青鋼降低高爐槽下燒結(jié)返礦率生產(chǎn)實(shí)踐

楊小建，孫志成，王東

（青鋼集團(tuán)銀鋼煉鐵有限公司，山東青島 266043）

節(jié)能減排

青鋼降低高爐槽下燒結(jié)返礦率生產(chǎn)實(shí)踐

楊小建，孫志成，王東

（青鋼集團(tuán)銀鋼煉鐵有限公司，山東青島 266043）

2013年初青鋼高爐槽下燒結(jié)返礦率達(dá)210 kg/t，鐵水成本明顯增加。為此，青鋼煉鐵公司從配礦結(jié)構(gòu)、燒結(jié)礦堿度及熔劑質(zhì)量、料層厚度、點(diǎn)火溫度、燒結(jié)工藝、篩分系統(tǒng)等方面進(jìn)行改進(jìn)，采取優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)、適當(dāng)提高燒結(jié)礦堿度和穩(wěn)定熔劑質(zhì)量、提高點(diǎn)火溫度、改進(jìn)燒結(jié)生產(chǎn)工藝、加強(qiáng)高爐槽下篩分管理等措施，使燒結(jié)礦強(qiáng)度提高了5%，燒結(jié)返礦率下降了17%，年降低費(fèi)用1 179.36萬元。

高爐；燒結(jié)礦；返礦率；燒結(jié)

1 前言

青鋼集團(tuán)銀鋼煉鐵有限公司2012年共生產(chǎn)燒結(jié)礦473萬t，但燒結(jié)礦粒度組成較差，高爐槽下燒結(jié)返礦率較高，2013年年初高爐槽下返礦率達(dá)210 kg/t，較高的燒結(jié)返礦率不僅提高了燒結(jié)礦的成本，還對(duì)高爐爐況的順行產(chǎn)生了一定的影響。為此，青鋼從影響高爐槽下返礦率的各個(gè)因素著手，進(jìn)行一系列的優(yōu)化改造，使燒結(jié)礦強(qiáng)度大幅度提高，高爐槽下返礦率明顯降低。

2 原因分析

2.1 配礦結(jié)構(gòu)變化頻繁

青鋼燒結(jié)生產(chǎn)所用的礦粉全部為進(jìn)口礦粉，以巴西粉、澳粉、印度粉為主，另外還有馬來粉、印尼粉、沙特粉、朝鮮粉、伊朗粉等，品種多、貨源不穩(wěn)定，造成燒結(jié)變料頻繁，很難在一個(gè)階段維持相同的原料結(jié)構(gòu)，燒結(jié)礦質(zhì)量時(shí)常出現(xiàn)波動(dòng)。由于礦粉價(jià)格的持續(xù)上漲，采購的礦粉以市場現(xiàn)貨為主，采購總體數(shù)量少，可供選擇的余地較窄，給配礦帶來較大被動(dòng)，對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量影響較大。

2.2 熔劑有效成分不穩(wěn)定

2013年1月，燒結(jié)礦堿度中值僅為1.85，燒結(jié)礦粘結(jié)相中鐵酸鈣液相數(shù)量較少，燒結(jié)礦強(qiáng)度低。另一方面青鋼燒結(jié)用熔劑全部外購，每月消耗熔劑近50 000 t，熔劑供應(yīng)緊張，購買的廠家比較多，有效成分低而且不穩(wěn)定，這不僅使熔劑消耗上升，而且造成燒結(jié)礦的成分尤其是燒結(jié)礦堿度波動(dòng)較大，使燒結(jié)礦強(qiáng)度降低，高爐槽下燒結(jié)返礦率升高。

2.3 厚料層燒結(jié)未能引起重視

燒結(jié)料層的厚薄對(duì)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度也有重要的影響。當(dāng)燒結(jié)料層薄時(shí)，由于燒結(jié)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較快，使燒結(jié)過程高溫保持時(shí)間短，固相反應(yīng)和液相的生成受到限制，必然導(dǎo)致燒結(jié)礦強(qiáng)度的降低。隨著燒結(jié)料層的加厚，在保持垂直燒結(jié)速度不變的情況下，因機(jī)速減慢，點(diǎn)火時(shí)間與高溫保持時(shí)間延長，混合料中的液相增多，有利于提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度。不僅如此，料層增厚還會(huì)使燒結(jié)礦層的自動(dòng)蓄熱作用得到充分發(fā)揮，燒結(jié)料的配碳量減少，燒結(jié)礦中FeO含量降低，改善了燒結(jié)礦的還原性。由于受傳統(tǒng)思想的影響，厚料層燒結(jié)的優(yōu)點(diǎn)一直未能引起足夠的重視，依然習(xí)慣采用薄料快轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)方式，產(chǎn)量雖有提高，但是燒結(jié)礦強(qiáng)度普遍較低。

2.4 燒結(jié)點(diǎn)火系統(tǒng)影響

青鋼燒結(jié)點(diǎn)火全部為高爐煤氣，與焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣相比，發(fā)熱值較低，盡管實(shí)行空氣、煤氣雙預(yù)熱的點(diǎn)火工藝，但高爐煤氣含塵高，運(yùn)行一段時(shí)間后部分換熱管堵塞，預(yù)熱爐高溫段空氣換熱器的部分換熱管燒破，點(diǎn)火溫度僅能達(dá)到1 050℃左右。點(diǎn)火溫度相對(duì)較低，料層表面成礦率極低，產(chǎn)生大量的返礦。

2.5 燒結(jié)工藝有待進(jìn)一步完善

燒結(jié)生產(chǎn)過程中水分不穩(wěn)定，小礦槽、泥輥、活頁門易粘料造成布料不均勻，松料器磨損嚴(yán)重，松料效果不理想，透氣性較差，很難實(shí)現(xiàn)厚料層燒結(jié)，燒結(jié)礦強(qiáng)度很難提高。

2.6 供料路線長

燒結(jié)成品倉與高爐原料倉距離較遠(yuǎn)，尤其是三燒，燒結(jié)礦在運(yùn)輸過程中經(jīng)過多條皮帶、多個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站，上下皮帶之間落差較大，最大落差超過6 m，燒結(jié)礦在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中既容易砸破下料溜槽又造成燒結(jié)礦破碎，因而高爐槽下燒結(jié)返礦率升高。

2.7 成品篩分效率底

現(xiàn)用篩板易堵塞，尤其是5 mm的篩板，運(yùn)行一段時(shí)間后，篩分效率明顯降低，＜5 mm的小粒級(jí)燒結(jié)礦進(jìn)入成品礦，因而高爐槽下燒結(jié)返礦率升高。

通過對(duì)高爐槽下返礦粒級(jí)測定，＞5 mm的燒結(jié)礦占25%，高爐槽下篩磨損嚴(yán)重，使大粒度燒結(jié)礦進(jìn)入返礦，這也是返礦率升高的原因之一。

3 改進(jìn)措施

3.1 改善原料質(zhì)量

1）針對(duì)青鋼進(jìn)口粉種類多、品種雜的特點(diǎn)，嚴(yán)格制定進(jìn)廠標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化過程管理，堅(jiān)決杜絕購買低品位、高雜質(zhì)的礦粉來降低成本，而應(yīng)適當(dāng)放寬礦粉的部分成分指標(biāo)，采購性價(jià)比高的礦粉。2）必須保證大宗礦粉（卡粉、PB、揚(yáng)迪粉）的供應(yīng)，成分相對(duì)穩(wěn)定，特別是SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4.5%。

3.2 適當(dāng)提高燒結(jié)礦堿度中值

燒結(jié)礦二元堿度的高低，對(duì)燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度影響較大。當(dāng)燒結(jié)礦中SiO2含量一定時(shí)，隨著二元堿度的提高，液相數(shù)量相應(yīng)增多，生成較多的復(fù)合鐵酸鈣粘結(jié)相［1］。試驗(yàn)證明，燒結(jié)礦不同堿度對(duì)復(fù)合鐵酸鈣的生成有一定影響，鐵酸鈣的生成隨堿度的提高而增加，當(dāng)堿度為l.8時(shí)，SFCA成為主要膠結(jié)相，數(shù)量增加到30%～40%以上；當(dāng)堿度R＞2.0后，SFCA的增加變得比較平穩(wěn)。所以高堿度燒結(jié)礦的最佳二元堿度區(qū)域?yàn)?.8～2.0，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度隨著堿度的增加而提高，2013年3月份把燒結(jié)礦堿度R由1.8調(diào)至2.0。

煉鐵公司和質(zhì)量管控部嚴(yán)格取樣制度。對(duì)大供戶定倉打料，在配料室熔劑倉下料過程中定時(shí)、定點(diǎn)取樣，對(duì)小供戶在打料過程中分時(shí)間段取樣；早班技術(shù)科跟蹤取樣，中班、夜班四班調(diào)度跟蹤取樣，現(xiàn)場取樣，現(xiàn)場封樣，并在樣袋上簽字；另外，生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)熔劑質(zhì)量有問題，四班調(diào)度馬上聯(lián)系質(zhì)量管控部取樣人員到現(xiàn)場取樣，該抽檢樣作為結(jié)算樣。

與采購部門建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制，嚴(yán)格質(zhì)量把關(guān)，優(yōu)先采購有效成分高且質(zhì)量穩(wěn)定的熔劑，對(duì)那些質(zhì)量不合格且成分波動(dòng)大的供貨商逐步減少其供應(yīng)量，并書面反饋，責(zé)令其立即整改。

3.3 采用厚料層燒結(jié)

厚料層燒結(jié)可使過快的垂直燒結(jié)速度受到控制，有利于保證必要的高溫持續(xù)時(shí)間，避免上層燒結(jié)礦過快地冷卻。隨著燒結(jié)料層的增加，臺(tái)車上部強(qiáng)度差的燒結(jié)礦比例相應(yīng)降低。另外，厚料層燒結(jié)還有利于熔劑的分解礦化，促進(jìn)鐵酸鈣的形成，使燒結(jié)礦中以鐵酸鈣為主的粘結(jié)相數(shù)量增多，有利于提高燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度［2］。對(duì)新老職工進(jìn)行燒結(jié)新工藝的培訓(xùn)，提高職工的的理論知識(shí)和操作技能，堅(jiān)持厚料層燒結(jié)。要求一燒料層不低于480 mm，二燒、三燒料層不低于680 mm，并形成了制度，對(duì)違反該制度的車間，要納入考核。通過實(shí)施厚料層燒結(jié)，提高了燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，降低了固體燃料消耗。

3.4 提高點(diǎn)火溫度

燒結(jié)點(diǎn)火溫度既影響表層燒結(jié)礦的強(qiáng)度，也影響燒結(jié)過程的正常進(jìn)行。當(dāng)點(diǎn)火溫度太低時(shí)，表層燒結(jié)料得不到足夠的熱量，產(chǎn)生的粘結(jié)相少，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度必然降低。但點(diǎn)火溫度過高，表層燒結(jié)礦過度熔化，會(huì)形成不透氣的外殼，使垂直燒結(jié)速度降低，燒結(jié)礦還原性變差。適宜的燒結(jié)點(diǎn)火溫度取決于燒結(jié)料的性質(zhì)、混合料水分及配碳量多少。通過料層的風(fēng)量越大，垂直燒結(jié)速度就越快，從而可以提高燒結(jié)生產(chǎn)率。但當(dāng)垂直燒結(jié)速度增大到一定程度后，再繼續(xù)增加風(fēng)量，燒結(jié)速度過快，表層燒結(jié)礦冷卻加劇，高溫層燒結(jié)料成型條件變差，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度將有一定程度的降低。

為此，把點(diǎn)火溫度納入考核指標(biāo)，要求主控室操作人員根據(jù)點(diǎn)火溫度的變化趨勢(shì)及時(shí)調(diào)整空燃比；利用檢修時(shí)間，打開煤氣預(yù)熱器的頂蓋，檢查換熱管是否有堵塞，如有堵塞，及時(shí)清理；檢查高溫段空氣預(yù)熱器的換熱管是否有燒破，如有燒破，及時(shí)修補(bǔ)或更換；還規(guī)定了預(yù)熱爐爐膛溫度不得高于950℃，避免燒破換熱管。

3.5 進(jìn)一步完善燒結(jié)生產(chǎn)工藝

認(rèn)真分析生產(chǎn)現(xiàn)狀，要實(shí)施厚料層燒結(jié)，必須在布料系統(tǒng)和水分穩(wěn)定上進(jìn)行改造，主要包括以下幾個(gè)方面：

1）更換松料器。松料器起到疏松底部料層的作用，可提高垂直燒結(jié)速度降低抽風(fēng)負(fù)壓，通過借鑒其他廠家經(jīng)驗(yàn)，決定將原來的板式松料器改為單層可調(diào)式管式松料器，更有效地保證料層的透氣性。2）小礦槽加不粘料襯板。小礦槽粘料后有效容積減小，影響布料，使混和料在臺(tái)車寬度方向上透氣性不均勻，因此必須加不粘料襯板才能保證合理布料。3）活頁門改造?；铐撻T開口由墜砣和其自身重量控制分為3節(jié)，它的開口大小受混合料中大塊和水份的影響而波動(dòng)且易粘料，導(dǎo)致三個(gè)活頁門下料不均，造成料層不穩(wěn)定。將活頁門內(nèi)側(cè)加不粘料襯板以保證下料穩(wěn)定。4）壓料網(wǎng)調(diào)整。壓料網(wǎng)重量輕，壓料效果不明顯，將壓料網(wǎng)與料面之間的角度適當(dāng)調(diào)整，并適當(dāng)加以配重，這樣再配合松料器就可以保證料面平整壓實(shí)又不影響透氣性。5）污泥攪拌、上漿系統(tǒng)改造。將原來的電機(jī)帶動(dòng)葉輪攪拌改為電機(jī)加渦輪減速帶動(dòng)自制葉輪進(jìn)行攪拌，上漿系統(tǒng)彎頭改為耐磨陶瓷彎頭，故障率大幅下降，同時(shí)把上漿泵與上料皮帶聯(lián)鎖，開、停配料時(shí)不至于水分波動(dòng)太大。

3.6 改造下料口

充分利用檢修的機(jī)會(huì)，將落差大的下料口改造成多層階梯下料口，形成料磨料。在此基礎(chǔ)上，再鋪設(shè)廢舊皮帶，以減少成品燒結(jié)礦在多次倒運(yùn)過程當(dāng)中因摔打而形成的返礦

3.7 強(qiáng)化成品礦篩分及高爐槽下篩分管理

造成燒結(jié)礦篩分效率低的主要原因是篩板堵塞，要求三個(gè)燒結(jié)作業(yè)區(qū)每次計(jì)劃檢修時(shí)安排人員清理篩板。另外，通過借鑒學(xué)習(xí)，把目前二燒成品篩進(jìn)行改造，從二篩下料口接一小皮帶，把5～10 mm小粒級(jí)的燒結(jié)礦供煉鋼使用，既可降低燒結(jié)返礦率，又能保證高爐爐況順行。

加強(qiáng)高爐槽下振動(dòng)篩篩分管理，對(duì)篩孔定期檢查，如果返礦中＋5 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%以上時(shí)，及時(shí)更換篩網(wǎng)，避免振動(dòng)篩損壞導(dǎo)致大粒級(jí)合格燒結(jié)礦進(jìn)入返礦。

4 結(jié)語

青鋼通過采取優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)、適當(dāng)提高燒結(jié)礦堿度和穩(wěn)定熔劑質(zhì)量、采取厚料層操作、提高點(diǎn)火溫度、改進(jìn)燒結(jié)生產(chǎn)工藝、加強(qiáng)高爐槽下篩分管理等一系列措施，燒結(jié)礦強(qiáng)度提高了5%，高爐槽下燒結(jié)礦返礦率由210 t下降到174 t，降低了17%，年可降低費(fèi)用1 179.36萬元。

改造下料口，雖能對(duì)燒結(jié)礦破碎起到一定的緩沖作用，但效果不是太明顯，是否增加直通皮帶，減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，以降低燒結(jié)礦的破碎程度。

［1］曾才兵.燒結(jié)礦堿度分析［J］.燒結(jié)球團(tuán)，2001（4）：40-41.

［2］龐秋林，萬愛福，李新兵.降低燒結(jié)礦返礦率攻關(guān)實(shí)踐［J］.燒結(jié)球團(tuán)，2004，29（5）：19.

Production Practiceof Reducing theReturn FineRatioof Sintered Oreunder Trough of BF in QingdaoSteel

YANG Xiaojian,SUN Zhicheng,WANG Dong

（Yin Gang Ironmaking Co.,Ltd.,of Qing Gang Group,Qingdao 266043,China)

At the beginning of 2013,the return fine ratio of sintered ore under trough of BF has reached to 210 kg/t at Qingdao steel, which has lead to the hot metal cost increase.To reduce the return fine ratio of sintered ore under trough of BF,a research team was formed.A series of improvement measures,such as improving ore matching structure,increasing sintered ore basicity,stable flux quality,rising ignition temperature,improving sintering process,enhancing screening system,were carried out.Due to the implement of these measures,the sintered ore strength has increased by 5%,and return fine ratio of sintered ore has dropped by 17%.The sintering cost can reduce 11.793 6 million yuan per year.

sintering;low basicity sinter;lump ore;metallurgical property;cost

TF046.4

B

1004-4620（2014）03-0048-03

2014-03-12

楊小建，男，1980年生，2007年畢業(yè)于哈爾濱師范大學(xué)地理科學(xué)專業(yè)。現(xiàn)為青鋼集團(tuán)銀鋼煉鐵有限公司技術(shù)科燒結(jié)工藝主管，助理工程師，從事燒結(jié)配礦和燒結(jié)工藝管理工作。