提高380 m2燒結(jié)機R±0.05合格率的生產(chǎn)實踐

胡小扣，楊國慶，戚義龍，樊晶瑩

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼2×380 m2燒結(jié)為2×4000 m3高爐提供72%比例的用料，燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性對高爐冶煉有著直接的影響，特別是燒結(jié)礦堿度的穩(wěn)定性直接關(guān)系到高爐渣系穩(wěn)定、增鐵節(jié)焦及高爐穩(wěn)定順行的效果，實踐經(jīng)驗證實燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率每提高10%，高爐焦比可降低1%，產(chǎn)量提高 1.5%。因此燒結(jié)礦堿度的合格率燒結(jié)生產(chǎn)的重要技術(shù)指標，提高燒結(jié)礦堿度的穩(wěn)定性、改善燒結(jié)礦質(zhì)量是燒結(jié)生產(chǎn)的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)。

在燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中，影響燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定的因素較多，主要為原、燃料成分的穩(wěn)定性，配料工序的配料精度以及燒結(jié)內(nèi)部調(diào)整控制等[1]。本文對380 m2燒結(jié)提高燒結(jié)礦R合格率的影響因素、技術(shù)強化措施以及效果進行論述。

1 燒結(jié)混勻礦質(zhì)量穩(wěn)定性

燒結(jié)混勻礦質(zhì)量的穩(wěn)定性是燒結(jié)成分控制穩(wěn)定的前提。近年來通過配礦小組的聯(lián)動攻關(guān)，在傳統(tǒng)鐵礦石液相成礦的理論基礎(chǔ)上，建立以液相量、液相流動指數(shù)、液相冷凝固結(jié)強度(粘結(jié)相強度)指導(dǎo)鐵礦石燒結(jié)配礦的優(yōu)化，實現(xiàn)從一般配礦技術(shù)邁進到“兼顧鐵礦石資源量、化學(xué)成分及成本，同時依據(jù)鐵礦石高溫特性進行配礦”的較為先進配礦技術(shù)，減少了燒結(jié)配礦的盲目性。同時通過對混勻礦造堆成分和實際成分的吻合性逼近規(guī)范化控制，同時減少堆間配礦成分的差異，在料廠混勻造堆工藝基本一致的情況下，實現(xiàn)混勻礦各堆SiO2實績值實現(xiàn)長期穩(wěn)定、適度平滑調(diào)整過渡，對應(yīng)的混勻礦SiO2檢驗值保持與實績值的較好吻合，混勻礦δnSiO2呈明顯的降低趨勢，其偏差逐步逼近0.10的歷史最好水平(圖1和圖2所示)。

圖1 燒結(jié)礦R合格率及混勻礦硅偏差趨勢

圖2 各堆混勻礦SiO2實績值和檢驗值趨勢

2 影響燒結(jié)礦R合格率的因素及內(nèi)部操作優(yōu)化對策

2.1 影響燒結(jié)礦R±0.05合格率的因素分析

因總體燒結(jié)熔劑成分相對穩(wěn)定，內(nèi)部操作主要考慮以下因素對燒結(jié)礦R±0.05合格率的影響，故以燒結(jié)混勻礦SiO2質(zhì)量情況、內(nèi)部配比操作調(diào)整、上料量的穩(wěn)定性、燒結(jié)過程重點溫度控制的穩(wěn)定性、以及高爐入爐比例的穩(wěn)定性等因素，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，其分析結(jié)果如表1所示。根據(jù)VIPj>1即認為xj在解釋因變量時具有重要作用的原則，混勻礦SiO2偏差，入爐比偏差，上料量偏差，終點穩(wěn)定性偏差，返礦比偏差在解釋因變量集合時具有重要作用。其中混勻礦SiO2偏差在解釋因變量集合時具有最重要的作用。

2.2 燒結(jié)換堆操作技術(shù)進步

表1 變量投影重要性指標VIPj

通過不斷對混勻礦換堆操作的跟蹤調(diào)優(yōu)，實現(xiàn)程序化固化操作，以換堆變料成分動態(tài)跟蹤、調(diào)和計算以及根據(jù)檢驗成分動態(tài)修正調(diào)整為核心的控制策略(見圖3)，達到換堆過程燒結(jié)礦R控制的平滑過渡，進一步減少了換堆過程的質(zhì)量控制波動，實現(xiàn)燒結(jié)礦R偏差控制的明顯降低(圖略)。

圖3 混勻礦換堆程序化控制

2.3 過程控制程序優(yōu)化，減少上料量及燒結(jié)過程的波動

在原有燒結(jié)配料基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)配料系統(tǒng)的均衡料流模型控制，實現(xiàn)平滑變料，同時有效消除PID的調(diào)節(jié)死區(qū)，達到燒結(jié)均衡布料及穩(wěn)定燒結(jié)上料總量及過程的無擾動控制。具體的控制原理(圖略)。通過控制燒結(jié)上料量變動偏差值由原來的0.08降低至0.03左右，其效果見圖4，同時也促進了燒結(jié)過程控制穩(wěn)定性的提高，有效降低了原來頻繁變料及過程控制的不穩(wěn)定性對燒結(jié)配料及燒結(jié)礦R的影響。

2.4 有效降低返礦循環(huán)質(zhì)量的影響

高爐用料結(jié)構(gòu)頻繁變化會導(dǎo)致燒結(jié)外返成分波動，特別是生礦相對比例的波動，直接對外返礦綜合成分產(chǎn)生影響。同時因生礦在當前燒結(jié)溫度水平條件下不能有效礦化，其通過燒結(jié)→部分被液相包圍→破碎過程的解析剝離→篩分→返礦→燒結(jié)的循環(huán)過程，燒結(jié)過程的均質(zhì)性有所惡化，且其與液相接觸面積增加，其粘結(jié)程度較差，因應(yīng)力的差異在破碎的過程中易從其接觸面斷裂，被剝離出的生礦量也相對增加。

圖4 燒結(jié)機速及上料總量變動偏差

通過燒結(jié)系統(tǒng)操作控制優(yōu)化，不斷降低高爐外返的循環(huán)量[2]，同時圍繞R及高爐用料目標值執(zhí)行，形成穩(wěn)定R與穩(wěn)定高爐入爐結(jié)構(gòu)良性呼應(yīng)，減少因高爐用料結(jié)構(gòu)頻繁變化而導(dǎo)致成分波動，改善燒結(jié)質(zhì)量均質(zhì)化條件，促進燒結(jié)礦R的穩(wěn)定控制。

2.5 大宗物料料量波動的臨界值控制以及調(diào)和控制

引入大宗物料給料量“臨界值”控制和調(diào)和控制管理，其給料最大最大允許波動量由式1給出；混勻礦使用多給料設(shè)備運行(4-5個)；混勻礦及返礦大宗物料倉重失重非進料時段自動跟蹤比較；各物料累計重量值平滑累計與1H-1皮帶秤累計值容忍誤差跟蹤預(yù)警；在容忍誤差內(nèi)混勻礦給料設(shè)備分配比調(diào)和逼近最小誤差。同時在此基礎(chǔ)上進一步加強燒結(jié)配料秤的合理維護管理。

式1

表2 燒結(jié)礦R±0.05合格率及燒結(jié)礦入爐比偏差

2.6 制定燒結(jié)礦堿度中值控制

制定燒結(jié)礦堿度中值控制、理論計算與實際值趨勢管理：燒結(jié)礦堿度調(diào)控遵循“高硅低堿、低硅高堿”，正常情況下，根據(jù)燒結(jié)礦 SiO2平均值及燒結(jié)礦堿度控制標準，如燒結(jié)礦 SiO2高于平均值，堿度按中下限控制，反之堿度按中上限控制，保證燒結(jié)礦 CaO穩(wěn)定適當?shù)膮^(qū)間。

2.7 控制900 mm厚料層的合理成份偏析

通過對熔劑粒級、生灰配比以及布料九輥轉(zhuǎn)速進行合理的控制，在滿足900 mm超厚料層內(nèi)粒級合理的偏析度，同時必須考慮燒結(jié)礦R在料層高度方向的合理偏析，使其向均質(zhì)化趨勢發(fā)展(見圖5)。

圖5 九輥轉(zhuǎn)速與料層偏析度關(guān)系

圖6 控制后的燒結(jié)礦R料層內(nèi)偏析情況

3 結(jié)語

通過上述技術(shù)手段的合理運用，馬鋼380 m2燒結(jié)機燒結(jié)礦R±0.05合格率呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，其由18年平均75.66%上升至當前平均82.06%水平，合格率提高幅度達6.40%；同時燒結(jié)礦入爐比波動偏差由原來的1.01降低至當前的0.63左右(見圖6)。實現(xiàn)燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定提升的同時，同時為高爐用料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定形成良好支撐。