雷建梅    周新宇

（山西建龍實業有限公司）

摘 要：轉鼓強度不僅是衡量燒結礦質量的重要指標，也是影響高爐生產的重要工藝參數，因此需要從改進生產技術，加強配料數據分析，加強操作等方面著手，提高燒結礦轉鼓強度。

關鍵詞：強度；溫度；實踐

0  前言

燒結礦的轉鼓強度是燒結生產和高爐冶煉的重要指標。它不僅受生石灰消化溫度、配碳量、燃料粒度、混合料水分、混合料溫度影響，而且還受料層厚度、燒結過程、配礦、燒結礦化學成份等的共同影響。山西建龍現有三臺燒結機，分別是198m²、265m²、360m²，年產燒結礦1060萬噸，分別為五座：兩座630 m³高爐、一座1080 m³高爐、一座1380 m³高爐和一座1680m³高爐提供燒結礦。所產燒結礦轉鼓指數平均值一般在74.7%，與同行業、同類型企業相比存在著一定的差距，燒結礦的返礦率基本維持在13～18%之間相對較高的水平，入爐燒結礦低溫還原粉化率也處于較高的狀態，使得高爐爐況一直達不到良好的狀態，影響了高爐的穩產、高產。為此，燒結技術人員圍繞提高燒結礦強度開展了技術攻關，以保障高爐冶煉強度的提高和穩產、高產。通過分析影響燒結礦強度提高的因素，提出了改進措施，燒結礦強度得到了提高，實現了高爐的穩產、順產。

2  影響燒結礦強度的因素及采取措施

（一）優化燃料分布與粒度組成

在眾多的影響因素中，燃料配比的大小影響最大，FeO的含量與配碳量大小呈正相關關系。在通常的情況下，增加燃料用量，料層中燒結溫度升高，還原氣氛加強，有利于FeO的生成，形成的鐵橄欖石粘結相就越多，可提高燒結礦強度。但是如果FeO含量過高，燒結礦的還原性將變差，會增加煉鐵燃料比，同時也會增加燒結燃料成本。在生產實踐中，燒結過程中的最高溫度不僅取決于燃料粒度的大小，還取決于原料粒度的大小，只有當燃料粒度與原料粒度相適宜時，也就是說只有燃燒速度和傳熱速度同步時，燒結溫度才最高，燃料消耗最少。

為降低燃料消耗，合理控制FeO含量，充分利用燃料的燃燒熱，提高燃料的利用率，針對原料條件合理選擇燃料粒度及其粒度分布至關重要。燃料燃燒產生的熱量是燒結過程需要熱量的主要來源，燃料粒度過大，在布料過程中容易造成燃料偏析，在混合料中分布不均。燃料粒度過細會造成燃料燃燒速度過快，垂直燒結速度過快，燃燒帶過窄，高溫持續時間短，液相數量生成不足。燒結過程中液相生成量與燒結礦轉鼓強度之間有著良好的線性關系，液相的增多有助于將混合料固結成塊而減少燒結散料，隨著液相生成量的提高，燒結轉鼓強度提高。燃料粒度的控制方面，我廠前期由于基本全富礦粉燒結，燃料粒度要求≥5mm粒級含量＜20%，≤1mm的部分＜35%，隨著精粉比例的提高，對工藝也進行了相應的修改≥5mm粒級含量＜15%，≤1mm 的部分＜25%，1-3mm 粒級的數量明顯提高了，達到了48.54%。燃料粒度發生變化后，在原料組成不變的情況下，轉鼓強度由74.7% 提高到了75.8%，轉鼓強度提高了1.1%。表1和表2中可以看出我廠燃料粒度組成變化后對轉鼓強度的影響。

表1：2018年度燃料粒度情況及各指標

表2：2019年度燃料粒度情況及各指標

從表 1 可以看出，2018年度所用燃料粒級-3mm 占72.62%，-1mm粒級占33.77%，1-3mm粒級占38.85%，轉鼓強度為74.7%。從表2可以看出，2019年度燃料粒級-3mm占73.25%，-1mm粒級占24.71%，1-3mm粒級占48.54%，轉鼓強度75.8%。

（二）優化生石灰消化工藝，提高制粒效果

在燒結過程中生石灰不只是用來調節燒結礦的堿度。生石灰在加水消化過程中會放出大量的熱，消化后的生石灰在與各種鐵料、燃料等混合后，釋放出的熱量會傳遞給這些原料，提高了混合料的整體料溫，在春秋季生石灰帶來的溫度可以提高整體料溫15—23攝氏度，為了提高生石灰的消化速度，有在螺旋給料機內加熱水，有在配料大皮帶生石灰下料處加熱水，不僅明顯的提高了生石灰的消化速率，縮短了消化時間，確保了生石灰在混勻過程中更容易的與其他原料均勻的混合在一起，而且混合料在經過蒸汽的預熱之后，混合料溫度可以達到65度，能夠有效的消除燒結過程的過濕層，提高燒結過程的透氣性，為進一步提高布料厚度創造了有利條件。

生石灰還能提高混合料的制粒效果，增加混合料的透氣性。制粒是混合料中水分和粘結劑黏附粗顆粒長大的過程。因此，黏附粉與核顆粒相對比例、黏附粉的性質、黏結劑用量和性質是影響制粒的關鍵因素。混合料中生石灰配比從5.5%提高到6.5%時，在主抽風門開度相同的條件下，燒結過程的負壓由-14.9KPa降至-13.7KPa，負壓降低了8.05%，燒結過程的風量由575km³/h提高到638km³/h ，風量增加了10.96%，這說明料層的透氣性顯著增加了。這不僅提高了燒結過程的垂直燒結速度，促進了燒結過程的順利進行，也為穩定燒結過程、提高燒結礦強度打下了基礎。

（三）優化原料結構，改善原料粒度組成

目前，燒結生產的原料結構主要是外購富礦粉配加鋼污泥、磁選粉等雜料，原料品種多、成份不穩定、含鐵品位低，使得混合料粒度和成份也變得不穩定，尤其是引起燒結礦生產中鐵酸鈣數量的降低，致使燒結礦強度降低。原料結構品種多，受原料庫存場地的限制，每批混合料的原料消耗不一致，導致混合料的一次配比不斷調整，混合料的粒度組成不合理、成份不穩定、性能差異大，嚴重影響了燒結礦強度的穩定和提高。

結合實際生產情況，針對外購富粉的品種和粒級開展研究，增加一定量的精礦粉 （比例約20%左右），相對減少了雜料的配加，使混合料粒度組成趨于合理，在經混合機混合造球后，混合料的粒度組成明顯改善，見表 3。

表3：燒結混合料粒度組成

由表3可看出，混合料中粒級大于8 mm部分為15.45％，比措施前 30.25％降低了 14.80%。通過優化混合料結構，增加精粉率，改善混合料粒度組成，為厚料層燒結打下基礎，保證了燒結礦強度的提高。

（四）合理、穩定的返礦配比與返礦粒度

各個高爐的返礦產出量不穩定，使得燒結返礦配比不斷調整，返礦的使用量變得不均衡，從而造成混合料粒度不穩定。受高爐槽下篩分設備等因素影響，返礦粒度也不穩定，同樣影響著混合料粒度的大小。只有穩定高爐返礦量和粒度大小才能有效改善混合料的粒度組成，保證燒結礦的轉鼓強度。

內返礦在重新配料過程中作為制粒過程中的核顆粒，它的配入量有著較為重要的作用，在實踐生產過程中控制好內返礦的配比和內返倉位控制，不僅有利于燒結礦質量的穩定，而且有利于生產過程的穩定，為實現低碳、厚料層的操作創造了有利條件。對內返礦倉位控制管理和返礦配比制定嚴格的管理規定，要求返礦倉位控制在三分之一到二分之一之間，內返礦配比每次調整不超過3%，時間間隔不低于1小時。通過嚴格的管理，不僅穩定了內返礦配比，為混勻料提供了較多的熱量，也穩定了制粒過程的核顆粒數量，提高了制粒過程的粒度的均勻性，從而保證了布料后燒結過程的穩定與燒結礦質量的提高。

（五）采用低碳、厚料層、控制好燒結熔融區成礦過程

燒結過程在熔融區成礦過程主要包括固相反應、液相生成、冷卻結晶三個階段，其中液相反應是成礦的基礎，所以在整個燒結過程中液相數量是影響燒結礦強度的重要因素。采用厚料層燒結過程，不僅增強了料層內部的自動蓄熱能力，提高了燃燒帶高溫保持時間，更加充分的促進了液相數量的生成和增加液相固相結晶時間，降低了玻璃質的數量，在一定程度上增加了燒結礦的強度，而且由于蓄熱作用還降低了燃料的配比，降低了燒結礦的單耗，不僅降低了成本，也在節能減排方面做出了貢獻。

表4 2020年度布料厚度和轉鼓

通過此表可以看出來在料層厚度增加之后轉鼓強度方面有了比較大的提升，為高爐的穩定順行提供了一定的基礎。

3  結束語

1、降低燃料中>5mm粒級含量，增加-3+1mm粒級含量，優化了燃料粒度組成，有效地提高了燒結礦轉鼓強度，降低了燒結燃料成本（約1.2kg燃料消耗），改善了燒結礦還原性（RI指標提高了3%），降低了高爐燃料比。

2、通過提高生石灰配比與改進加水方式，不但縮短消化時間，而且提高了混合料溫度與制粒效果，有效地消除了燒結過濕層，為穩定燒結過程、提高燒結礦強度打下了基礎。

3、以外購富礦與本地精礦相結合的配料結構，適量消化各種含鐵物料，經過不斷的優化，有效地改善了混合料的粒度組成，為燒結過程中鐵酸鈣相體的形成創造了有利條件。同時，在穩定混勻料粒度和成份的同時，結合實際生產情況合理調整工藝參數，通過實踐，使燒結礦的轉鼓指數平均達到 75%以上，返礦率基本穩定在 15%以下，為高爐高產穩產提供了保證。

4、加強內返礦倉位管理與返礦配比的管理，內返配比調整不超過3%，且間隔時間要求在1小時以上；作為核顆粒，控制好返礦中>5mm粒級含量不超3%。

5、在生產實踐過程中不斷通過工藝技術的改革和操作方式、方法的完善，不僅提高了燒結礦的轉鼓強度、產量等指標，還降低了燒結礦的燃料單耗，為保護環境和促進燒結廠低耗生產提供了良好的經驗。