周文勝，王梅菊
（寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部，新疆 烏魯木齊 830022）
摘 要：文章以八鋼煉鐵廠燒結(jié)分廠在 2020 年 9 月混合料透氣性變差恢復(fù)生產(chǎn)為例，簡(jiǎn)要分析了影響燒結(jié)混合料透氣性的主要因素，提出今后生產(chǎn)中預(yù)防混合料透氣性變差的措施，以改善和穩(wěn)定燒結(jié)生產(chǎn)條件，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，滿(mǎn)足高爐用礦需求。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)；混合料透氣性；配礦；制粒
八鋼煉鐵廠燒結(jié)分廠生產(chǎn)裝備有 2 臺(tái) 265 m2+1 臺(tái)430 m2 燒結(jié)機(jī)，為 3 座 2500 m3 高爐 +1 座歐冶爐 +1 座 430 m3 富氫碳循環(huán)高爐供應(yīng)堿性燒結(jié)礦，實(shí)現(xiàn)以高堿度燒結(jié)礦為主，配加酸性球團(tuán)礦和少量生礦的爐料結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，隨著八鋼煉鐵生產(chǎn)規(guī)模和能力不斷提高，在現(xiàn)有條件下，進(jìn)一步提升和穩(wěn)定入爐燒結(jié)礦比例，降低鐵水成本，對(duì)燒結(jié)系統(tǒng)提高燒結(jié)礦產(chǎn)量提出更高要求。在燒結(jié)生產(chǎn)控制中，影響燒結(jié)產(chǎn)量的因素很多，如原料質(zhì)量、燒結(jié)料層透氣性、操作水平等，文章著重探析燒結(jié)混合料透氣性對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的影響，以改善和穩(wěn)定生產(chǎn)條件，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，滿(mǎn)足高爐用礦需求。
1 混合料透氣性對(duì)燒結(jié)的影響
燒結(jié)混合料透氣性反映了固體散料層允許氣體通過(guò)的難易程度，它是決定燒結(jié)垂直燒結(jié)速度及燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量的一個(gè)重要的狀態(tài)參數(shù)，直接影響燒結(jié)過(guò)程順利進(jìn)行和能否獲得良好的生產(chǎn)指標(biāo)。
以 2020 年 9 月八鋼燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程混合料透氣性變化及調(diào)整為例。2020 年 7～8 月受疆內(nèi)新冠疫情沖擊，對(duì)原料采購(gòu)、運(yùn)輸及燒結(jié)生產(chǎn)組織帶來(lái)負(fù)面影響，因鐵精粉進(jìn)廠量不足，導(dǎo)致混勻料日產(chǎn)量降低，而八鋼生產(chǎn)系統(tǒng)每天產(chǎn)生的除塵灰等細(xì)灰料未減量，且當(dāng)期需全部消納完，其入混比例由 5%~8%上升至 10%~15%，經(jīng)抽風(fēng)燒結(jié)后部分灰料粘結(jié)在燒結(jié)機(jī)爐篦條縫隙之間，進(jìn)入 9 月，燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程不穩(wěn)定且指標(biāo)呈下滑態(tài)勢(shì)，9月 10 日之前平均日產(chǎn)僅為 16755 t，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)0.76 t（/ m2 ·h）。經(jīng)調(diào)查診斷，認(rèn)為燒結(jié)混合料透氣性變差使燒結(jié)機(jī)爐篦條粘糊、出現(xiàn)過(guò)紅礦是影響生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題，而造成透氣性變差的主要因素是燒結(jié)性能較好的入燒礦采購(gòu)難度增大，其使用比例降低，參混的除塵灰和燒結(jié)直配鐵精粉比例升高導(dǎo)致原料結(jié)構(gòu)變化大以及生產(chǎn)工藝操作控制不穩(wěn)定。通過(guò)加大入燒礦進(jìn)廠量及提高其使用比例、提高生產(chǎn)工藝操作控制水平、及時(shí)更換粘糊的爐篦條等措施，改善燒結(jié)混合料透氣性，提高燒結(jié)生產(chǎn)率，至 9 月下旬燒結(jié)礦產(chǎn)量穩(wěn)步提高，平均日產(chǎn)達(dá)到 22694 t，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù) 0.95 t（/ m2·h），之后燒結(jié)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定。
2 影響混合料透氣性的因素
燒結(jié)混合料透氣性與很多因素有關(guān)，如燒結(jié)原料粒度大小、含水量和堿金屬含量，混合制粒效果，返礦與鐵精粉比例，燒結(jié)機(jī)布料均勻性等。在燒結(jié)生產(chǎn)中，混合料透氣性可以用氣體通過(guò)料層的壓頭損失表示，通常以負(fù)壓大小來(lái)衡量透氣性，負(fù)壓越高，料層透氣性愈差，反之亦然。
3 改善燒結(jié)混合料透氣性的措施
3.1 改善混合料粒度及組成
（1）規(guī)范燒結(jié)原料粒度要求。規(guī)范燒結(jié)生產(chǎn)用鐵料、熔劑、燃料的粒度和成分質(zhì)量要求，尤其是對(duì)粒度達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的應(yīng)加大質(zhì)量整改力度，以改善燒結(jié)混合料的原始透氣性。八鋼燒結(jié)生產(chǎn)參與配料用含鐵原料主要為混勻料，它由外購(gòu)鐵精粉、入燒礦和各種冶金返料在混勻料場(chǎng)中和混勻而成，由膠帶輸送機(jī)運(yùn)至燒結(jié)配料倉(cāng)；熔劑主要是生石灰，石灰石應(yīng)急使用，要求進(jìn)廠生石灰粒度≤3 mm 占 90%以上，由專(zhuān)用罐車(chē)?yán)脷饬斔拖到y(tǒng)輸入燒結(jié)配料倉(cāng)。進(jìn)廠石灰石粒度≤80 mm，經(jīng)破碎加工處理，≤3 mm 粒級(jí)由膠帶機(jī)運(yùn)至燒結(jié)配料倉(cāng)；燃料主要是焦粉，要求進(jìn)廠焦粉粒度 0~25 mm 占 90%以上，經(jīng)細(xì)破碎處理，≤3 mm 粒級(jí)占 80%以上，由膠帶機(jī)運(yùn)至燒結(jié)配料倉(cāng)。
（2）采用較粗粒原料。在八鋼燒結(jié)實(shí)際生產(chǎn)中，外購(gòu)鐵精粉粒度較細(xì)，一般＜200 目占 85%以上，入燒礦粒度 0~8 mm，返礦是篩分燒結(jié)礦時(shí)粒度＜5 mm 的篩下產(chǎn)物，由于入燒礦和返礦粒度較粗，其顆粒成為濕混合料制粒時(shí)的核心粒子，因此，采用往鐵精粉中增加入燒礦和返礦配入量等措施，可改善混合料透氣性。但是對(duì)粗粒級(jí)入燒礦、返礦使用也應(yīng)適當(dāng)，若加入過(guò)量會(huì)降低燒結(jié)的結(jié)塊性能，使燒結(jié)礦強(qiáng)度變壞，生產(chǎn)率下降。
3.2 優(yōu)化燒結(jié)配礦
（1）提高和穩(wěn)定入燒礦比例。協(xié)調(diào)采購(gòu)部門(mén)加大入燒礦尋源引進(jìn)，提高入燒礦采購(gòu)量，同時(shí)結(jié)合燒結(jié)礦生產(chǎn)計(jì)劃、鐵料消耗情況，在料場(chǎng)儲(chǔ)備一定量入燒礦，為提高和穩(wěn)定混勻料中入燒礦比例創(chuàng)造條件。八鋼生產(chǎn)實(shí)踐表明，通過(guò)提高入燒礦進(jìn)廠量及穩(wěn)定供應(yīng)，使混勻料中入燒礦比例由 6%提高到 12%，對(duì)改善燒結(jié)混合料透氣性、提高燒結(jié)生產(chǎn)率效果明顯。
（2）合理消納含鐵雜料。八鋼燒結(jié)生產(chǎn)使用的冶金含鐵廢雜料有高爐瓦斯灰、除塵灰、軋鋼氧化鐵皮等，生產(chǎn)過(guò)程利用混勻料場(chǎng)功能，在混勻系統(tǒng)與鐵料充分混勻參與配礦，以回收金屬、降低生產(chǎn)成本。但因這些含鐵廢雜料粒度細(xì)、粘性強(qiáng)、親水性差，尤其是部分除塵灰含 K2O、Na2O、Pb、Zn 等有害成分高，返回?zé)Y(jié)生產(chǎn)循環(huán)使用會(huì)造成有害元素富集，通過(guò)對(duì)燒結(jié)機(jī)爐篦條上粘結(jié)物取樣化驗(yàn)，其堿金屬含量高達(dá) 4.3%。因此，在八鋼現(xiàn)有條件下，應(yīng)合理調(diào)整和控制冶金含鐵廢雜料在燒結(jié)混勻料中配入比例和時(shí)機(jī)，通過(guò)對(duì)含堿金屬等有害成分高的循環(huán)雜料階段性外排或控制使用，引進(jìn)開(kāi)發(fā)鋼鐵廠塵泥綜合利用新工藝、新方法，可從根源上避免給燒結(jié)生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。
3.3 強(qiáng)化混合制粒效果
（1）控制好混合制粒水分。燒結(jié)原料混合制粒主要目的是將物料各組分均勻分布，以利燒結(jié)過(guò)程進(jìn)行并保證燒結(jié)礦成分均勻穩(wěn)定。在物料攪拌混合時(shí)，進(jìn)行加水潤(rùn)濕和制粒，改善物料結(jié)構(gòu)，從而增加燒結(jié)過(guò)程中料層的透氣性。在八鋼燒結(jié)實(shí)際生產(chǎn)中，一次混合制粒過(guò)程中除添加清水外主要配加煉鋼污水，一混后物料水分一般控制 6.5%~7.5%，原則上煉鋼污水配加量為常量，通過(guò)清水管閥門(mén)調(diào)整穩(wěn)定物料水分。二次混合制粒主要作用是對(duì)經(jīng)一次混合制粒潤(rùn)濕、混勻后的物料進(jìn)行強(qiáng)化制粒，在制粒過(guò)程中還需要補(bǔ)充一定水分以滿(mǎn)足燒結(jié)生產(chǎn)的需要，經(jīng)制粒機(jī)后物料水分通常控制在7%~8%，且物料水分穩(wěn)定保持時(shí)間越長(zhǎng)越好，以減少對(duì)生產(chǎn)的影響。
（2）提高生石灰消化能力。在燒結(jié)過(guò)程中，混合料中作為熔劑配加的生石灰打水消化后，形成粒度極細(xì)的消石灰膠體顆粒，易聚集水分，并產(chǎn)生必要的毛細(xì)引力，把混合料顆粒聚集起來(lái)形成小球，使物料保持良好透氣性。在一定的原料設(shè)備條件下，生石灰的加入量存在著最佳值，一般范圍控制在 4%~7%，各生產(chǎn)廠由于燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)不同，最佳的生石灰配用量也有所不同，配入過(guò)少?gòu)?qiáng)化制粒作用不明顯；配入過(guò)多會(huì)增加混合料在燒結(jié)過(guò)程中局部過(guò)熔的機(jī)會(huì)，易形成薄壁大氣孔結(jié)構(gòu)，破壞制粒小球強(qiáng)度。
3.4 強(qiáng)化燒結(jié)操作與控制
（1）抓好培訓(xùn)，提高操作水平。多頻次、多層面培訓(xùn)燒結(jié)中控工，提高其操作水平，優(yōu)化工藝技術(shù)和操作制度，完善對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中焦粉粒度、混合料水分、配碳量、燒結(jié)終點(diǎn)等關(guān)鍵工藝參數(shù)內(nèi)容的管控，強(qiáng)化燒結(jié)布料工藝，改善點(diǎn)火后燒結(jié)過(guò)程中混合料的熱態(tài)透氣性，避免出現(xiàn)過(guò)紅礦，尤其是強(qiáng)化加水、配料及風(fēng)量控制的自動(dòng)化水平，減少生產(chǎn)波動(dòng)。
（2）抓好生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控。在燒結(jié)生產(chǎn)中，當(dāng)燒結(jié)混臺(tái)料透氣性發(fā)生變化時(shí)，燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱負(fù)壓、煙道負(fù)壓能比較清楚地反映這種變化。我廠在未裝備透氣性測(cè)定儀的條件下，操作人員利用風(fēng)箱負(fù)壓觀察法、煙道負(fù)壓觀察法，加強(qiáng)對(duì)表現(xiàn)透氣性特征的操作參數(shù)進(jìn)行觀察和判斷，并以此為依據(jù)及早采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整和控制，穩(wěn)定透氣性和燒結(jié)生產(chǎn)。
3.5 改進(jìn)與完善設(shè)備功能精度
改進(jìn)設(shè)備及提高功能精度是改善燒結(jié)混合料透氣性的有效措施之一，可采取的手段有合理改造風(fēng)箱設(shè)備，提高燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)能力；梳理及實(shí)施燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)治理檢修項(xiàng)目，降低漏風(fēng)率；維護(hù)好燒結(jié)機(jī)十一輥和十三輥布料器輥?zhàn)?、減速機(jī)等關(guān)鍵部件，保證其均勻布料功能等。
4 結(jié) 語(yǔ)
改善混合料透氣性是確保燒結(jié)工序高效生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在優(yōu)化原料條件和燒結(jié)配礦的同時(shí)，應(yīng)努力提高燒結(jié)工藝操作水平和生產(chǎn)控制自動(dòng)化程度，完善設(shè)備功能精度，實(shí)現(xiàn)各種操作參數(shù)準(zhǔn)確檢測(cè)并自動(dòng)控制，從而減少混合料透氣性的波動(dòng)因素，不僅能有效提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，而且可減輕燒結(jié)機(jī)上冷卻不均勻造成的局部紅礦，有利于提高燒結(jié)礦質(zhì)量和設(shè)備安全運(yùn)行。