汉钢提升烧结矿质量实践

田肇运

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司， 陕西 汉中 624200）

1 概述

陕钢集团汉钢公司（全文简称汉钢）通过实施热风烧结、厚料层烧结等工艺改进措施，加强烧结机日常生产操作，烧结矿质量得到显著提升。烧结矿成分稳定性得到改善，烧结矿碱度稳定率从74.13%提升至91.15%；烧结矿物理性能得到保障，转鼓指数达到79%以上，筛分指数控制在5%以内，平均粒径从18.13 mm提升至21.23 mm；烧结矿冶金性能得到提升，还原性达到75%，低温还原粉化率（+3.15 mm）达到72%。

2 提升烧结矿质量采取的措施

2.1 原燃料结构及质量把关

烧结矿质量的先决条件是原燃料条件，这一方面要求烧结原燃料结构要合理，主要包括配矿结构、熔剂结构、燃料结构，以及其之间的匹配性；另一方面要求原燃料质量达到工艺要求，且保证质量的稳定性。

汉钢配矿结构主要为三大种：巴西赤铁矿、澳大利亚褐铁矿、周边磁铁矿。配矿中严格控制褐铁矿比例不超过60%，降低烧结过程料层的收缩，同时配加10%～20%周边磁铁精矿粉，保证烧结过程宏观氧化气氛；熔剂结构调整根据含铁原料原始粒度组成进行调整，原始粒度差时，相应增加生石灰粉用量，提升混合料造球效果；固体燃料结构使用主要使用焦末，兰炭、无烟煤有经济性时，配加70%焦末+30%无烟煤/兰炭，保证混合燃料挥发分小于5%。

原燃料质量重点关注混匀矿质量的稳定性，中和混匀料场确保堆料层数大于400层，同时实施“变起点、变终点”堆料，减少两端质量波动；熔剂重点把控粒度控制，要求＜3 mm的大于90%，同时将质量不同的自产生石灰粉和外购生石灰粉分类入仓使用，固体燃料重点把控粒度、水分控制，确保焦末破碎的效果。

2.2 工艺保障措施

2.2.1 保证混合料温度

针对汉钢混合机、制粒机至烧结机机头混合料仓距离较远的情况，为保证混合料温度，降低烧结过湿带对生产质量的影响，一方面水箱，混合机用水经蒸汽加热后达到90℃以上；另一方面，证制粒机用蒸汽压力，确保制粒机提升料温的均匀性。通过以上两项措施，将烧结机圆辊处混合料温度从55℃提升至了60℃。

2.2.2 提升烧结机料层厚度

厚料层烧结有利于改善烧结矿的矿物组成和还原性，促进烧结过程中复合针状铁酸钙的生成，可有效烧结矿转鼓指数、烧结矿的产量，同时，烧结过程中，随着燃烧带下移，由于“自蓄热作用”，厚料层烧结降低固体燃料消耗的效果非常明显，能有效降低固体燃料消耗。

2015年，汉钢265 m2烧结机料层厚度750 mm，与栏板平齐，在不更换栏板的情况下，为继续提升烧结机料层厚度，汉钢采取了梯形布料技术，主要采取了以下方面措施：

1）提升了生石灰粉使用比例，配料室生石灰粉配比达到6%，烧结原料原始透气性增强。

2）对返矿加水，以增强其成球核心作用，同时调整制粒机转速，强化混合制粒性能，提升烧结料3～5 mm粒级。

3）加大七辊布料器日常清理、维护，确保烧结机布料合理偏析，小粒度布于上层，大粒度布于下层。

5）加强烧结机点火温度控制，防止料面结壳影响主管负压升高。

通过以上措施，汉钢将烧结机料层厚度提升至800 mm，超台车栏板50 mm。

2.2.3 保证环冷机冷却效果

1号烧结环冷机为橡胶密封式环冷机，生产中漏风严重，不能保证烧结矿的合理冷却，通过将1号烧结环冷机由橡胶板密封改为包容式机械密封，有效降低了台车与风箱、台车三角梁处、曲轨处台车梁及台车栏板与风罩间的漏风，通过4台风机开度从小到大逐步升高的的冷却制度，保证了烧结机冷却效果，避免了烧结矿急剧冷却或冷却效果不佳。

2.2.4 烧结机增加料面打孔设备

烧结机点火温度控制偏高后容易出现料面结壳的情况，结合后随着料面的收缩，料面出现裂纹，且分布不均，裂纹处冷空气流量较大，使局部烧结过程，为解决这一问题，该公司在热风罩后设立了料面打孔设备，在料面上均匀打孔，保证料层透气的均匀性。

2.3 强化烧结机工艺操作

2.2.1 严格控制燃料粒度

焦末粒度过细后，燃烧速度过快，导致热量不能得到有效利用，粒度过粗，焦末在料层中分布不均，燃料粒度过大，造成周围还原气氛强、物料过熔，燃料少的地方，焦末燃烧产生热量不足以使烧结反应的充分进行。

严格控制焦末粒度，杜绝破碎后焦末过细或过粗，将焦末＜3 mm部分控制在75%～80%；＞5 mm部分控制在5%以内。操作时以机尾红层厚度、亮度的不同微调焦末配比，烧结矿w（FeO）控制要求7%～9%，保证了烧结矿物理性能和冶金性能。

2.2.2 严格控制混合料水分和固定碳

不同的原燃料结构下，由于各物料湿容量的不同，其适宜的混合料水分不同，且存在一定的区间范围。为降低烧结料层过湿带对烧结生产的影响，在保证混合料造球的基础上，追求低水操作，以降低过湿带厚度。

混合料水分的判断上采取双重判断，一方面靠岗位人员及工艺员现场判断，另一方面同时为更加精准判断混合料水分，购置了烘干箱对混合料水分进行测定，有效指导了水分的判断及精准控制。烧结混合料水分控制波动从±0.2%降低至±0.1%。

料层厚度提升50 mm后，降低了烧结配料室固体燃料配加量，配比降低了0.1%，同时为精准控制混合料固定碳，采取了以下方面措施：

1）定期对焦末配料秤进行校准，保证称量的精准。

2）加强焦末的防雨，减少焦末水分波动；看火工、工艺员每班对烧结机机尾红层进行观察，发现偏离预期目标及时对焦末配比进行调整。

2.2.3 强化温度参数的控制

1）点火温度的控制。烧结点火操作要控制适宜的点火温度及点火时间，确保将混合料中的焦末点燃，同时补充料层热量，适宜的点火控制要求为料面不发黄，且无过熔、结壳的现象。正常生产控制下，点火温度为1 000～1100℃，合理调整烧结机前3个风箱开度，保证炉膛压力为微负压或微正压，保证一定的点火深度。

2）废气温度的控制。操作中合理调整烧结机前3个及后3个风箱风门开度，控制该区域风量，将烧结机终点位置稳定控制在倒数第二个风箱，废气温度稳定在120～140℃。

3）成品烧结矿温度的控制。为有效利用烧结矿温度，同时避免发生环冷排“红矿”的现象，环冷风门根据成品矿温度变化调整，风机及风门开度遵循从后向前逐步开启，关闭或调小风门则从前向后，环冷排矿温度控制要适中，不得过高或过低，正常生产中控制在80℃左右。

3 烧结矿质量改进效果

通过以上措施的实施及深化，汉钢公司烧结矿质量得到了改善提升，烧结矿强度得到提升，粒度改善，烧结矿综合返矿率得到降低，烧结矿低温还原粉化率、还原性得到提升，具体见表1。

表1 汉钢烧结矿质量指标

4 结语

1）进厂原燃料质量及结构的合理是烧结矿质量保障的前提。

2）通过实施相关工艺措施，稳定烧结机日常操作，实施低碳厚料层烧结，料层厚度保证在800 mm以上，有利于提升烧结矿质量。

3）合理调控固体燃料粒度、配比，在保证烧结矿冷强度的前提下尽量降低FeO控制水平，才能取得合理均衡的烧结矿物理性能及冶金性能。