180m2烧结机厚料层的应用(2)

180m2烧结机厚料层烧结的应用
宫建海杨霞边秀生何军
（张店钢铁总厂炼铁厂）
摘要张钢180m2烧结系统通过提高原燃料加工质量、强化制粒效果，预热混合料、实施混合料水分自动控制稳定水份、燃料二次分加、改善布料效果、减缓边缘效应和降低漏风率等措施来进一步提高烧结料层厚度等措施，实现了180m2烧结机780mm厚料层烧结生产，使烧结矿技术指标及质量明显提高
关键词厚料层烧结强化制粒自动控制二次分加布料效果
1前言
近年来，国际能源价格的涨幅较大，节能降耗已成为企业发展的重要途径之一。

烧结作为高炉冶炼的主要优质含铁原料，进一步改善烧结矿质量，降低固体燃耗对高炉增铁节焦具有重要作用，而降低烧结固体燃耗和提高烧结矿质量的重要措施之一就是实施厚料层烧结。

张店钢铁总厂现有一台180m2带式烧结机，负责为一只1350m3高炉供料，主要工艺流程包括一次料场、预配料、混匀料场、燃料细破、配料、混合制粒、烧结、冷却和整粒筛分等系统，设计利用系数1.48t/m2h。

180m2带式烧结机自2010年1月投产以来，存在烧结利用系数偏低，返矿率高，强度差，烧结矿粒度组成不合理等方面问题，无法满足高炉用料的要求。

为此原料厂通过研究厚料层烧结技术，实施各种技术创新来改善料层透气性，增加通过料层的有效风量，使烧结料层厚度由700mm提高到780mm，并有效地解决了以上存在的问题。

保证了向高炉提供优质、高产的烧结矿。

2厚料层烧结的特点及基本条件
2.1厚料层烧结的特点
2.1.1随着烧结料层的提高，点火时间和高温保持时间延长，表层供热充足，冷却强度降低，烧结表面强度差的烧结矿比例相应下降，成品烧结矿产量提高。

2.1.2厚料层烧结时，烧结高温带增宽矿物结晶充分，主要液相体系以铁酸钙为主，烧结矿强度和成矿率提高。

2.1.3烧结过程中，料层自动蓄热能力随料层的增加而增强，当燃烧层处于料面以下180~220mm时，蓄热量仅占燃烧层总收入的35%~45%，而距料面400mm的位置，此值增大到55%~60%，因此可减少烧结料中的燃料用量，提高料层内部的氧位，促进碳的完全燃烧，使烧结过程的氧化性气氛增强，有利于低熔点CaO-Fe2O3黏结相的生成。

同时料层内最高温度的下降，降低烧结固体燃耗用量，还可降低烧结矿中的FeO含量，提高烧结矿的还原性。

2.2 180m2烧结机具备的基本条件
2.2.1物料条件
随着铁矿石市场的变化，张钢180m2烧结机主要用料以PB粉、印粉和澳粉为主，含铁原料粒度较粗，烧结料层透气性较好，具备厚料层烧结的物料条件。

2.2.1设备条件
张钢180m2烧结机于2010年初建成投产，烧结工艺流程主要包括一次料场、预配料、混匀料场、燃料细破、配料、混合制粒、烧结、冷却和整粒筛分等系统。

配料系统采用重量法集中配料将混匀矿、熔剂、燃料、返矿设定配比后由计算机系统自动控制，为稳定配料槽的料位，各料槽均设有料位计，可连续在线显示测定值。

混合和制粒采用两段式，一次混合的设备规格为ф3×12m，混合时间约为2.5min，主要任务是混匀加水；二次混合的设备规格为ф3.5×14m，制粒时间约为3min，主要任务为制粒造球。

布料方式采用梭式布料机、圆辊给料机和七辊布料的装置将混匀料均匀的布到台车上，设计料层厚度700mm，台车栏板高730mm。

烧结点火采用高炉煤气，为达到点火温度要求，同时降低点火煤气的消耗量，对空气及煤气采取双预热措施，点火温度控制在1150±50℃，点火时间1～1.5min。

主抽风机为SJ16500烧结抽风机，进口负压16500Pa，风量为16500m3/min。

烧结饼经单辊热破后进入鼓风环式冷却机，冷却料层厚度约1400mm，冷却后经筛分并按粒度进行分级，≤5mm部分返回配料室，≥5mm部分作为成品矿供高炉使用，部分10~20mm 部分作为烧结铺底料使用。

3厚料层烧结的措施实施
在厚料层烧结实施过程中，通过到其他钢铁企业考察学习和不断进行摸索，采取了提高原燃料加工质量、强化制粒效果，预热混合料、实施混合料水分自动控制稳定水份、燃料二次分加、改善布料效果、减缓边缘效应和降低漏风率等措施来进一步提高烧结料层厚度等措施，实现了180m2烧结机750mm厚料层烧结生产。

3.1提高原燃料加工质量
3.1.1熔剂对厚料层烧结的影响
生石灰粉和白云石粉的质量和粒度对烧结影响较大，如果生石灰粉和白云石粉粒度偏
粗，宜造成烧结矿中存在游离的CaO存在，烧结矿存在“白点”现象，影响烧结矿强度和内在成分。

生石灰活性度偏低，会造成生石灰与水消化时，消化时间延长，破坏混匀料制粒效果。

因此，将生石灰粉粒度0~3mm控制在90%以上和白云石粉粒度（≤3mm）控制在85%以上。

生石灰粉活性度要求在250ml。

3.1.2固体燃料对厚料层烧结的影响
如果固体燃料粒度偏粗，造成过厚的燃烧层，增加了料层的阻力，同时降低燃烧温度，且在转运和布料时易产生偏析，造成局部过熔。

粒度过细，则降低料层的透气性，同时造成燃烧速度过快，使燃烧层过薄，来不及产生足够的液相，影响烧结矿的强度。

因此，将固体燃料粒度控制在以1~3mm为最佳。

为避免小于1mm的粒级过多而影响烧结，要求燃料粒级小于3mm的占75%左右。

3.2强化混匀料制粒效果
3.2.1采用新型混合机衬板，改变混合机衬板铸造材料并改进衬板挡料立筋的构造，增加混合机内壁对混合料的附着力。

3.2.2冷返矿在进入一次混合料机前，加装水喷头将冷返矿进行提前加水湿润，提高了混匀料在一二混的制粒效果。

3.2.3混合机使用雾化喷头，采用雾化水制粒。

对一混内的加水喷头进行改造，用16个雾化喷头代替原来的柱状加水，并对一混雾化喷头的角度进行优化，使雾化水能够与混料筒下行的混匀料充分结合，改善混匀料的成球效果。

改造后在物料结构一定的情况下，混合料中小于1mm部分由15.28%，降到13.4%，降低了1.88个百分点，较好的改善了料层透气性，为实施厚料层烧结了创造有利的条件。

通过以上措施，强化混匀制粒效果，改善烧结料层的透气性，做好厚料层烧结的基础。

3.3提高混匀料温度
3.3.1混匀料蒸汽预热，在一、二号混料筒内通入蒸汽，预热混匀料。

3.3.2优化布置混合料仓蒸汽预热装置，调整蒸汽在各喷嘴的开度，使仓内混合料温度分布均匀。

3.3.3使用生石灰消化系统，利用生石灰消化放热提高混合料料温，同时在1H-1皮带机上安装分料器使消化后的消石灰充分跟混匀料接触，减少热量散失，提高混匀料料温。

通过以上措施，将混匀料料温提高到60℃以上，防止和减薄烧结过湿层现象，提高烧结料层的透气性。

3.4稳定混合料水份
混合料水分是烧结生产中的重要工艺参数之一，它对混合料造球、料层传热及料层透气性影响较大，厚料层烧结技要求“低水低碳”，对混合料水分的控制和波动要求较高。

为此我们在一、二混分别安装一套红外水分测控系统，在水管路上增加流量控制回路组成一个综合控制系统；根据工艺要求的混合料水分设定值，与红外水分检测信号相比较，自动调节控制给水量的大小。

该项目实施后，一、二混的加水和制粒完全实现了自动控制，大大减少了混合料水分波动对烧结生产的影响。

3.5实施燃料二次分加技术
在一、二混之间新建一个燃料仓和拖拉皮带称系统，将配入混合料中的燃料分两次加入，一部分燃料在配料室与铁料和熔剂配加，另一部分燃料在一混加水混合后，在进二混之前皮带上配加，并将该系统并入配料自动控制系统，实现了自动化控制。

项目实施后，改善了燃料的燃烧条件，提高了燃料在烧结过程的燃烧速度和烧结过程的热态透气性，减少烧结料层下部的过熔，从而达到增产降耗的目的。

3.6改善布料效果，减缓边缘效应
使用压料装置，安装松料器，改善布料的均匀性，实现偏析布料，消除台车两侧的边缘效应。

为减缓边缘效应对烧结过程的影响，在布料器和点火室之间安装一组压辊，对料面中间和两侧进行不同程度的下压，减少通过料层两侧的有害风量，使通过料层的有效风量趋于均匀。

同时对台车栏板重新进行设计，增加了加强筋设计和栏板厚度，也有效地减少了台车两侧的漏风。

4加强烧结机操作，实现本班同步操作，四班统一操作。

4.1保证混匀料仓、冷返矿仓、熔剂及燃料仓物料仓位在1/2左右仓位，确保物料流量的稳定。

4.2稳定混匀料发料量，减少加、缓料次数，从而稳定混匀料水份和配碳量。

4.3严格“以风为纲、稳定水碳、铺平朴厚、烧透慢转”的操作方针
细化工艺纪律检查细则，保证工艺操作和工艺参数，严格控制料层厚度和台车速度，确保厚料层烧结的顺利进行。

4.4及时清理松料器的杂物，以及泥辊上部的粘料，确保料面平整，无拉钩现象。

4.5正常清理台车篦条，保证好台车篦条的透气性。

5效果
通过以上措施，将烧结料层厚度提高至780mm，大大改善了烧结矿质量，固体燃耗下降明显，
具体指标如下表（表一）
表二使用厚料层后烧结经济技术指标比较
料层厚度利用系数固体燃耗返矿率R FeO /mm /t.h-1.m-2/Kg.t-1/% /倍/%
710 1.40 51 17.02 1.84 8.20
1.59 47.5 13.40 1.77 7.99
比较+70 +0.19 -3.5 -3.62 -0.07 -0.21 表二使用厚料层后烧结经济技术指标比较
料层厚度
/mm 利用系数
/tm-2h-1
固体燃耗
/Kgt-1
FeO
/%
转股强度
/%
返矿率
/%
实施前实施后比较710
780
+70
1.40
1.59
+0.19
51
47.5
-3.5
8.2
7.99
-0.21
75.4
76.1
+0.7
17.02
13.40
-3.62
从表中看出,采用厚料层烧结后,料层厚度提高了70mm,利用系数提高了0.19 tm-2h-1,固体燃耗降低了3.5Kgt-1,烧结矿FeO含量降低了0.21%,转股强度提高了0.7%,烧结返粉率降低了3.62%.
6结论
6.1提高烧结料层厚度,提高了烧结机利用系数,大幅提高了烧结矿强度和冶金性能,返矿率明显降低.
6.2提高烧结料层厚度后,降低了固体燃耗用量。

6.3提高混合料透气性是厚料层操作的关键。