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改善烧结混合料透气性的途径探析
周文胜，王梅菊
（宝钢集团八钢公司制造管理部，新疆乌鲁木齐）
摘要：文章以八钢炼铁厂烧结分厂在年9月混合料透气性变差恢复生产为例，简要分析了影响烧结混合料透气性的主要因素，提出今后生产中预防混合料透气性变差的措施，以改善和稳定烧结生产条件，提高烧结矿产量，满足高炉用矿需求。
关键词：烧结；混合料透气性；配矿；制粒
八钢炼铁厂烧结分厂生产装备有2台m2+1台m2烧结机，为3座m3高炉+1座欧冶炉+1座m3富氢碳循环高炉供应碱性烧结矿，实现以高碱度烧结矿为主，配加酸性球团矿和少量生矿的炉料结构。近年来，随着八钢炼铁生产规模和能力不断提高，在现有条件下，进一步提升和稳定入炉烧结矿比例，降低铁水成本，对烧结系统提高烧结矿产量提出更高要求。在烧结生产控制中，影响烧结产量的因素很多，如原料质量、烧结料层透气性、操作水平等，文章着重探析烧结混合料透气性对烧结生产的影响，以改善和稳定生产条件，提高烧结矿产量，满足高炉用矿需求。
1混合料透气性对烧结的影响
烧结混合料透气性反映了固体散料层允许气体通过的难易程度，它是决定烧结垂直烧结速度及烧结机产量的一个重要的状态参数，直接影响烧结过程顺利进行和能否获得良好的生产指标。
以年9月八钢烧结生产过程混合料透气性变化及调整为例。年7～8月受疆内新冠疫情冲击，对原料采购、运输及烧结生产组织带来负面影响，因铁精粉进厂量不足，导致混匀料日产量降低，而八钢生产系统每天产生的除尘灰等细灰料未减量，且当期需全部消纳完，其入混比例由5%~8%上升至10%~15%，经抽风烧结后部分灰料粘结在烧结机炉篦条缝隙之间，进入9月，烧结生产过程不稳定且指标呈下滑态势，9月10日之前平均日产仅为t，烧结机利用系数0.76t（/m2·h）。经调查诊断，认为烧结混合料透气性变差使烧结机炉篦条粘糊、出现过红矿是影响生产的关键问题，而造成透气性变差的主要因素是烧结性能较好的入烧矿采购难度增大，其使用比例降低，参混的除尘灰和烧结直配铁精粉比例升高导致原料结构变化大以及生产工艺操作控制不稳定。通过加大入烧矿进厂量及提高其使用比例、提高生产工艺操作控制水平、及时更换粘糊的炉篦条等措施，改善烧结混合料透气性，提高烧结生产率，至9月下旬烧结矿产量稳步提高，平均日产达到t，烧结机利用系数0.95t（/m2·h），之后烧结生产持续稳定。
2影响混合料透气性的因素
烧结混合料透气性与很多因素有关，如烧结原料粒度大小、含水量和碱金属含量，混合制粒效果，返矿与铁精粉比例，烧结机布料均匀性等。在烧结生产中，混合料透气性可以用气体通过料层的压头损失表示，通常以负压大小来衡量透气性，负压越高，料层透气性愈差，反之亦然。
3改善烧结混合料透气性的措施
3.1改善混合料粒度及组成
（1）规范烧结原料粒度要求。规范烧结生产用铁料、熔剂、燃料的粒度和成分质量要求，尤其是对粒度达不到技术标准要求的应加大质量整改力度，以改善烧结混合料的原始透气性。八钢烧结生产参与配料用含铁原料主要为混匀料，它由外购铁精粉、入烧矿和各种冶金返料在混匀料场中和混匀而成，由胶带输送机运至烧结配料仓；熔剂主要是生石灰，石灰石应急使用，要求进厂生石灰粒度≤3mm占90%以上，由专用罐车利用气力输送系统输入烧结配料仓。进厂石灰石粒度≤80mm，经破碎加工处理，≤3mm粒级由胶带机运至烧结配料仓；燃料主要是焦粉，要求进厂焦粉粒度0~25mm占90%以上，经细破碎处理，≤3mm粒级占80%以上，由胶带机运至烧结配料仓。
（2）采用较粗粒原料。在八钢烧结实际生产中，外购铁精粉粒度较细，一般＜目占85%以上，入烧矿粒度0~8mm，返矿是筛分烧结矿时粒度＜5mm的筛下产物，由于入烧矿和返矿粒度较粗，其颗粒成为湿混合料制粒时的核心粒子，因此，采用往铁精粉中增加入烧矿和返矿配入量等措施，可改善混合料透气性。但是对粗粒级入烧矿、返矿使用也应适当，若加入过量会降低烧结的结块性能，使烧结矿强度变坏，生产率下降。
3.2优化烧结配矿
（1）提高和稳定入烧矿比例。协调采购部门加大入烧矿寻源引进，提高入烧矿采购量，同时结合烧结矿生产计划、铁料消耗情况，在料场储备一定量入烧矿，为提高和稳定混匀料中入烧矿比例创造条件。八钢生产实践表明，通过提高入烧矿进厂量及稳定供应，使混匀料中入烧矿比例由6%提高到12%，对改善烧结混合料透气性、提高烧结生产率效果明显。
（2）合理消纳含铁杂料。八钢烧结生产使用的冶金含铁废杂料有高炉瓦斯灰、除尘灰、轧钢氧化铁皮等，生产过程利用混匀料场功能，在混匀系统与铁料充分混匀参与配矿，以回收金属、降低生产成本。但因这些含铁废杂料粒度细、粘性强、亲水性差，尤其是部分除尘灰含K2O、Na2O、Pb、Zn等有害成分高，返回烧结生产循环使用会造成有害元素富集，通过对烧结机炉篦条上粘结物取样化验，其碱金属含量高达4.3%。因此，在八钢现有条件下，应合理调整和控制冶金含铁废杂料在烧结混匀料中配入比例和时机，通过对含碱金属等有害成分高的循环杂料阶段性外排或控制使用，引进开发钢铁厂尘泥综合利用新工艺、新方法，可从根源上避免给烧结生产造成严重危害。
3.3强化混合制粒效果
（1）控制好混合制粒水分。烧结原料混合制粒主要目的是将物料各组分均匀分布，以利烧结过程进行并保证烧结矿成分均匀稳定。在物料搅拌混合时，进行加水润湿和制粒，改善物料结构，从而增加烧结过程中料层的透气性。在八钢烧结实际生产中，一次混合制粒过程中除添加清水外主要配加炼钢污水，一混后物料水分一般控制6.5%~7.5%，原则上炼钢污水配加量为常量，通过清水管阀门调整稳定物料水分。二次混合制粒主要作用是对经一次混合制粒润湿、混匀后的物料进行强化制粒，在制粒过程中还需要补充一定水分以满足烧结生产的需要，经制粒机后物料水分通常控制在7%~8%，且物料水分稳定保持时间越长越好，以减少对生产的影响。
（2）提高生石灰消化能力。在烧结过程中，混合料中作为熔剂配加的生石灰打水消化后，形成粒度极细的消石灰胶体颗粒，易聚集水分，并产生必要的毛细引力，把混合料颗粒聚集起来形成小球，使物料保持良好透气性。在一定的原料设备条件下，生石灰的加入量存在着最佳值，一般范围控制在4%~7%，各生产厂由于烧结原料结构不同，最佳的生石灰配用量也有所不同，配入过少强化制粒作用不明显；配入过多会增加混合料在烧结过程中局部过熔的机会，易形成薄壁大气孔结构，破坏制粒小球强度。
3.4强化烧结操作与控制
（1）抓好培训，提高操作水平。多频次、多层面培训烧结中控工，提高其操作水平，优化工艺技术和操作制度，完善对烧结生产过程中焦粉粒度、混合料水分、配碳量、烧结终点等关键工艺参数内容的管控，强化烧结布料工艺，改善点火后烧结过程中混合料的热态透气性，避免出现过红矿，尤其是强化加水、配料及风量控制的自动化水平，减少生产波动。
（2）抓好生产过程监控。在烧结生产中，当烧结混台料透气性发生变化时，烧结机风箱负压、烟道负压能比较清楚地反映这种变化。我厂在未装备透气性测定仪的条件下，操作人员利用风箱负压观察法、烟道负压观察法，加强对表现透气性特征的操作参数进行观察和判断，并以此为依据及早采取相应措施进行调整和控制，稳定透气性和烧结生产。
3.5改进与完善设备功能精度
改进设备及提高功能精度是改善烧结混合料透气性的有效措施之一，可采取的手段有合理改造风箱设备，提高烧结抽风机能力；梳理及实施烧结系统漏风治理检修项目，降低漏风率；维护好烧结机十一辊和十三辊布料器辊子、减速机等关键部件，保证其均匀布料功能等。
4结语
改善混合料透气性是确保烧结工序高效生产的一个关键环节，在优化原料条件和烧结配矿的同时，应努力提高烧结工艺操作水平和生产控制自动化程度，完善设备功能精度，实现各种操作参数准确检测并自动控制，从而减少混合料透气性的波动因素，不仅能有效提高烧结矿产量，而且可减轻烧结机上冷却不均匀造成的局部红矿，有利于提高烧结矿质量和设备安全运行。
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