當代大型燒結技術的進步

趙景軍

（首鋼京唐公司，河北 唐山 063200）

如今，基于新時期發(fā)展背景下，我國鋼鐵行業(yè)也因此獲得了良好的發(fā)展前景，其鐵礦燒結技術水平在原來的基礎上實現了明顯提升。如今，鋼鐵行業(yè)逐漸將重點轉移到了大型燒結機的建設方面，對于大型燒結技術而言，不但實現了對現代工藝與除塵技術的合理應用，同時在工藝方面還體現出了一定的完善性，在應用過程中可以達到非常高的自動化水平。另外，在對計算機控制系統(tǒng)應用的基礎上，可以對廠家整個生產過程進行實時監(jiān)控，同時加強質量方面的控制工作，所以，與傳統(tǒng)的燒結技術相比，在工藝以及設施等方面取得了非常大的進展[1]。

1 燒結理論與技術進步

1.1 低溫燒結

對于低溫燒結理論而言，主要指的是鐵酸鈣理論，在對赤鐵礦粉進行燒結時，比較高的燒結礦物組成與結構為40%沒有參與反應的赤鐵礦，以及40%針狀復合鐵酸鈣粘結相以溶蝕形態(tài)交織而成的非均相結構。一般在比較低的溫度下才能形成針狀復合鐵酸鈣，如果是在溫度比較高時達到一定溫度下，針狀復合鐵酸鈣就會被分解，而對于低溫燒結而言，主要是在傳統(tǒng)高溫燒結基礎上形成的，一般溫度達到1250℃時，就能形成強度以及還原性比較好的針狀復合鐵酸鈣粘結相。在對以往的燒結法進行應用時，對于燒結溫度具有非常強的依賴性，通過提升溫度可以形成比較多的溶體，這樣就能使燒結料達到凝固狀態(tài)，最終形成礦。對于低溫燒結技術而言，主要是采取措施對燒結溫度進行合理控制，在此基礎上使物料一部分達到融化狀態(tài)，并且最終形成質量較好的復合鐵酸鈣粘結相，最終凝固形成礦，如果是采取低溫燒結技術時，在這種狀態(tài)下所形成的燒結礦與高危技術所形成的燒結礦相比，在冷強度低溫以及還原特性等方面都具有非常明顯的優(yōu)勢，當采取不同的燒結工藝時，其所形成的燒結礦在特性方面也具有一定的差異經比較，其結果如下表1所示。

表1 燒結礦特性對比

結合目前的實際情況來安，在現有的燒結技術中，其SFCA為代表的燒結礦屬于非常重要的研究內容，并且在整個高爐冶煉過程當中，SFCA為代表的燒結礦發(fā)揮著至關重要的作用。比如，在軟化溫度比較高的情況下，其軟溶帶位置就會向下移動，這對于降低軟溶帶位置可以產生一定的積極作用，同時還能促進發(fā)展間接還原，通過這種方式可以實現對煤氣的充分利用，從而減少對燃料的浪費現象。其次，如果是在軟溶區(qū)域壓差比較低的情況下，可以在一定程度上有效降低料柱壓差，對于高爐內的透氣性可以起到非常重要的改善作用。在對低溫燒結技術應用的基礎上，可以對傳統(tǒng)燒結技術中存在的能源消耗問題進行合理解決，從而在更大程度上提升燒結礦質量標準，目前，在我國燒結廠中，該技術已經獲取了比較廣泛的應用[2]。

1.2 厚料層燒結

對于厚料層燒結技術而言，主要是在對燒結料層自動蓄熱原理原理應用基礎上產生的，在整個燒結過程當中，可以有效減少對能源方面的使用，同時也為低溫燒結技術應用奠定了良好的基礎條件，可以在更大程度上提升燒結礦質量。

厚料層燒結技術產生的時間比較早，現如今已經經歷了三十多年的發(fā)展，已經獲得了比較廣泛的應用。結合相關的實踐結果可以了解到，在對厚料層燒結實際應用的基礎上，可以明顯提升燒結礦本身的強度，保證最終可以達到非常高的成品率，減少對各方面能源的使用，并且還能降低FeO的含量，對于提升燒結礦還原性有著非常重要的作用。

1.3 基于工藝特點互補的燒結優(yōu)化配礦

在長時間的發(fā)展過程中，相關行業(yè)并沒有加強對燒結所用鐵礦粉的認識，仍然認為鐵礦粉具有化學成分以及粒度等特點。在對以往的燒結配礦工藝進行應用時，往往將重點只放在了常溫特點方面，因為不能對鐵礦粉在燒結過程中的高溫行為進行全面了解，所以，也就不能轉變以往的燒結工藝，仍然還是通過燒結工藝來產生相應的燒結原料，這就對先進的燒結理論以及燒結技術應用形成了嚴重的阻礙，這不但會對鐵礦石資源利用效率產生一定的影響，并且也會在一定程度上降低最終的燒結礦質量。

后來隨著經濟的不斷發(fā)展，相關行業(yè)逐漸對鐵礦粉燒結過程中的高溫行為引起了高度重視，在二十一世紀初，“鐵礦石燒結基礎特性的概念”產生，并在此基礎上逐漸形成了比較完善的鐵礦粉高溫特性評價指標與方法，同時也對以往的配礦理論體系進行了優(yōu)化與完善，從而在行業(yè)中得到了非常廣泛的推廣與應用。

1.4 小球嵌入式燒結

對于小球嵌入式燒結工藝而言，其概念最早產生與日本，其示意圖如下圖1所示。該理論的提出，主要是對劣質化的鐵礦粉資源進行充分利用，一般馬拉曼巴礦燒結因為顆粒比較細，同時液相流動性比較低，這就導致最終的產品質量非常差。而通過對小球嵌入式燒結工藝的應用，就是將馬拉曼巴礦制作成相應的小球，然后將其分布在其他的燒結料當中，通過小球旁邊氣流邊緣效應的發(fā)揮，同時減少堿度，這樣小球本身就不會出現過溶現象，通過這種方式可以有效提升料層本身的透氣性，通過對含有固體燃料以及堿度比較高的其他燒結料進行使用，可以在整個過程中提供一定的熱量，同時還能提供相應的粘結相。結合相關的試驗結果可以了解到，在對這種燒結工藝應用的基礎上，可以對整個燒結過程中的透氣性起到非常好的調節(jié)作用，同時促進垂直燒結速度不斷提升，在保證燒結礦質量達標的基礎上，在更大程度上提升燒結礦產量。

圖1 小球嵌入式燒結示意圖

2 大型燒結設計理念的進步

通常情況下，以往在新建燒結項目當中，從最開始的立項，然后到最終投入使用，一般不會超過兩年的時間，因為在前期沒有做好相應的在研究與準備工作，這就導致在燒結項目投入使用之后，經常會面臨各種問題的產生。如今，基于現代社會經濟發(fā)展背景下，在新建大型燒結項目中，不但實現了對新型燒結技術的合理應用，同時還經歷了相應的實踐工作，所以在技術與工藝創(chuàng)新方面有了非常大的進展[3，4]。

現如今，在對大型燒結項目進行設計時，需要嚴格遵守相應的基本原則，具體主要體現在了以下幾個方面：第一，遵守可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經濟理念。保證在整個建設過程中，可以應用非常先進的工藝技術與設施，在工藝流程上應該滿足一定的簡潔性，從而在更大程度上提升燒結自動化水平；第二，對所涉及到的資源條件以及生產規(guī)模等進行全面了解，在此基礎上將功能、結構以及效率優(yōu)化作為主要目標，從而形成高效的運行機制；第三，對現有的技術以及設施進行創(chuàng)新與完善，同時加強對燒結機、環(huán)冷機以及臺車欄板加寬技術的應用于研究，通過這種方式保證可以將臺車邊緣風的作用充分發(fā)揮出來，從而減少對能源的使用。

在對大型燒結設計理念與原則應用的基礎上，我國大型燒結機在投入到使用中時候，其設備在整個運行過程中可以保持一定的穩(wěn)定性，同時還能維持生產過程中的安全性，各方面指標都達到了非常先進的階段。

3 大型燒結設備的研發(fā)與應用

3.1 燒結機臺車欄板加寬技術的應用

在對燒結機臺車欄板進行加寬時，目前所涉及到的方法主要包括兩種，一種是利用箅條加寬，第二種時采用盲板進行加寬。比如，在首鋼京唐燒結工程中，就是采用的盲板加寬工藝，在對加寬距離進行明確時，可以保證不邊緣風將加寬部分混合料燒透，從而避免在燒結過程中會形成生料。首鋼京唐在投資500m2燒結機能力的情況下，最終獲取到了550m2的燒結機，從而最終獲取到了非常高的經濟效益，其臺車車體裝配如下圖2所示。

圖2 燒結機臺車車體裝配

3.2 環(huán)冷機臺車欄板加寬技術的應用

因為受到燒結機臺車欄板加寬技術的應用，在冷換機研究過程中，也采取了利用邊緣風的設計方式。比如，在首鋼京唐燒結廠中，其環(huán)冷機的鼓風面積為520m2，通過對臺車欄板加寬技術的應用，實際冷卻面積達到了580m2，其冷卻面積在原來的基礎上明顯提升，同時燒結礦產量也明顯增加，減少了對風能的消耗。

為了實現對大型冷環(huán)節(jié)的合理應用，可以采取有效的基礎保障措施，比如，通過對緊湊型傳動技術的應用，可以將重載星輪轉動裝置應用到其中，不但占地面積比較小，同時更換也比較快，可以減少后期維護。通過對曲軌三維設計技術的應用，可以對曲軌設計進行研究，將空間與運動合為一體的三維設計，在對重維臺車特點明確的基礎上，可以對曲軌支撐結構起到一定的強化作用，并且在應用過程中可以取得非常好的效果。

4 結語

在對當代大型燒結技術進行應用時，應該嚴格遵守一定的可持續(xù)發(fā)展原則，在對低溫燒結以及厚料層燒結技術應用的基礎上，可以有效減少對能源的使用。要想將大型燒結技術作用充分發(fā)揮出來，就必須加強對先進技術的研究工作，在更大程度上提升燒結技術資源效益以及環(huán)境效益。