中天南通330 m2燒結機超厚料層生產(chǎn)實踐

摘要：中天鋼鐵330 m2燒結機通過智能化燒結系統(tǒng)的投用、改善料層透氣性及邊緣效應、采用返礦鑲嵌技術、改善混勻制粒效果等多重措施，將燒結料層由投產(chǎn)初期的950 mm料層厚度，提升至1020 mm。并且在1020 mm料層條件下長期保持穩(wěn)定生產(chǎn)。燒結礦產(chǎn)量質量穩(wěn)步提升、固體燃耗顯著降低。燒結礦低溫還原粉化指數(shù)提升5.09%，燒結燃耗降低1.5 kg/t、電耗降低1.5 kwh/t礦，內返率降低1.53%、高返率降低2.51%，目前綜合返礦率保持23%左右。

關鍵詞：燒結，超厚料層，提質降本

0 引言

厚料層燒結是一種鐵礦石燒結工藝，它在燒結機上保持較高的鋪料厚度進行燒結。這種工藝能夠有效改善燒結礦的質量，提高燒結礦機械強度、減少粉末量、降低氧化亞鐵（FeO）含量、改善還原性能，同時對提高燒結礦成品率和節(jié)約燃料消耗也有顯著效果[1]。厚料層燒結充分利用了燒結過程中的自動蓄熱特點，有利于各種物理化學反應的進行，從而達到改善燒結礦質量、降低能耗的目的[2]。

中天南通330 m2燒結機自投產(chǎn)以來，針對現(xiàn)有生產(chǎn)條件及設備不斷摸索優(yōu)化，同時充分利用設計投用的各項燒結工藝優(yōu)化措施，逐步提高料層至1020 mm，目前超厚料層狀態(tài)運行穩(wěn)定。經(jīng)過對燒結生產(chǎn)過程以及成品礦質量的對比分析證明，實施超厚料層燒結后的燒結礦轉鼓強度、返礦率、低溫還原粉化性能指標均有顯著提升、燃料消耗顯著下降。

1 超厚料層生產(chǎn)現(xiàn)狀

自投產(chǎn)以來，中天南通330 m2燒結機不斷摸索超厚料層的生產(chǎn)過程控制優(yōu)化手段，以達到燒結礦提質降耗的目的。通過一年來的生產(chǎn)實踐，從原料條件、燒結過程控制、設備優(yōu)化等方面的逐步完善，最終達到了燒結料層穩(wěn)定達到1020 mm的厚度，同時大幅提高了燒結礦質量、降低了燒結過程能耗。

2 實現(xiàn)超厚料層的措施

2.1 自動布料系統(tǒng)穩(wěn)定投用

中天南通330 m2燒結機臺車欄板高度為900 mm，在料層達到1000 mm以上后，精確的布料是穩(wěn)定燒結過程、保持料層適當透氣性的重要手段之一。

中天南通330 m2燒結機采用智能燒結系統(tǒng)，其中自動布料系統(tǒng)是穩(wěn)定整個燒結生產(chǎn)過程的重要一環(huán)。該套系統(tǒng)由主閘門、6套氣動布料小閘門、6套層厚儀、平料板等裝置構成，能夠實現(xiàn)料層厚度自動測量、自動調整料層厚度，較以往的人工調節(jié)更為精確且更為及時。配合智能燒結系統(tǒng)的終點調控功能，使得燒結終點位于倒數(shù)第二個風箱的達成率達到95%以上，大大提高了燒結過程的穩(wěn)定性，為超厚料層燒結的穩(wěn)定實施奠定了基礎。

2.2 改善燒結邊緣效應

當前燒結工藝上普遍存在邊緣效應現(xiàn)象，在燒結機臺車邊緣，物料隨著燒結過程變得疏松、空隙率大，且物料在燒結過程中收縮與臺車欄扳分離，造成燒結料層邊緣阻力小、風速顯著加大，形成邊緣效應[3]。同時受到臺車側擋板的漏風影響，兩邊燒結速度過快，造成終點位置兩側的料層過燒、熱能浪費、且影響整體燒結的均勻性。

針對該現(xiàn)象，除了使用常規(guī)的梯形布料、邊緣壓料等強化布料措施[4]，使邊緣燃燒速度減慢，盡量與中部燃燒速度保持一致，從而使高溫保持時間延長。330 m2燒結機還采用了通過改變臺車兩側鋪底料厚度的措施，達到增加臺車兩側料層的阻力、迫使整體燒結料層燒結速度的目的。以上措施的聯(lián)合使用，從機尾斷面來看，較好的改善了臺車兩側過燒的情況，同時也避免的端部爐篦條的過度燒損。

2.4 料面打孔增加透氣性

厚料層投用初始階段，存在料層透氣性變差、負壓高、終點滯后的現(xiàn)象，為改善料層透氣性。結合行業(yè)內各大企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗及南通330 m2燒結機的特性，采用了料面打孔裝置。

該裝置分為主動運轉打孔和被動運轉打孔。主動運轉打孔在點火爐前方料面進行打孔。被動運轉打孔在點火爐后方燒結料面表層進行打孔。該兩種打孔方式一方面能夠增加點火表面積、提升點火深度，從而提升燒結料層的熱量植入、降低過濕層厚度帶來的阻力；另一方面能夠直接改善燒結料面的透氣性、打破表層的燒結礦層，較為顯著的降低燒結料面阻力。

該措施投用后，燒結整體負壓降低0.11-0.5 kpa，有效降低燒結料層的阻力。

2.5 返礦鑲嵌技術的應用

中天南通330 m2燒結機建設時即設計有返礦鑲嵌流程，目前采用的流程方式為將＜3 mm粒級的返礦回流至燒結配料進行配用；另一部分

3-5 mm粒級的返礦直接鋪在二次混合機出料皮帶底部，不參與混合制粒。

返礦鑲嵌技術是一種優(yōu)化燒結過程返礦利用效率的工藝，有利于改善燒結礦的質量，使轉鼓指數(shù)、成品率、固體燃料消和RDI指標[5]。能夠使得混合機內部物料的粒級分布更為合理，較大粒度的返礦不會破壞混合機內的制粒效果。同時在相同混合料水份下，使用返礦鑲嵌技術的混合機內水份會同比升高，有利于制粒效果的改善。

經(jīng)以往工業(yè)實驗，在分流返礦占燒結總物料4%條件下，負壓降低約1 kPa，提高上料量10 t/h，提產(chǎn)約2%。

2.6 高活性度熔劑配加

生石灰與礦石、礦炭等原料發(fā)生反應，生成氧化鈣、氧化鎂等物質，這些物質具有極強的粘合性，能夠促進原料顆粒之間的粘結，形成堅固的成團，這對提高燒結礦的力學強度和滲透性至關重要。同時生石灰消化反應是放熱反應，放出的熱量可以提高料溫，有利于消除過濕層，降低料層阻力。生石灰消化后體積膨脹，比表面積增大，吸濕性強，有利于與其他物料顆粒的凝聚，可以提高混合料的成球性，并能提高料球的強度[6-8]。

基于生石灰在燒結過程、特別是提高透氣性作用的重要作用，南通330 m2燒結機對生石灰的使用有著較高的要求。目前使用的生石灰質量穩(wěn)定達到85%、活性度360 ml以上，為燒結料混合料良好的制粒效果、以及提高料溫起到顯著的促進作用。

2.7 料面透氣性的改善

中天南通330 m2燒結機采用料面打孔裝置來改善燒結料層的透氣性。

燒結最低點溫度主要是由于過濕帶移動所引起的，過濕帶的形成是由于上部料層在燃料干燥過程中水分蒸發(fā)，隨著抽風水蒸氣下移，遇低溫料層冷凝放熱所形成，在此過程中，風速在一定程度上保持不變，風經(jīng)過燃燒層所帶走的熱量是相同的，經(jīng)過預熱帶和干燥帶用于物化反應的熱量交換相同，那么最終影響風溫的就在過濕帶，隨著過濕帶下移到底部并開始消失時，風溫降到最低，此時形成燒結最低點溫度。

未安裝點火爐前置打孔棒前，料面的點火主要為以上點火方式，點燃最表面層的料層燃料，在此過程中，點火的熱量由于料層表面的平整損耗較大一部分

安裝點火爐前置打孔棒后，可以明顯的發(fā)現(xiàn)，料層表面橫向存在一個起伏，增大了點火的相對面積，料層在此過程中吸收的熱量較未安裝打孔棒前有所提升，相對而言，料層整體熱焓升高。并且在點火過程中，由于孔洞的出現(xiàn)，抽風的風量分配出現(xiàn)改變，在孔洞部分較平整部分有更大的吸力，能在一定程度上提高點火縱深，加快燒結的進程，出現(xiàn)最低點溫度前移的變化。

3 超厚料層實施后效果

通過以上等措施的使用，中天南通330 m2燒結料層從900 mm提升至1020 mm且保持穩(wěn)定；燒結礦質量指標、消耗指標均有著較大的提升。

當前內返率13.53%，與前期對比降低1.53%。燒結礦高爐返礦率達到7.39%，與前期對比降低2.51%。低溫還原粉化指數(shù)較前期提高5.09%。

同時隨著厚料層的穩(wěn)定實施，燒結燃耗較前期降低1.5 kg/t礦左右目前保持穩(wěn)定47.5 kg/t礦、料層透氣性的改善使得燒結電耗降低約1.5 kWh/t礦，有效降低了燒結過程能耗。

4 結論

（1）中天南通330 m2燒結機通過強化燒結過程、應用智能燒結技術、使用返礦鑲嵌技術等多種手段，來降低邊緣效應、提高料溫及制粒效果、改善料層透氣性，使得燒結料層逐步提升至1020mm，并且能夠保持持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)。

（2）相比950 mm料層，1020 mm超厚料層實施后，燒結礦低溫還原粉化指數(shù)提升5.09%，目前穩(wěn)定達到75%左右。

（3）相比950 mm料層，1020 mm超厚料層實施后，燒結燃耗降低1.5 kg/t、電耗降低1.5 kWh/t礦。

（4）相比950 mm料層，1020 mm超厚料層實施后，內返率降低1.53%、高返率降低2.51%，目前綜合返礦率保持23%左右。

參考文獻

［1］ 王代軍，李長興，王雷. 首鋼京唐500 m2燒結機厚料層燒結生產(chǎn)實踐［J］.鋼鐵，2010，45（10）：18-21.

［2］ 許滿興. 超厚料層燒結礦的試驗研究與生產(chǎn)實踐[A]//中國金屬學會. 2014年全國煉鐵生產(chǎn)技術會暨煉鐵學術年會文集 （上） ［C］.2014：335-337.

［3］ 彭志堅，汪智德. 燒結機的邊緣效應與抑制措施［J］.燒結球團，1995，20（3）：13-18.

［4］ 彭志堅，汪智德. 燒結機邊緣效應探討［J］.武漢鋼鐵學院學報，1995，18（2）：133-139.

［5］ 劉建波，裴元東，張俊杰，等. 不同粒度返礦鑲嵌燒結技術的研究及工業(yè)應用［J］.燒結球團，2020，45（4）：22-26.

［6］ 劉佳文，陳鐵軍，周仙霖，等.燒結料層透氣性影響因素及其改善措施解析［J］.鋼鐵研究學報，2024，（7）：817-826.

［7］ 李鵬飛，李來勝，陽習端，等. 超高料層燒結工藝下優(yōu)化料層透氣性生產(chǎn)實踐［J］.礦業(yè)工程，2024，22（3）：48-51.

［8］ 張波. 改善900mm厚料層燒結透氣性的措施［J］.燒結球團，2014，39（1）：15-20.