燒結(jié)混合制粒工藝的比較

陳 鵬

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000）

燒結(jié)混合制粒工藝的比較

陳 鵬

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000）

針對(duì)燒結(jié)中混合制粒的不同工藝配置形式進(jìn)行對(duì)比和分析，對(duì)一段混合、兩段混合、三段混合和強(qiáng)力混合機(jī)在混合制粒中的應(yīng)用，以及小球燒結(jié)的MPS混合制粒工藝和HPS混合制粒工藝進(jìn)行對(duì)比。

混合制粒；圓筒混合機(jī)；強(qiáng)力混合機(jī)；HPS；MPS

1 概述

混合制粒工藝是燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程中十分重要的環(huán)節(jié)，混合是將配料過程中的各組分仔細(xì)混勻，制粒是將物料制成粒度適宜，具有良好透氣性的混合料?；旌现屏５哪康模旱谝?，將配料室配好的各種物料進(jìn)行混勻，得到成分比較均一的混合料；第二，在混合過程中加入燒結(jié)料所必須的水分，使燒結(jié)混合料為水所潤濕；第三，進(jìn)行燒結(jié)料的制粒，得到粒度適宜具有良好透氣性的混合料。根據(jù)混合的段數(shù)，混合制粒有一段、兩段和三段工藝。一段混合制粒工藝采用一段圓筒機(jī)完成燒結(jié)料的混勻和細(xì)粒物料的制粒，這種工藝在早期的燒結(jié)生產(chǎn)中有應(yīng)用，且原料條件以粗粒粉礦為主。兩段混合制粒工藝一般由前后兩臺(tái)圓筒混合機(jī)及膠帶機(jī)組成，第一段混合機(jī)主要完成燒結(jié)料的混勻，第二段混合機(jī)主要完成混合料的制粒。而三段的混合制粒工藝是隨著燒結(jié)機(jī)大型化的發(fā)展，厚料層燒結(jié)技術(shù)需要采用強(qiáng)化治理的措施而逐漸采用的。隨著相關(guān)混合技術(shù)的發(fā)展和燒結(jié)原料粒度的下降及原料品種的增加，有的燒結(jié)廠已經(jīng)開始采用強(qiáng)力混合機(jī)取代第一段的圓筒混合機(jī)。而在二段制粒階段也有采用兩或多臺(tái)較小規(guī)格的圓筒制粒機(jī)來取代單臺(tái)大規(guī)格的圓筒制粒機(jī)的配置。

2 混合制粒工藝流程

2.1 兩段圓筒的混合制粒工藝流程

常規(guī)的混合制粒流程為，所有的物料在配料室按照一定配比添加到混合料膠帶機(jī)，由膠帶機(jī)給料至一次混合機(jī)，在一次混合機(jī)內(nèi)加水，將物料混合均勻。之后，物料進(jìn)入二次混合機(jī)進(jìn)行制粒，二次混合機(jī)一般是由一臺(tái)圓筒混合機(jī)組成，物料在二次混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行制粒，同時(shí)在二次混合機(jī)內(nèi)加水，進(jìn)一步調(diào)整混合料的水分，并使物料制成合適的粒度，二混之后的物料，直接運(yùn)往燒結(jié)機(jī)進(jìn)行燒結(jié)作業(yè)。這種配置的混合制粒的工藝流程是最為常見的，應(yīng)用在目前的大多數(shù)燒結(jié)廠。

2.2 三段圓筒的混合制粒工藝流程

在有些大型的燒結(jié)廠，為了進(jìn)一步延長制粒時(shí)間，將混合制粒工藝設(shè)置為三段式配置，一混為燒結(jié)混合料的混合，二混、三混為制粒。所有的物料在配料室按照一定配比配料，進(jìn)入一次混合機(jī)，經(jīng)過一次混合機(jī)的混勻后，物料進(jìn)入二混、三混進(jìn)行制粒，三混之后的物料，直接運(yùn)往燒結(jié)機(jī)。常規(guī)流程的兩段、和三段的區(qū)別在于在制粒階段，多了一臺(tái)制粒機(jī)段。如果混合制粒時(shí)間足夠，兩段式的配置也可滿足生產(chǎn)要求。否則，應(yīng)再增加一段制粒機(jī)，延長制粒時(shí)間，以達(dá)到合適的制粒效果。

2.3 采用強(qiáng)力混合機(jī)的混合制粒工藝

在燒結(jié)工程中，隨著精礦的比例的增加及各種其他含鐵物料的加入，對(duì)物料的混合提出了更高要求，因此，需要采用采用合適的混合制粒工藝和設(shè)備。強(qiáng)力混合機(jī)一般用來代替一段的圓筒混合機(jī)。采用強(qiáng)力混合機(jī)的混合制粒流程也可分為兩段式和三段式，強(qiáng)力混合機(jī)一般作為一段的混勻設(shè)備，二段和三段則采用圓筒制粒機(jī)作為制粒設(shè)備。采用強(qiáng)力混合兩段式的的混合制粒工藝，其二段的圓筒制粒機(jī)既可以是單臺(tái)的大規(guī)格的圓筒制粒機(jī)，可以是多臺(tái)并列布置的小規(guī)格的圓筒制粒機(jī)。三段式的混合制粒流程，即一段采用強(qiáng)力混合機(jī)作為混勻設(shè)備、二段三段采用制粒機(jī)作為制粒設(shè)備。由于強(qiáng)力混合機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部配有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上設(shè)有槳葉，而燒結(jié)返礦對(duì)槳葉的使用壽命有較大影響，所以考慮到強(qiáng)力混合機(jī)考慮檢修的問題，返礦不直接進(jìn)入強(qiáng)力混合機(jī)，而是加在強(qiáng)混之后的膠帶機(jī)上，物料進(jìn)入之后的制粒階段，或者在強(qiáng)力混合機(jī)處設(shè)置旁通，當(dāng)強(qiáng)力混合機(jī)檢修時(shí)，物料不經(jīng)過強(qiáng)力混合機(jī)直接進(jìn)入后續(xù)混合機(jī)。

2.4 HPS ( 兩段圓筒一段圓盤) 混合制粒工藝

HPS混合球團(tuán)燒結(jié)，屬于小球團(tuán)燒結(jié)工藝，是將鐵礦粉、返礦、熔劑和燃料加水混合造球，制成直徑5～10mm的小球，并且在小球表層裹一定比例固體燃料，然后進(jìn)行燒結(jié)。小球團(tuán)燒結(jié)法與普通燒結(jié)法相比 ,增加了強(qiáng)化制粒和外滾煤粉工藝環(huán)節(jié)。強(qiáng)化制粒是在一、二混之間增加圓盤造球機(jī)，將混合料制成 5～10mm的小球。 燃料分加是在配料室配加 20%～30%的內(nèi)配煤粉，造球后再配加70%～80%的外配煤粉，外配煤包裹在生球表面，可改變燒結(jié)過程中燃料的燃燒條件，改善料層透氣性，使生產(chǎn)能力提高，燃料消耗降低。外滾煤的作用，一是使外配煤粉均勻而牢固地粘附在生球表面，二是生球再次經(jīng)過一段時(shí)間的滾動(dòng)，使其表面光滑，進(jìn)一步提高料層透氣性。

2.5 MPS法（三段圓筒）混合制粒工藝

MPS法是在三段圓筒混合制粒工藝的最后一段圓筒制粒外滾煤粉70%～80%。一混進(jìn)行物料的混合，二混進(jìn)行物料的制粒造小球，造好的小球在進(jìn)入三混前，按比例配入細(xì)煤粉，三混為滾煤機(jī)，煤粉裹在小球表面，裹覆壓實(shí)，從三混出來的混合料直接進(jìn)入燒結(jié)機(jī)。該工藝具有改善料層透氣性，可提高料層厚度，改善燒結(jié)礦強(qiáng)度、提高利用系數(shù)和降低燃耗等特點(diǎn)。

2.6 混合制粒工藝比較

（1）采用粉礦燒結(jié)或精礦配比不高時(shí)，采用兩段圓筒混合機(jī)的混合制粒工藝可以滿足生產(chǎn)的需求。而且，圓筒混合機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，這種配置也是目前國內(nèi)燒結(jié)廠的常用配置。（2）大型燒結(jié)廠為了延長制粒的時(shí)間，采用三段的混合制粒工藝，一混采用圓筒混合機(jī)來混勻物料，二混、三混采用圓筒制粒機(jī)，以滿足制粒的時(shí)間要求。相對(duì)于兩段的圓筒混合制粒，多了一段的圓筒的配置，能有效的改善物料的粒度組成，減少3mm以下的物料的比例。（3）隨著強(qiáng)力混合機(jī)在燒結(jié)中的應(yīng)用，有些工廠使用強(qiáng)力混合機(jī)來代替一次混合機(jī)，制粒階段仍然采用圓筒制粒機(jī)。強(qiáng)力混合機(jī)的混勻效果要比圓筒混合機(jī)好，但是強(qiáng)混的檢修頻率較圓筒高，所以在這種工藝流程配置上，一般要考慮物料的旁通流程，當(dāng)強(qiáng)力混合機(jī)檢修時(shí)，物料不通過強(qiáng)力混合機(jī)，直接進(jìn)入后面的混合機(jī)；或者，返礦不進(jìn)強(qiáng)力混合機(jī)，而是將其加到強(qiáng)力混合機(jī)的出料膠帶機(jī)上，以避免返礦對(duì)強(qiáng)力混合機(jī)的槳葉的過度磨損，從而增加強(qiáng)力混合機(jī)的檢修頻率。（4）在高精礦配比條件下，常規(guī)的兩段混合制粒不能滿足要求，要采用強(qiáng)化制粒的措施，才能保證制粒的效果，所以這種情況下可以采用小球燒結(jié)的方法來改善制粒效果，如采用HPS（兩段圓筒一段圓盤）混合制粒工藝，或者采用MPS（三段圓筒）混合制粒工藝，即一段混合，二段制粒，三段外滾煤。研究結(jié)果表明，當(dāng)制粒時(shí)間小于8min時(shí)，MPS法的制粒效果優(yōu)于HPS法，其相應(yīng)的燒結(jié)速度、利用系數(shù)和燒結(jié)礦落下強(qiáng)度也更好。制粒水分為7.0% 時(shí)，MPS法的各項(xiàng)指標(biāo)均超HPS法。MPS法與HPS法都能較好地形成鐵酸，但MPS法燒結(jié)的燒結(jié)礦鐵酸鈣含量更高，鐵酸鈣結(jié)晶完善、理想、強(qiáng)度高，還原性好，在工廠生產(chǎn)時(shí)可以用MPS法代替HPS法。不論是HPS還是MPS這兩種工藝配置的制粒效果、燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量、燒結(jié)礦的礦像和冶金性能都要優(yōu)于常規(guī)的燒結(jié)方法。在這兩種工藝配置中也可用強(qiáng)力混合機(jī)代替一段圓筒混合機(jī)。

3 混合制粒的設(shè)備

混合制粒過程中常用的混合與制粒設(shè)備有：圓筒混合機(jī)、滾煤機(jī)、強(qiáng)力混合機(jī)、圓盤造球機(jī)等。圓筒混合機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)能力大，操作維護(hù)方便，設(shè)備作業(yè)率高，混勻效果較強(qiáng)力混合機(jī)略低。滾煤機(jī)的結(jié)構(gòu)形式同圓筒制粒機(jī)類似。強(qiáng)力混合機(jī)設(shè)備體積小于圓筒制粒機(jī)，混勻效果好，單體設(shè)備能耗也要小于圓筒混合機(jī)，但是強(qiáng)力混合機(jī)的設(shè)備作業(yè)率要低于圓筒混合機(jī)，尤其在混合料中的冷返礦對(duì)其槳葉的壽命影響很大，需要經(jīng)常更換槳葉，所以在選用強(qiáng)力混合機(jī)的時(shí)候，一般都要設(shè)置旁通系統(tǒng)，以確保強(qiáng)力混合機(jī)故障時(shí)生產(chǎn)的連續(xù)性，或者將返礦在強(qiáng)力混合機(jī)之后添加，但是這對(duì)物料的混勻有一定的影響。其次強(qiáng)力混合機(jī)目前的使用基本上采用進(jìn)口設(shè)備，設(shè)備本體價(jià)格較高。圓盤造球機(jī)作為制粒設(shè)備，其造球性能滿足制粒的要求，其制粒的能力和圓筒混合機(jī)差不多，但是其單臺(tái)的設(shè)備能力不高，在大型燒結(jié)廠，需采用多臺(tái)圓盤造球機(jī)的復(fù)雜配置，國內(nèi)生產(chǎn)的圓盤直徑一般為6m，當(dāng)規(guī)格進(jìn)一步加大，就需要采用進(jìn)口設(shè)備。

4 結(jié)語

（1）燒結(jié)混合制粒由早期的一段混合制粒、發(fā)展到二段混合制粒、三段混合制粒，是隨著燒結(jié)物料的變化而變化的，是混合制粒的工藝流程為了適應(yīng)物料的變化和燒結(jié)機(jī)的大型化帶來的厚料層燒結(jié)工藝而產(chǎn)生的。（2）在各種混合制粒的工藝配置中，應(yīng)結(jié)合燒結(jié)廠的原料條件，燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)規(guī)模，以及燒結(jié)廠的工藝配置來確定采用何種流程。早期的一段混合制粒已不能適應(yīng)現(xiàn)在的燒結(jié)廠的情況，兩段混合和制粒，三段混合制粒，HPS，MPS，以及強(qiáng)力混合機(jī)在燒結(jié)上的運(yùn)用，都極大地改進(jìn)了混合制粒的效果，提高了燒結(jié)礦的產(chǎn)量，并降低了能耗，提高了燒結(jié)礦的質(zhì)量，對(duì)燒結(jié)有很大的促進(jìn)作用。（3）具體的混合制粒工藝要從原料條件和現(xiàn)場的具體情況來考慮。在工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)具體的原料條件選擇合適的混合制粒工藝配置，以提高燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能源消耗。

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TF046.4

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1671-0711（2017）04（下）-0075-02