優(yōu)化生產(chǎn)工藝降低安鋼400 m2燒結(jié)內(nèi)循環(huán)返礦率實(shí)踐

供稿|申勇，李發(fā)展，張海民 / SHEN Yong, LI Fa-zhan, ZHANG Hai-min

燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)礦（餅）經(jīng)過(guò)破碎，篩分會(huì)產(chǎn)生一定量的返礦，稱之為內(nèi)循環(huán)返礦。產(chǎn)生的返礦會(huì)按一定的方式通過(guò)配料配入燒結(jié)混合料中重新進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)過(guò)程穩(wěn)定，燒結(jié)內(nèi)循環(huán)返礦量穩(wěn)定，因而會(huì)在燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中形成返礦平衡，燒結(jié)配料返礦配比率穩(wěn)定。

由此，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程變差，循環(huán)返礦量會(huì)隨之增加，燒結(jié)產(chǎn)量降低，能耗增加，生產(chǎn)中返礦配料配比隨之增加，因而，燒結(jié)生產(chǎn)內(nèi)循環(huán)返礦量，即燒結(jié)內(nèi)循環(huán)返礦配比水平的高低直接影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量及能耗，降低并穩(wěn)定燒結(jié)返礦率是提升燒結(jié)礦產(chǎn)量、減少燒結(jié)生產(chǎn)能耗的主要方向之一。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年上半年安鋼400 m2燒結(jié)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)返礦率在25%～26%間，與邯鋼435 m2燒結(jié)機(jī)主要指標(biāo)對(duì)比如下表1。通過(guò)與邯鋼435 m2燒結(jié)機(jī)主要指標(biāo)對(duì)比，影響成本的兩項(xiàng)主要指標(biāo)我們都有較大的差距。

表1 安鋼與邯鋼同型燒結(jié)機(jī)組內(nèi)循環(huán)返礦率和固體單耗指標(biāo)對(duì)比

根據(jù)目前摸索的經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)有工藝、原料條件下，通過(guò)加強(qiáng)工藝控制、操作及管理，安鋼400 m2燒結(jié)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)返礦率仍有挖潛空間。

影響返礦量增加的因素

對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，影響燒結(jié)礦（餅）中的返礦產(chǎn)生途徑主要有以下幾個(gè)方面。

燒結(jié)過(guò)程中未被液相粘結(jié)的粉狀物料顆粒

燒結(jié)過(guò)程中未被液相粘結(jié)的粉狀物料顆粒的產(chǎn)生，是燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中的不均勻現(xiàn)象造成的。鑒于燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，由布料器布到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上的混合料，很難做到縱向、橫向物理化學(xué)性能及透氣性完全的均勻一致。這樣，不可避免地就會(huì)在燒結(jié)料層局部產(chǎn)生某些物料，尤其是大顆粒物料未被燒結(jié)的現(xiàn)象。提高燒結(jié)配料過(guò)程和混合料水分穩(wěn)定控制，盡量使燒結(jié)混合料物理化學(xué)成分均勻，有利于返礦降低。

雖被粘結(jié)但粘結(jié)強(qiáng)度小的顆粒

雖被粘結(jié)但粘結(jié)強(qiáng)度小的顆粒，主要產(chǎn)生在燒結(jié)機(jī)料層的表面和邊緣部分。燒結(jié)機(jī)上混合料點(diǎn)火燒結(jié)后，由于表面直接和冷空氣接觸，冷卻速度快，燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液相還未來(lái)得及遷移聚集即被冷卻為固相。此處的燒結(jié)餅內(nèi)部均為薄壁大孔結(jié)構(gòu)，且內(nèi)應(yīng)力較大，強(qiáng)度極差。破碎后，幾乎百分之百變?yōu)榉档V。該部分燒結(jié)礦層厚度隨燒結(jié)過(guò)程的垂直燒結(jié)速度、燒結(jié)料燒結(jié)性能的不同會(huì)有所變化。提高燒結(jié)機(jī)料層厚度，實(shí)行厚料層燒結(jié)，會(huì)相對(duì)降低該部分燒結(jié)礦占整個(gè)燒結(jié)餅的比重，有利于燒結(jié)礦成品率的提高。

鑒于燒結(jié)工藝的特點(diǎn)，燒結(jié)機(jī)邊緣混合料層的透氣性要大于臺(tái)車(chē)中間混合料層的透氣性，俗稱為“邊緣效應(yīng)”。由于“邊緣效應(yīng)”的存在，布在臺(tái)車(chē)邊緣的混合料的燒結(jié)速度要大于中間混合料的速度，這樣，就會(huì)產(chǎn)生與表層燒結(jié)礦相似的燒結(jié)效果。燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)愈寬，邊緣燒結(jié)礦占整塊臺(tái)車(chē)燒結(jié)餅的比重愈小，對(duì)成品率的影響作用相對(duì)就愈弱。顯然，在削弱“邊緣效應(yīng)”上，大型燒結(jié)機(jī)比小型燒結(jié)機(jī)具有更大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，對(duì)燒結(jié)臺(tái)車(chē)兩側(cè)實(shí)施相應(yīng)壓料處理，也會(huì)消除部分“邊緣效應(yīng)”。

燃料帶來(lái)的影響

燃料是燒結(jié)礦強(qiáng)度的重要決定因素。燃料燃燒使燒結(jié)混合料中低熔點(diǎn)化合物形成液相，液相冷卻粘接礦石顆粒形成燒結(jié)塊礦。因而燒結(jié)燃料的燃燒利用情況與燒結(jié)礦強(qiáng)度息息相關(guān)，而燃料的燃燒利用與燃料的粒度組成有很大的關(guān)系，燒結(jié)過(guò)程中燃料粒度中大粒度過(guò)多易發(fā)生偏析，熱能分布不均得不到充分利用；≤0.5 mm燃料粒度所占比例較高，這一部分燃料燃燒速度過(guò)快，熱能利用率較低，液相量不足，強(qiáng)度降低，返礦量增加。使用合適的燃料粒度組成，有利于燒結(jié)過(guò)程穩(wěn)定，降低返礦量。

采取的措施

配料控制

加強(qiáng)配料秤的維護(hù)，確保勻礦、燃料、熔劑下料量的準(zhǔn)確性，減少配料誤差引起的煤粉配比的波動(dòng)。

通過(guò)加強(qiáng)配料室混勻礦下料量控制操作，促進(jìn)了混勻礦下料量在一定時(shí)間段內(nèi)波動(dòng)誤差減小，混勻礦下料量穩(wěn)定性得到提高，燒結(jié)機(jī)混合料下料量量穩(wěn)定性亦得到提高，燒結(jié)配料過(guò)程產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，上料量穩(wěn)定進(jìn)而保證了燒結(jié)混合料水分穩(wěn)定性得到提高，燒結(jié)機(jī)燒結(jié)過(guò)程穩(wěn)定性得到提高，燒結(jié)礦成品率增加，返礦降低。

混合料水分控制

加強(qiáng)混合料水分控制，原料配比調(diào)整后，12 h內(nèi)確定混合料水分控制值，24 h內(nèi)確定燒結(jié)機(jī)控制參數(shù)，減少生產(chǎn)操作調(diào)整帶來(lái)過(guò)程波動(dòng)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

燒結(jié)機(jī)工藝參數(shù)控制

加強(qiáng)燒結(jié)機(jī)布料操作，沿臺(tái)車(chē)方向，沿?zé)Y(jié)機(jī)方向布料均勻，布料平整，布料后采取壓料桿壓料，布料平均厚度較以往增加，在燒結(jié)料層透氣性較好的情況下，料層厚度750 mm以上，并進(jìn)行一定程度的壓料，料層厚度增加相對(duì)來(lái)說(shuō)降低了表層低強(qiáng)度燒結(jié)礦量，增加了燒結(jié)礦中間粒級(jí)含量，燒結(jié)礦成品率增加，返礦量降低。

加強(qiáng)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火料面操作，點(diǎn)火溫度過(guò)高和過(guò)低均對(duì)燒結(jié)礦成品率造成影響，控制穩(wěn)定且適宜的燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火溫度，料面過(guò)融、欠熔現(xiàn)象大大減少，對(duì)穩(wěn)定燒結(jié)過(guò)程有利，為燒成燒好創(chuàng)造有利條件，努力將表層厚度控制在100 mm以下，降低燒結(jié)返礦。

燒結(jié)終點(diǎn)控制

加強(qiáng)燒結(jié)終點(diǎn)控制。一般情況下，400 m2燒結(jié)機(jī)共有22個(gè)風(fēng)箱，一般燒結(jié)終點(diǎn)保持在倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱，直觀表征在20#風(fēng)箱廢氣溫度最高，保持倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱（即21#）作為燒結(jié)終點(diǎn)，可以盡量延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間，降低垂直燃燒速度，有利于燒結(jié)過(guò)程中液相量的增加，提高燒結(jié)礦成品率，降低燒結(jié)返礦量。

燒結(jié)終點(diǎn)提前，垂直燃燒速度加快，液相量不足，燒結(jié)礦強(qiáng)度降低，返礦量增加。燒結(jié)終點(diǎn)錯(cuò)后，機(jī)尾斷面部分未燒透，燒結(jié)返礦量會(huì)大大增加。所以對(duì)燒結(jié)過(guò)程的控制，要求生產(chǎn)過(guò)程中盡量做好燒結(jié)終點(diǎn)控制在第21#風(fēng)箱，為燒結(jié)礦的燒成，燒好創(chuàng)造有利條件。考核燒結(jié)機(jī)總管廢氣溫度（100℃～170℃之內(nèi)正常），由此控制燒結(jié)終點(diǎn)。

燃料破碎

加強(qiáng)煤粉的破碎工作，逐步摸索破煤系統(tǒng)四輥設(shè)備上、下輥間隙的配合關(guān)系，保證＜3 mm粒級(jí)含量達(dá)到72%以上。

控制燃料上料量，正常上料量控制在60 t/h以下，摸索上料量大小與煤粉粒度組成的關(guān)系，力爭(zhēng)將<0.5 mm粒級(jí)含量控制在20%以下，>5 mm粒級(jí)含量控制在10%以下，盡量增加0.5～3 mm粒級(jí)含量。

成品篩分控制

燒結(jié)礦成品篩分系統(tǒng)的是決定燒結(jié)礦返礦量的重要因素之一，加強(qiáng)成品篩的定期維護(hù)，為提高燒結(jié)成品礦產(chǎn)量，降低返礦量創(chuàng)造有利條件。

目前為適應(yīng)高爐對(duì)燒結(jié)礦的要求，返礦篩孔尺寸約為7.0 mm，返礦中>5 mm的含量基本上都在30%左右，個(gè)別時(shí)候超過(guò)了40%，根據(jù)實(shí)際觀察，從目前的篩板使用情況來(lái)看，篩板的有效使用壽命大約3個(gè)月左右，建議使用3個(gè)月以后應(yīng)及時(shí)更換篩板。

工藝優(yōu)化效果

措施實(shí)施后，通過(guò)安鋼400 m2燒結(jié)系統(tǒng)2012年1～6月時(shí)期與2013年3～9月份(其中8月因停車(chē)，剔除)時(shí)期部分工藝參數(shù)對(duì)比如下表2，燒結(jié)內(nèi)循環(huán)返礦率和固體單耗指標(biāo)的對(duì)比如表3，可看到安鋼400 m2燒結(jié)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)返礦率降低明顯，固體單耗降低明顯。由此，可以得出，在現(xiàn)有工藝、原料條件下，通過(guò)加強(qiáng)工藝控制、操作及管理，合理工序控制參數(shù)，能夠降低400 m2燒結(jié)生產(chǎn)內(nèi)循環(huán)返礦率，實(shí)現(xiàn)降返降耗。

表2 安鋼400m2燒結(jié)系統(tǒng)部分工藝參數(shù)對(duì)比

表3 安鋼400m2燒結(jié)系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)比