改进烧结生产工艺技术与提高烧结矿质量的研究

摘要本文阐述了影响烧结矿质量的理论与技术因素，系统地介绍了

烧结工艺参数对其质量的影响，提出了提高烧结矿质量的几点结论性意见。

关键词烧结矿产质量；工艺参数；理论与实践

前言

烧结生产过程是一个快速、高效、复杂的物理化学变化过程,它既有燃料的燃烧、热量的传质传导，碳酸盐的分解，铁氧化物的氧化与还原反应，又有铁酸盐和橄榄石等新相的生成和再结晶长大，既有固相反应，又有液相反应，这就导致形成烧结过程工艺参数多变量，影响烧结矿产质量。本文的目的是通过分析烧结过程工艺参数的理论与实践，揭示其规律性，从而促进烧结生产的发展和产质量的提高。

1 烧结生产主要工艺参数及其影响

在烧结生产中，料层高度，混合料水份，燃料配比，烧结负压和机速是影响烧结矿产质量的主要工艺参数。

根据大量的试验研究和生产实践证明，在烧结生产主要工艺参数中料层厚度是基础，水、碳是保证,混合料的透气性是关键。下面将分别讨论主要工艺参数对烧结矿产质量的影响。

1.1 料层厚度对烧结矿产质量的影响

1.1.1 料层厚度对烧结矿产量的影响

因为料层厚度直接影响垂直烧结速度和成品率，烧结利用系数先是随料层厚度提高而增加；但是，当料层厚度提高到600mm后又会开始下降，一般料层厚度在500~600mm毫米阶段,烧结机的利用系数是最高的。

1.1.2 料层厚度对烧结矿质量的影响

因为厚料层烧结有利于铁酸钙和Fe2O3矿物相的生成，不利于Fe3O4的存在，因此厚料层烧结有利于FeO含量的降低和烧结矿强度的提高。

1.2 配碳和混合料水份对烧结矿产质量的影响

混合料的水份和配碳的适宜值与烧结矿粉的种类及其粒度组成，燃料的种类和粒度组成及加入方式,料层厚度和温度,热返矿及数量等因素相关。

配碳的高低会明显影响烧结矿的产质量，配碳高了，会扩大燃烧带，增加烧结层的阻力，造成产量降低，同时还会因为温度过高，增大料层还原气氛，使铁酸钙含量下降，FeO含量的上升，直接影响烧结矿的质量。反之，配碳低了，造成烧结带温度不足，成品率和强度下降，影响烧结矿的产量和质量。

1.3 烧结抽风负压对烧结产质量的影响

提高烧结抽风负压，能增加通过料层的风量，加快垂直烧结速度，从而提高烧结产量；当抽风负压过高后，会因垂直烧结速度过快，造成成品率和强度下降；或者还会因抽风负压过高，烧结料层被抽风压紧，使得烧结料层透气性下降，造成产量反而下降。而低负压操作有利于固体燃耗下降，成品率和转鼓指数的提高。

1.4 成品矿的FeO含量对烧结矿产质量的影响

成品矿的FeO含量的高低是衡量一个企业烧结技术水平的重要标志，成品矿的FeO含量高，不仅会造成烧结能耗高，恶化环境保护，它还会对高炉炼铁的能耗和产量造成直接影响。因此，从高炉炼铁的角度出发，要求烧结矿具有低FeO含量和较高的还原性能。

1.5 烧结机速的影响

提高烧结机速，可以提高产量，相反，要提高烧结矿的强度和质量，又要降低烧结机速.机速和垂直烧结速度与烧结矿强度、产量、固体燃耗直接相关。

1.6 烧结风量和负压的影响

由于烧结产量基本与风量成正比例，因此任何增加通过料层风量的办法都能够提高产量。生产中常用的加大通过料层风量的方法有三种：提高抽风机能力；改善烧结料的透气性；改善烧结机及其抽风系统的密封性，较低漏风率。提高抽风机能力的方法有两种，增大抽风负压和风机降格使用。

增大抽风负压，可以提高通过料层的风量，从而增加烧结矿的产量。但是，提高抽风负压后，生产单位烧结矿的耗电量增大，对电力资源缺乏地区是不合理的。在选择最合适的真空度时，要视具体条件考虑综合的经济效果。

另一种加大风量的方法是使抽风机降格使用。用这种方法造成基建投资和电耗增加，而且往往不能使风机充分发挥作用。

改善烧结料透气性，减少料层阻力损失，在不提高风机能力的情况下，可以达到增产的目的；同时，烧结生产的单位电耗降低。因为这种措施使通过料层的风量相对增加，而有害风量相对减少，提高了风的利用率，所以这种方法是合理的。

目前，烧结机的漏风率一般在40%~60%。也就是说抽风机消耗的电能仅有一半用于烧结，而另一半则白白浪费掉了。同时漏风裹带着灰尘对设备造成严格磨损。因此，堵漏风是挖潜风机潜力，提高通过料层风量的十分重要的措施。减少漏风的方法是改善现有烧结机及其抽风系统的密封性；还应该做到勤查勤堵。

2 提高烧结矿产质量的实践

2.1改善原料的结构

安钢烧结厂以精矿为主，增加粒度粗且均匀的富矿粉，料层厚度逐步提高到600毫米。由于粉矿配加量的提高，原料结构得到改善，提高了料层透气性，强化了烧结过程，提高了烧结矿的产质量。

2.2使用全生石灰烧结,强化生石灰消化

安钢烧结厂采用全生石灰烧结，而且在生石灰消化器内加适量的热水，提高生石灰的活性度，生石灰得以提前消化，不仅消除了成品烧结矿中的“白点”现象，而且混合料粒度组成得以改善，大于3毫米粒级含量由65%提高到73%左右，混合料温度提高25度，对提高烧结矿产质量和降低固体燃耗非常有利。2.3小球烧结和燃料分加

为提高造球效果，稳定混合料料流，提高料层透气性，安钢还对造球设备进行改造：

2.3.1改进给料装置；

2.3.2调整圆盘给料机的倾角；

2.3.3安装圆盘造球机雾化水喷头；

2.3.4采用九辊布料器；

2.3.5改进点火器；

2.3.6大型现代化原料场的投入使用，等等

在燃料分加上，根据原料结构的变化，适当放粗燃料的粒度，内配小于3毫米粒级含量占80%以上，外配小于3毫米粒级含量占75%以上，且小于3毫米粒级含量小于30%，改善了燃料燃烧的动力学条件，提高了垂直烧结速度和烧结矿强度。

3 结语

(1)烧结主要工艺参数的相互关系，厚料层是基础，适宜的水\碳是保证，混合料的透气性是烧结产质量的关键。

(2)厚料层是烧结生产实现低碳、低FeO高强度、高还原性的基础。料层增加100毫米，一般可降低FeO0.6~1.5%，提高转鼓指数1.5~2.5%，降低固体燃耗10Kg/吨矿。

(3)混合料适宜的水分和配碳取决于矿种、碱度、料层厚度和热返矿的粒度及数量，混合料适宜的水分随料层厚度而下降，厚料层低水分才能实现低FeO，高配碳不利于铁酸钙的生成和RDI、FeO的降低。

(4)高烧结机抽风负压高机速生产虽然有利于产量的提高，但不利于强度的改善；厚料层、低负压、低机速有利于固体燃耗和FeO的降低，也有利于转鼓指数的改善。

(5) FeO是衡量一个企业烧结技术水平的重要标志，厚料层、低配碳、低水分有利于降低FeO，配碳降低1%，FeO将会下降1~2%。

(6)安钢烧结生产实践证明实行厚料层烧结，烧结矿产量不但没有降低，利用系数反而升高了0.027吨/平方米﹒小时，固体燃料消耗降低了3Kg/吨，转鼓指数提高了1.14%，FeO含量下降了0.79%，返矿率降低0.89%。

参考文献

[1]许满兴北京科技大学铁前技术讲座讲义2002.3

[2]孙广伟全国炼铁信息网中南组第十四次技术交流会论文集2007.12