技術(shù)創(chuàng)新

通過精確定位布料小車行程及端部滯留時(shí)間、解決小礦槽兩側(cè)大顆粒偏析問題，使大顆粒物料向小礦槽中間聚集，減少兩側(cè)邊緣效應(yīng)的影響。設(shè)置可調(diào)式料面壓輥、對料面進(jìn)行適當(dāng)壓料，布料效果以“中部平整，兩端微弧”為目標(biāo)，同時(shí)在泥輥下料口兩側(cè)增加擋料板，避免臺車溢料現(xiàn)象發(fā)生。

在圓輥后方安裝簡易刮料裝置，隨著圓輥的轉(zhuǎn)動，自動清理輥皮粘料，保證了下料通暢。鋪底料厚度由原來的30mm～40mm提高至50mm～60mm，增加料層底部透氣性。265燒結(jié)機(jī)欄板高度750mm，通過以上措施，使布料厚度達(dá)到了800mm～850mm，充分利用料層自動蓄熱作用，克服了石灰石配比提升后對燒結(jié)礦質(zhì)量的不利影響。

1.4 研究高石灰石占比下低炭及高強(qiáng)度粉末燒結(jié)技術(shù)創(chuàng)新

原礦料結(jié)構(gòu)中精粉礦比例占20～25%，褐鐵礦比例30%～40%，經(jīng)混合機(jī)后，混合料水分7.5%～7.7%左右，配炭量3.9%～4.2%，典型的“大水大炭”式燒結(jié)，燒結(jié)礦FeO含量偏高。石灰石配比不斷提升后，為改善料層透氣性，將混勻料中精粉比例降至10%～15%，同時(shí)增加一定的粗粉比例，促進(jìn)混合料制粒效果，通過厚料層燒結(jié)，將配炭量降至3.6%～3.9%。前期混合料水分依靠人工控制，存在個(gè)人經(jīng)驗(yàn)差異。當(dāng)水分波動時(shí)，人工不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)波動，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致停機(jī)。安裝混合料水分微波在線監(jiān)測后，混合料水分控制更加平穩(wěn)，混合料水分也由前期的7.5%～7.7%降至7.2%～7.4%之間，實(shí)現(xiàn)了低水分燒結(jié)。

為了強(qiáng)化“造球”核心，促進(jìn)液相量生成，對三篩篩網(wǎng)尺寸進(jìn)行了改造，篩孔尺寸由4.5mm擴(kuò)大為5.0mm，燒結(jié)內(nèi)部返礦粒度＞5mm粒級含量由原來的15%～20%提升至20%～25%左右，為混合料制粒提供充足的“基核”，改善制粒效果與燒結(jié)料層透氣性。同時(shí)篩分效果增強(qiáng)，成品燒結(jié)礦粉末含量降低。為降低成品燒結(jié)礦中“大塊”組成。達(dá)到燃料粒度＜3mm占78%～82%的工藝要求，在原有一臺小焦篩的基礎(chǔ)上，又并列增加了一臺小焦篩。燃料預(yù)篩分效率及效果大大提高。在現(xiàn)有四輥破碎機(jī)能力的基礎(chǔ)上，燃料粒度合格率達(dá)到95%以上，成品燒結(jié)礦粒度組成趨向均勻。

2 效果檢查

通過幾年的研究實(shí)踐，目前石灰石粉使用比例占熔劑的70%～75%，由265m2燒結(jié)機(jī)供料的兩座1880m3高爐爐況運(yùn)行平穩(wěn)，未出現(xiàn)爐況不順、休風(fēng)等狀況，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)低耗高爐穩(wěn)產(chǎn)模式。燒結(jié)機(jī)產(chǎn)能未受到影響，目前兩臺265m2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦產(chǎn)量15500t/天～15700t/天，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)由原來的1.15提高至1.22。燒結(jié)礦實(shí)物質(zhì)量并未受到影響，其中燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高到79%以上，篩分指數(shù)降低到4.5%以下，在使用高石灰石占比情況下，兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

圖3 石灰石配比與燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度

3 結(jié)論

石灰石粉配比提升未造成固體燃耗的明顯提升。根據(jù)當(dāng)前熔劑差價(jià)計(jì)算，石灰石占比每提高1%，噸礦成本降低約0.3元，年節(jié)約成本1000萬元以上，效益十分可觀。