呼建軍

（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司，天津 300301）

[摘 要] 燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率直接關(guān)系到高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)影響到高爐的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。2020年天津鋼鐵集團(tuán)有限公司360m² 燒結(jié)機(jī)大修后，燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了明顯提高,但由于360m² 燒結(jié)機(jī)的混勻礦是由原料配料室直供，造成燒結(jié)混合料成分穩(wěn)定性差、燒結(jié)成品礦堿度波動(dòng)大，已影響到高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定。本文對(duì)影響 360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的因素進(jìn)行了分析，確定了影響燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的原因，并提出了工藝改進(jìn)措施。通過(guò)提高原、燃料成分穩(wěn)定性、降低混勻配料工序混勻礦成分波動(dòng)、降低燒結(jié)配料工序燒結(jié)混合料堿度波動(dòng)等工藝措施的實(shí)施，360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率顯著提高。

[關(guān)鍵詞] 燒結(jié)礦；混勻礦；燒結(jié)混合料；堿度；穩(wěn)定率

0引言

燒結(jié)礦是高爐冶煉的主要原料，在高爐入爐料中占比達(dá)到 70%～80%，燒結(jié)礦質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到高爐生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定。高爐對(duì)入爐燒結(jié)礦質(zhì)量要求不僅包括品位高、強(qiáng)度高、粉末少、粒度組成合理等，而且對(duì)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率也有嚴(yán)格的要求。燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率對(duì)高爐的產(chǎn)量、鐵水質(zhì)量、生產(chǎn)順行以及造渣制度都有著重要的影響，燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)會(huì)引起高爐爐溫和造渣制度的不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致高爐懸料或崩料，最終導(dǎo)致焦比升高，生鐵產(chǎn)量降低^[1] 。國(guó)內(nèi)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率每提高10%，高爐焦比降低1%，生鐵產(chǎn)量 提高 1.5%。天津鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)天鋼）360m²燒結(jié)機(jī)主要是為 3200 m³高爐提供燒結(jié)礦，2020 年 360m² 燒結(jié)機(jī)經(jīng)過(guò)大修改造和升級(jí)后，燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了明顯提高，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率達(dá)到了85%左右，但與國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)相比還有差距。隨著高爐產(chǎn)能的不斷釋放，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率對(duì)高爐的影響逐漸顯現(xiàn)。因此，需要進(jìn)一步提高 360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率，為 3200m³高爐順產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)創(chuàng)造條件。

本文對(duì)影響 360m²燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的因素進(jìn)行了分析，確定了影響燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的原因，結(jié)合 360m² 燒結(jié)機(jī)混勻礦供給情況，提出了相應(yīng)的工藝調(diào)整措施，并對(duì)措施實(shí)施效果進(jìn)行了總結(jié)。

1 影響燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的因素分析

燒結(jié)礦的堿度是指燒結(jié)礦中堿性氧化物與酸性氧化物的比值，鋼鐵企業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)通常采用二元堿度（CaO/SiO₂ ）。燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率為燒結(jié)礦堿度合格的檢驗(yàn)樣品數(shù)量占總檢驗(yàn)樣品數(shù)量的比值，以百分比表示。從燒結(jié)礦二元堿度公式來(lái)看，燒結(jié)礦堿度主要受 SiO₂和 CaO兩個(gè)成分因素的影響，所以燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的提高也就是燒結(jié)礦 SiO₂ 和CaO成分穩(wěn)定率的提高。

影響燒結(jié)礦 SiO₂和 CaO 成分穩(wěn)定性的因素包括：入廠原、燃料成分的穩(wěn)定性，混勻配料工序混勻礦成分的穩(wěn)定性和燒結(jié)配料工序各物料的配比穩(wěn)定性等。因此，要提高 360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度的穩(wěn)定率，就要從入廠原、燃料成分控制，原料場(chǎng)混勻配料以及燒結(jié)配料等方面進(jìn)行綜合治理。

2 提高燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的措施

2.1 提高入廠原、燃料成分的穩(wěn)定

2.1.1 加強(qiáng)入廠原、燃料成分檢測(cè)

360m² 燒結(jié)機(jī)混勻礦配料以澳礦、巴西礦和國(guó)產(chǎn)精礦粉為主，再配加高爐返礦、堿性熔劑、燃料以及各類(lèi)循環(huán)料。由于物料來(lái)源復(fù)雜、品種多，因此各種原料的 SiO₂和 CaO含量差異較大，同時(shí)每種原料自身的SiO₂含量波動(dòng)也比較大，這對(duì)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的提高帶來(lái)了很大的困難。為此，天鋼全面加強(qiáng)了各種入廠原、燃料成分的檢測(cè)和把控，為混勻礦配料和調(diào)整提供了真實(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)對(duì)料場(chǎng)物料實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，隨時(shí)掌握入廠原、燃料成分變化趨勢(shì)，提前預(yù)判和調(diào)整混勻礦配料結(jié)構(gòu)，降低入廠原、燃料成分波動(dòng)對(duì)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的影響。

2.1.2 穩(wěn)定燒結(jié)混勻礦配料結(jié)構(gòu)

360m² 燒結(jié)機(jī)所用鐵礦主要包含進(jìn)口協(xié)議鐵礦和港口采購(gòu)的鐵礦。為了穩(wěn)定燒結(jié)混勻礦配料結(jié)構(gòu)，依據(jù)協(xié)議礦種的來(lái)料周期和來(lái)料量，確定燒結(jié)混勻礦配料結(jié)構(gòu)中主要礦種的配比，再根據(jù)市場(chǎng)變化和生產(chǎn)情況，從港口合理選擇能夠降低燒結(jié)礦生產(chǎn)成本的物料，最大限度地穩(wěn)定燒結(jié)混勻礦配料結(jié)構(gòu)和堿度。

2.1.3 加強(qiáng)原料場(chǎng)管理

根據(jù)入場(chǎng)物料的種類(lèi)、產(chǎn)地、成分、進(jìn)料量等，實(shí)行嚴(yán)格的分類(lèi)堆存制度，并對(duì)各種物料實(shí)施掛牌管理，標(biāo)明各種物料的名稱(chēng)及重要參數(shù)，防止物料錯(cuò)堆、錯(cuò)取；對(duì)兩種成分差異大的物料采取分區(qū)域堆放，同時(shí)避免兩種物料在交界處混堆；在日常生產(chǎn)過(guò)程中，不定期對(duì)料場(chǎng)物料的堆放情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，從管理方面提高入場(chǎng)物料成分的穩(wěn)定性。

2.2 降低混勻配料工序混勻礦成分波動(dòng)

目前，對(duì)燒結(jié)用各種含鐵物料進(jìn)行中和混勻是一種主要的生產(chǎn)模式，但由于受含鐵物料供料模式和設(shè)備狀況等原因制約，360m² 燒結(jié)機(jī)的混勻礦供料模式只能采用原料配料室直供的模式。此種供料模式由于各種含鐵物料配料后未經(jīng)過(guò)中和混勻而直接送入燒結(jié)混勻礦倉(cāng)，造成混勻礦成分不穩(wěn)定，混勻礦中 SiO₂和 CaO 成分波動(dòng)性大，最終導(dǎo)致燒結(jié)礦堿度波動(dòng)大。為此，制定了一系列工藝改進(jìn)措施：

（1）嚴(yán)格執(zhí)行原料配料室各配料秤定期校驗(yàn)制度，增加重點(diǎn)物料配料秤的校驗(yàn)頻率，提高原料圓盤(pán)給料機(jī)下料的穩(wěn)定性，降低混勻礦的成分波動(dòng)。

（2）控制原料配料室各物料的倉(cāng)位在合理范圍內(nèi)，執(zhí)行高倉(cāng)位交班，避免因倉(cāng)位低而出現(xiàn)下料不穩(wěn)定的情況。

（3）降低轉(zhuǎn)爐污泥等黏性大的物料對(duì)燒結(jié)混勻礦成分均勻性的影響。轉(zhuǎn)爐污泥水分大、黏性高、不易混勻，故原則上將轉(zhuǎn)爐污泥放在另一臺(tái)可以使用混勻大堆的燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行配加，若另一臺(tái)燒結(jié)機(jī)無(wú)法完全消化，則剩余部分在360m² 燒結(jié)機(jī)上使用，而且在使用時(shí)要加大轉(zhuǎn)爐污泥與高爐返礦的機(jī)械混合力度，以降低因轉(zhuǎn)爐污泥混合不均對(duì)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的不良影響。圖 1 為轉(zhuǎn)爐污泥與返礦機(jī)械混合前后對(duì)比情況。

2.3 降低燒結(jié)配料工序混合料堿度波動(dòng)

2.3.1 提高生石灰的燒結(jié)強(qiáng)化作用

360m² 燒結(jié)機(jī)的熔劑主要為生石灰和菱鎂石，而燒結(jié)混合料中CaO主要來(lái)源于生石灰，所以生石灰 CaO 含量波動(dòng)是燒結(jié)混合料中 CaO 含量波動(dòng)的主要原因。燒結(jié)生產(chǎn)對(duì)生石灰的質(zhì)量要求是：CaO含量高且穩(wěn)定、活性度高、生燒過(guò)燒率低。如果生石灰 CaO 含量波動(dòng)性大、生燒過(guò)燒嚴(yán)重，會(huì)給生石灰的配料計(jì)算帶來(lái)影響，在生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦時(shí)，隨著生石灰用量的增加，燒結(jié)混合料中CaO的含量會(huì)更加難以控制，從而影響燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率。此外，當(dāng)生石灰消化不完全時(shí)，熱量利用和黏附效果會(huì)變差，強(qiáng)化制粒作用將不能被充分發(fā)揮出來(lái)，且容易在燒結(jié)混合料中形成偏析，影響混合料的成分穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)影響燒結(jié)過(guò)程的透氣性，降低燒結(jié)的垂直燒結(jié)速度，進(jìn)而影響燒結(jié)生產(chǎn)效率。

360m² 燒結(jié)機(jī)使用的生石灰包括自產(chǎn)生石灰和外購(gòu)生石灰，其中自產(chǎn)生石灰質(zhì)量較好，CaO 含量和活性度均較高且穩(wěn)定，而外購(gòu)生石灰由于廠家較多，質(zhì)量參差不齊，自身消化性能不一，且CaO含量差異大，混配使用后不利于燒結(jié)混合料堿度的控制。為了降低生石灰成分、性能波動(dòng)對(duì)燒結(jié)混合料堿度的不良影響，進(jìn)行了工藝調(diào)整和改善。

（1）在燒結(jié)配料室生石灰倉(cāng)下料點(diǎn)后方增加噴淋水管裝置，提前對(duì)生石灰進(jìn)行預(yù)消化，延長(zhǎng)生石灰的消化時(shí)間，改善生石灰的消化效果，降低生石灰未消化的“白點(diǎn)”對(duì)燒結(jié)礦堿度的影響。

（2）對(duì)不同廠家的外購(gòu)生石灰進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)消化實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表1），根據(jù)消化實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果，采取優(yōu)勝劣汰的原則，選用消化性能良好廠家的生石灰，以提高燒結(jié)混合料堿度的穩(wěn)定性。

（3）將自產(chǎn)生石灰和外購(gòu)生石灰進(jìn)行分倉(cāng)存儲(chǔ)，盡量避免混倉(cāng)，以降低因自產(chǎn)生石灰和外購(gòu)生石灰成分差異造成的燒結(jié)礦堿度波動(dòng)^[2] 。

2.3.2 提高燒結(jié)配料室圓盤(pán)給料機(jī)下料精度

制定燒結(jié)配料室圓盤(pán)給料機(jī)定期校秤制度，降低圓盤(pán)給料機(jī)下料量的波動(dòng)。在中控制室設(shè)聲光報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)配料室各料倉(cāng)下料量出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，會(huì)有聲光提醒，而且會(huì)重點(diǎn)關(guān)注生石灰倉(cāng)的下料情況，出現(xiàn)波動(dòng)及時(shí)查找原因并調(diào)整，避免引起燒結(jié)礦CaO含量波動(dòng)。

2.3.3 燒結(jié)配料倉(cāng)倉(cāng)位控制

控制燒結(jié)配料倉(cāng)倉(cāng)位在合理范圍內(nèi)，特別是熔劑倉(cāng)倉(cāng)位，嚴(yán)格執(zhí)行高倉(cāng)位交班，避免因低倉(cāng)位造成下料出現(xiàn)波動(dòng)的情況。

2.3.4 穩(wěn)定燒結(jié)配料返礦配比

返礦是燒結(jié)混合料成球的主要核心來(lái)源，在燒結(jié)配料中的占比較大，同時(shí)由于返礦的堿度和燒結(jié)混合料的堿度不同，返礦配加量波動(dòng)較大時(shí)，燒結(jié)礦堿度也會(huì)隨之發(fā)生較大變化，為此，根據(jù)生產(chǎn)狀況和返礦倉(cāng)倉(cāng)位的變化，及時(shí)調(diào)整返礦的配比，同時(shí)避免大比例的調(diào)整。

2.3.5 統(tǒng)一燒結(jié)配料四班操作

加強(qiáng)崗位培訓(xùn)，統(tǒng)一四班操作，降低交班過(guò)程的生產(chǎn)波動(dòng)。生產(chǎn)班組要嚴(yán)格執(zhí)行燒結(jié)生產(chǎn)十六字操作方針“穩(wěn)定水碳，鋪平燒透，以風(fēng)為綱，嚴(yán)控終點(diǎn)”，使燒結(jié)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 效果分析

通過(guò)開(kāi)展提高 360m²燒結(jié)堿度穩(wěn)定率項(xiàng)目的研究，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率有了顯著的提高。燒結(jié)堿度穩(wěn)定率由 84.50% 提高至 95.71%，最高單月達(dá)到了 99% 以上。燒結(jié)礦質(zhì)量也得到了明顯改善，燒結(jié)礦各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比情況如表 2 所示。

燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)由 78.42% 提高至 79.37%，360m²燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)由 1.385 提高至 1.527，燒結(jié)礦年產(chǎn)量提高40萬(wàn)噸以上。

4 結(jié)語(yǔ)

為進(jìn)一步提高天鋼360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率，本文對(duì)影響 360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的因素進(jìn)行了深入研究，并結(jié)合 360m² 燒結(jié)機(jī)混勻礦供給情況，從360m² 燒結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)入廠原、燃料成分控制，原料場(chǎng)混勻配礦及燒結(jié)混合配料堿度控制等方面提出了工藝改進(jìn)措施。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過(guò)提高入廠原燃料成分穩(wěn)定性、降低原料場(chǎng)配料工序混勻礦成分波動(dòng)、降低燒結(jié)配料工序混合料堿度波動(dòng)等工藝改進(jìn)措施的實(shí)施，天鋼 360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦二元堿度穩(wěn)定率明顯改善，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)明顯提升。360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率由工藝改進(jìn)措施實(shí)施前的 84.5% 提高到實(shí)施后的 95.7%，達(dá)到了提高天鋼 360m² 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的預(yù)期目標(biāo)，為后續(xù)3200m³高爐進(jìn)一步增產(chǎn)、增效創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 傅菊英, 姜濤, 朱德慶 . 燒結(jié)球團(tuán)學(xué)[M]. 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社, 1996.

[2] 呼建軍.提高360m²燒結(jié)機(jī)成品率的研究[J].天津冶金,2021(06): 23-25.