高炉炉料要求及烧结技术现状浅谈

吴浩

（山东省冶金设计院股份有限公司，山东 济南 250101）

高炉作为一种竖炉生产技术，主要是利用碳使含铁氧化物发生还原反应，主要产品为铁水，并会产生煤气或者炉渣等副产品。影响高炉技术取得良好效果的重要因素包括烧结原料的选择等。现阶段，烧结矿技术主要包括厚料层烧结以及烟气循环工艺等，已经在高炉技术中取得了良好应用。为了保证烧结成品具有较高的质量，应该加强对烧结技术的研究，并在这个基础上实现高炉技术的良好发展。

1 国内外现阶段高炉炉料结构的主要形式

1.1 高碱度烧结矿结合酸性球团矿的形式

这种形式已经在高炉生产中有较长时间的应用，并作为高炉生产中的重要炉料结构形式。以鞍钢为例，该企业在1990年采用了含量为70%的高碱度烧结矿与30%的酸性球团矿相结合的炉料结构，将其应用在工业生产中，取得了良好的应用效果，并且鞍钢部分的大型高炉均采用这种结构，与采用全部的自烙性烧结矿相比具有利用系数明显提高的特点，并且综合焦比有一定程度的降低。从以上阐述可以看出，高碱度烧结矿与酸性球团矿结合的这种炉料结构形式在高炉生产中有良好应用，并且逐渐成为重要的炉料结构形式。

1.2 高碱度烧结矿结合酸性球团矿以及块矿的形式

高碱度烧结矿结合酸性球团矿以及块矿的这种炉料形式在我国炼铁业较为普遍，例如，宝钢在早期生产阶段，将烧结矿为85%，球团矿为5%以及块矿为10%的炉料结构应用在工业生产中，相对使用全部自烙矿作为烧结原料来讲，具有一定的生产优势。随着时间的推移，宝钢又改变了这一炉料结构中块矿的含量，增加一定程度的块矿使用量，但是由于块矿的使用量较多，导致这种炉料结构与指标水平存在一定差距。该炉料结构已经成为一种重要结构形式，通过加强对该炉料结构形式的研究，能有效保证烧结原料利用率的提高，进而满足工业生产对烧结原料的需求。

1.3 提高球团矿入炉比

提高球团矿入炉比的这种炉料结构是欧盟炼铁业的主要发展方向，在工业生产中，球团矿的使用量很早时期便到达20%以上，并且随着瑞典的SSAB厂提出精品战略开始，球团矿的使用量已经到达几乎为100%的程度，促使高炉利用系数以及综合燃料比等有一定程度的增加。通过加大球团矿的使用量能有效提高烧结成品的质量，并且球团矿相对烧结矿来讲，将具有降低能耗的优势，能实现较大的经济效益，对降低工业生产成本以及能耗等有重要意义。因此，应该加强对这一炉料结构形式的研究，促使其在高炉生产中发挥重要作用。

1.4 高碱度烧结矿加配块矿

应用在高炉生产的烧结原料中的烧结矿含量在很长时间内保持在73.1%至76.9%之间，产生的变动不明显。这种炉料结构形式主要应用在日本的炼铁业中，其中烧结矿含量比例波动不大的主要原因为日本资源较为贫乏，他们使用大量铁矿粉或者混合矿破碎后所得矿粉作为烧结原料。因此，日本用于工业生产中的烧结原料的结构形式属于烧结矿与球团矿相互结合的形式，并作为高炉的主要含铁原料。

1.5 其他形式

处理上述炉料结构形式外，还存在多种其余的炉料结构形式，主要包括以下几种：第一，高碱度的小球团矿结合酸性球团矿的形式。这种结构形式能结合烧结矿以及球团矿的工艺特点，属于烧结球团工艺的一种；第二，高碱度烧结矿结合低碱度烧结矿的结构形式，这种形式在宣钢的工业生产中有一定应用；第三，全部的酸性球团矿结合石灰石的形式，这种形式主要应用在凌钢的工业生产中；第四，利用全部的自熔性烧结矿作为烧结原料，这种结构形式主要应用在首钢生产中。

2 国内外烧结矿技术现状

为了保证烧结成品具有较高的质量，应该加强对烧结技术的研究，并且应该结合现阶段分析铁矿石资源的具体情况，促使烧结技术在不断的探索中得以实现良好发展。目前应用在实际生产过程的烧结技术主要包括以下几种。

2.1 厚料层烧结

厚料层烧结技术已经经过了长时间的发展，并且在实际高炉生产工艺有良好应用。该技术原理是指在高炉中铺设一层有一定厚度的烧结原料，在实际的生产过程中，烧结机料层可达800mm。由于较厚的料层具有自主蓄热的功能，可以促使烧结原料在适当的温度下发生反应，不容易发生热量散失的情况。并且随着料层厚度的增加，将导致其温度逐渐升高，针对这一现象，可以进行低温烧结这种操作，又可利用料层厚度使温度分布均匀这一特点，实现改善烧结矿质量这一目标，保证烧结成品具有较好的质量。另外，应用厚料层技术，将有利于降低返矿数量，进而有利于节约能耗、加强对环境的保护作用，即是保证烧结技术与其发展理念相一致。该技术具有较大的发展空间，并且能保证高炉技术的良好发展。以张店钢铁总厂为例，该企业拥有一台180平方米的烧结机，主要用于为高炉供料，由于在生产过程中出现返矿率差以及强度差等问题，不能满足高炉生产的需求。因此该厂通过加强对厚料层烧结技术的研究，决定将该技术应用在实际生产中，在对应用效果进行分析时，可发现其料层透气性有明显改善，并且料层有效风量有所增加，实现了该原料厂以往生产时出现的问题，进而保证为高炉生产提供优质烧结矿。

2.2 喷洒CaCl2溶液

喷洒CaCl2工艺是指将该统一喷洒在具有一定温度的烧结矿上，在水分蒸发之后，将促使CaCl2中的溶质发生结晶现象，并且结晶产生的晶体将附着在烧结矿的表面以及空隙中，这时将形成一层覆盖在烧结矿上的保护膜，具有蓄热作用，减少了热量的散发，并在这个基础上实现对烧结矿还原率的抑制。这种技术的应用将保证烧结原料利用率的提高，保证良好的成品质量，并在这个基础上将有效实现烧结原料的合理利用，不仅有利于节约能耗，同时节省了烧结原料的使用，因此，应该加强对该技术的研究，保证其创新发展。以鞍钢为例，该企业已经将喷洒CaCl2工艺应用在实际生产中，并且在不断的应用过程中实现该技术的不断创新发展，根据该工艺的实际应用效果可观察到其对烧结矿质量的提高有积极促进作用，并能提高烧结矿的低温还原粉化性能。

2.3 热风点火工艺

热风点火工艺的原理为：在实际生产过程中，从环冷机高以及中温段的废气出口处，接入高温废气，并且在多管除尘器以及高温引风机的作用下，将高温热风传送至点火装置中，使热风作为助燃空气，并能起到保温作用。同时，将热风传送至点火保温炉的后端装置中，促使其在热风罩中发生热风烧结反应，进而提高烧结矿质量。热风点火工艺主要是利用热风来回收表面烧结矿的预热，能有效补充烧结过程需要的部分热量，进而减少燃料的使用，在节能方面有重要作用。

2.4 烟气循环工艺

该技术是一项重要的烧结技术，由于高炉生产将释放一定量的SO2气体，对环境有不利影响，而通过烟气循环工艺的应用能有效避免这一问题，将明显降低SO2气体的释放量。应用在高炉生产中的烟气循环工艺可以主要分为内循环以及外循环工艺两种，其中内循环工艺在进行取风操作时，将直接从风箱支管中进行，而外循环工艺主要是从主抽风机中取风，之后在风的作用下，实现烧结矿的循环利用，进而实现SO2气体富集的目的，并且风的余热也得到了有效利用。另外，为了提高烧结料层中风的温度以及氧含量，可将环冷机中的热废气传送到这部分的烟气中，在两者混匀之后，可将其应用在循环烟瘴中，并再次利用料层进行烧结工艺。烟气循环技术具有减少燃料使用的优势，并能充分利用环冷废气的热量，使有害气体排放量明显降低，对环境有一定的保护作用。

3 结语

现阶段，影响我国钢铁业生产的主要因素在于生产过程对环境的影响以及高能耗等，严重影响了钢铁业的持续发展。针对这一现象，应该将发展循环经济、整合资源等作为钢铁业的重要发展内容。其中高炉原料利用率的提高能有效满足钢铁业的发展需求，通过加强对烧结技术的研究，能有效促使烧结原料最大程度的转化为烧结成品，进而保证高炉技术的良好发展。

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