方 源，汪 晶，李健瑞，武萬明
(甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司 煉鐵廠，甘肅 嘉峪關 735100)
摘 要: 通過對酒鋼 3#燒結機現有參數進行分析、工藝設備優勢發掘，新式松料器、降低燒結機臺車邊緣效應裝置的應用及一次混合機加水位置、制粒方式的調整，將燒結過程向均質燒結靠近，實現了燒結成品率的提高、燒結礦冶金性能的改善。
關鍵詞: 混合機加水方式; 松料器; 邊緣效應; 燒結性能; 燒結礦冶金性能
1 引言
燒結礦成品率是燒結工序經濟技術指標的基礎，不考慮燒結礦成品率，燒結的燃耗、臺時、工序能耗等衡量指標都無從談起; 燒結礦冶金性能的改善是服務高爐，降低高爐冶煉成本的前提。因此，研究和分析燒結控制參數，并將提高燒結礦成品率和改善燒結礦冶金性能的參數有機結合，才是燒結工序效益最大化的根本途徑。
2 3#燒結機工藝背景
3#燒結機原工藝設計是生產酸性小球燒結礦，在一次混合機后配有強化混合料制粒的造球盤和燃料二次添加的圓筒滾煤機等工藝設備。2003 年以后，因高爐爐料結構變化需要，開始轉燒高堿度燒結礦，在此過程中不但強化混合料制粒后的產能優勢未發揮出來，燒結礦成品率反而較普通燒結機低，造成經濟技術指標低下。
3 存在問題
正常生產過程中，從燒結機機尾吊出臺車，如圖1 所示，通過對臺車上燒結礦斷面進行觀察、溯源分析，存在如下問題。
⑴燒結機斷面表層燒結礦由 3 ～ 5 mm 混合料顆粒組成，液相不足的燒結礦厚度約 150 mm，占到整個燒結礦斷面料層的 1 /4。
⑵燒結料層水平松料器松料桿所留斷面孔洞下方，存在多道豎直單體球帶，此帶燒結礦同樣表現為液相不足。
⑶燒結機臺車下部存在少量直徑＞20 mm 大球未能礦化，且有受壓變形現象。
⑷燒結機臺車兩側受邊緣效應的影響，混合料成礦差，嚴重時存在臺車兩側混合料點不著火的情況。
綜上分析，3#燒結機不但沒有將系統特有工藝設備優勢發揮出來，還因參數選擇問題對燒結礦成品質量造成了負面影響。
4 問題分析及應對措施
4．1 燒結礦表層強度差分析
斷面表層燒結礦強度差。分析為造球盤制粒在高堿度燒結礦生產中能力過剩，混合料中 0 ～ 3 mm含量較低，布料過程中有限的固體燃料在燒結機垂直斷面上被拉得過于分散［1］。
4．2 提高表層強度措施
⑴適當降低一次混合機水分，在制粒過程中部分混合料經造球盤制粒、部分混合料采取不經造球直溜的方式，共同進入滾煤機，借助滾煤機余熱蒸汽冷凝水進行二次制粒，確保燒結混合料合理粒級差，同時降低混合料水分。
⑵增配部分對其它燒結機混合料制粒有負面作用的高爐酸性返礦，弱化混合料制粒，降低混合料濕容量; 適當降低固體燃料粒度，匹配混合料粒度的變化，同時避免燃料粒度偏大造成熱量在料層中無序富集。
⑶摸索燒結機七輥布料器轉速、角度，實現燃料分布的合理性，即燒結機表層燃料適當富集，提高表層燒結礦強度，同時給料層自動蓄熱提供熱源; 中下部燃料分布要充分考慮料層的自動蓄熱作用，達到料層上部、中部、下部所產生的熱量基本一致，改善燒結礦質量［2］。
4．3 松料器下方物料液相不足分析
燒結機水平松料器松料桿采用 Φ25 mm 普通鋼管，混合料布料過程中，松料管上粘料后直徑變大，混合料流被松料桿分開后，會在松料桿正下方進行粒度重新分布，料流中大顆粒滾動快、在松料桿下部形成單體球帶，而固體燃料在小粒級混合料中比例較高，再加上大顆粒單體球在燒結過程中不易熔化，借助高溫表面軟化后形成強度差的點狀粘結。
4．4 改善松料器下方物料液相措施
將 Φ25 mm 松料桿改為 Φ16 mm 不銹鋼松料桿，在松料器框架上加裝振動器，定期清理松料桿粘料; 考慮改造后料層透氣性變化，適當增加松料器松料桿的密度，減少松料桿對混合料分布的擾動［3］。
4．5 混合料中大球產生分析
使用的原料以細磨精礦為主，占比高達 60% ～ 70%; 在使用傳統圓筒混合機混勻時效果差，混合料各組分不均勻，在制粒過程中形成大顆粒生球。混合料生球受壓變形則是燒結過程中“過濕”現象嚴重、未采用低負壓點火及燒結的原因。
4．6 降低混合料大球措施
⑴改變一次混合機加水位置，由混合機進料端加水改為出料端加水，增加混合料各組份的均勻性，部分消除“大球”的形成機理; 混合料各組分充分的混勻能在燒結過程中促進混合料礦化、改善燒結性能;
⑵控制點火器下部風箱開度，實行低負壓點火。
4．7 臺車邊緣效應分析
燒結機臺車邊緣因布料過程中單體球富集等原因，產生的熱量低; 在抽風燒結過程中風速過快、熱量損失大，造成燒結液相不足甚至點火困難［4］。
4．8 改善臺車邊緣效應措施
⑴適當降低臺車兩側鋪底料厚度，相應增加兩側混合料厚度。
⑵調整七輥布料器兩側擋板位置，減少臺車邊緣混合料布料時單體球富集。
綜合上述問題分析、應對措施及生產現場實際情況，決定采取如下技術措施對 3#燒結機進行提質降耗攻關。
5 具體實施
⑴配料室增配 5%高爐酸性返礦，采取 50%混合料參加造球盤制粒、50%混合料不經過制粒共同進入滾煤機; 燒結混合料水分、粒度變化見表 1。經調整后，在混合料水分降低 0．35%的同時，混合料生球粒級差明顯增大。
適當降低固體燃料粒度，固體燃料粒度降低前后對比見表 2。
由表 2 可以看出: 燃料粒度降低后，＞ 5 mm 部分顯著降低，相應的 0 ～ 3 mm 部分相應增加，與增大粒級差后的混合料粒級變化趨勢一致。
經過七輥布料器角度適當上調，燒結機表層燃料增加，在燒結機混合料斷面上分三層、九點取樣，化驗固定碳含量見表 3。
表3 對比分析表明燒結混合料粒級差增大后，借助七輥布料器調整的作用，燒結料層上部固定碳含量明顯上升，且與中部、下部混合料含碳量差異增大，在滿足上部混合料燒結所需熱量的同時，給中下部混合料自動蓄熱提供了熱源。
⑵燒結機水平松料器松料桿由 Φ25 mm 普通鋼管改為 Φ16 mm 不銹鋼棒，由單排 13 根松料桿增加為 17 根; 在松料器框架上加裝振動器。如圖 2、圖 3所示。
改造后的振動式不銹鋼松料桿有直徑小、不粘料的優點，松料桿數量的增加確保了料層的透氣性;直徑小的松料桿在布料過程中對混合料分布的擾動作用降低，燒結料層混合料粒度分布更加合理。
⑶如圖 4 所示: 將混合機加水位置由傳統的進料端一段加水，改為出料端二段加水，使混合料在水分較小的前提下進行混勻，提高混勻效果。特別是在水分大、粘性高的細磨精礦為主要原料時顯得尤為必要。
調整燒結機點火器下風箱開度，調節爐膛內負壓約-100 Pa，與降低混合料水分減少過濕共同作用，改善料層原始透氣性及燒結過程中的透氣性。
⑷如圖 5 所示: 借助改型后的燒結機鋪底料刮板，降低臺車邊緣鋪底料厚度，相應增加混合料厚度［4］。
將七輥布料器兩側擋板外擴，減少混合料分布過程中燒結機臺車邊緣單體球聚集; 盡可能減少邊緣效應，改造前后臺車邊緣情況如圖 6、圖 7 所示。
上述技術措施經實踐后，燒結機料層負壓顯著降低、燒結機料層得以增加，燒結機尾部斷面情況有較明顯改觀，如圖 8 所示。
燒結礦成品率、燒結礦冶金性能等經濟技術指標有顯著提高，見表 4。
6 結語
⑴通過研究及實踐，3#燒結機系統可實現均質燒結的優勢，是酒鋼 3 #燒結機提質增效的有效途徑。與國內同規模單臺燒結機技經指標相比，利用系數( 1．64 t /m2 ·h) 較為先進，部分改進項目已經在本部其它燒結機推廣應用。
⑵提質降耗是燒結機生產永恒的主題，此攻關項目內容的實施將為酒鋼集團后期燒結機工程建設項目的快速達標提供可借鑒的技術經驗，可推廣應用到燒結行業。
⑶一次混合機加水位置由進料端變為出料端，又一次驗證了酒鋼在混合料混勻、制粒工藝上存在缺陷，可在今后的燒結項目建設中優先考慮應用強混機。
⑷松料器技術改造、降低臺車邊緣效應改造、可控增加混合料粒級差方法等普遍適用于精礦燒結工藝，可供使用粒度偏細、粘性大的鐵精礦原料燒結兄 弟廠家借鑒。
參考文獻:
［1］ 黃柱成，江 源，毛曉明，等．鐵礦燒結中燃料合理分布研究［J］．中南大學學報( 自然科學版) ，2006( 05) : 884-890．
［2］ 周江虹，章裕東，黃世來，等． 燒結過程風量合理分布實驗研究［J］． 燒結球團，2021，46( 01) : 7．
［3］ 梁德蘭． 燒結礦固結機理的微型燒結實驗方法研究［C］． 全國煉鐵精料學術會議． 1996．
［4］ 唐賢容，張清岑． 燒結理論與工藝［M］． 長沙: 中南工業大學出版社，1992．