烧结球团质量优化的措施

李福强

（河钢集团宣钢公司，河北 张家口 075100）

随着我国经济的飞速发展，而我国钢铁工业进入快速发展的轨道，球团矿作为高炉炼铁的一种主要含铁炉料发展的速度超过了高炉炼铁年增长的速度.我国生铁年产量由2001 年的15554 万t 增长到2011 年62969 万t；球团矿年产量由2001 年的1784 万t 增长到2011 年20410 万t。近几年来，受矿价、成本和理念的影响，我国球团矿的年产量降低了不少。钢铁行业是我国重要的工业支柱。钢铁冶炼工艺复杂，影响质量的因素有很多。其中原材料的质量占据了重要的部分。要想保证质量稳定，首先要做好原料质量控制工作。跨入二十一以来，我国球团矿的年产能提高很快，2011 年年产量达到了20410 万t，（年增幅达到18%），球团矿占炉料结构比例已经接近20%，但近几年受烧结粉与铁精粉的差价和成本理念的影响，球团矿年产量一路下降，2015年的年产量约为12800 万t，下降了7600 万t.目前随矿价进入低价的新常态，我国球团矿的产量预计会很快得到新的发展[1]。

1 烧结工序能源消耗的原因

1.1 重产量

在当前，仍旧还有部分管理人员保留着“重高炉、轻烧结”的偏见思想，因此在这些钢铁企业中，其烧结生产能与高炉的生产能力之间不够相称。而随着我国钢铁工业的不断发展进步，高炉炼铁的产量也在飞速上升，在这一步背景下对于熟炼率的要求也随之得到了提升，因此着对于烧结工序来说，是一种无形的压力。而在这一压力下，烧结厂将会将所有的精力放在烧结工序上来增加烧结矿的产量，但是基于理智的角度来看，这一过于追求高产量的做法是不可取的，因为要想实现这一目的就需要以高耗能为基础。这一做法虽然可以有效地提高产量，但是却无法降低成本费用。

1.2 科学技术含量低

由于我国的烧结工序相较于发达国家之间，仍旧还存在一定的差距，虽然经过多年的研究，我国也已经具备了一套自己的科技研究成果，但是技术含量相对偏低，仍旧无法与发达国家之间相比较[2]。

2 提高生球粒度合格率

生球的粒径组成一般如下：10mm ～16mm 的粒径含量超过85%，大于16mm 且小于6.3mm 的粒径含量不超过5%。家用活球的粒径通常为8mm ～16mm，最佳粒径为10mm ～12mm，外来活球的粒径为9.5mm ～12.7mm。这将降低干燥温度并提高烧成质量和颗粒生产能力。因此，在下文中，我们将讨论调节辊筛间隙对生球尺寸，颗粒强度的影响。

2.1 生球粒度对球团抗压强度的影响

进行数据采样以研究生坯颗粒尺寸对预热颗粒和成品颗粒抗压强度的影响。缩小原始颗粒的尺寸范围会降低预热和成品颗粒的极低压缩强度。但是，如果粒度太小，则返回的物料太多，从而使返回带操作不安全，并增加了生产成本。考虑到上述因素，将生坯球辊筛的筛网间隙从9mm ～17mm 调整为10mm ～15mm，以减少生坯粒径的差异，预热粒料和成品粒料的压缩强度提高[3]。

2.2 调整辊筛间隙，优化造球盘边高，提高生球8mm ～16mm 粒度合格率

修改生球滚筒筛的辊隙，并调整其固定结构，使其难以滑动。根据球制造理论，球制造盘的边缘高度（H）由球制造盘的直径（D）确定，球制造盘的直径（D）由颗粒盘的倾斜角（α）固定。因此，进行了造粒盘边缘高度的优化测试。试验表明，在鄂口铁矿的原料条件下，当造粒盘边缘高度为600mm，倾斜角为47°，转速为42Hz 时，生球从盘中的穿透率最高。根据测试结果，调整造粒盘边缘的高度，并调整材料衬里的厚度，使其稳定在600±5mm。同时，我们调整了倾斜角度和旋转速度。旋转速度稳定在40Hz ～42Hz。

3 优化回转窑喷煤枪参数，提高窑头温度

回转窑燃料通常有两种类型：高炉煤气和煤粉。峨口铁矿的回转窑以煤粉为燃料，煤粉缓慢燃烧，注煤枪的枪头为黑色，火头较长。浓度不足和峰值较低将最终导致窑头球的抗压强度降低和窑头球的温度降低。但是，如果窑炉的温度过高，则窑炉的中心与背面之间的结会变得很牢固。因此，进行了喷煤枪参数调节测试，以调节火焰分布并提高窑炉中的峰值火焰温度。主要措施是增加旋风量。这将导致煤粉在枪头处迅速点燃。试验表明，适当增加内部空气开口并降低外部空气开口会增加窑的峰值温度，增加窑头球的温度，并增加窑头球的抗压强度。调整喷煤枪参数后，跟踪炉排和回转窑的一些参数，如果喷煤量和预热二级烟罩的温度基本相同，则窑头球和窑的温度事实证明，头球的阻力基本相同。抗压强度，窑球和炉头的抗压强度大大提高，窑中结的中心向窑头移动，窑口开始形成圈，但窑后的圈速明显减少。

4 设计制作环冷机1#风箱调风门

在降低回转窑头窑皮生长速率的制造过程中，根据操作要求，增加了进入窑接收料斗的空气量，增加了从料斗进入窑炉的粉尘量，并且循环的粉尘形成了回转窑头回路。因此，通过在百叶窗式环形冷却器下部漏斗的进气管上增加节流阀，并将开度调节在0%～100%的范围内，可以减少进入窑炉或窑炉的低温空气量。粉末的百分比直接返回到集管中的窑，同时减慢了授粉料斗中窑集管的快速冷却。安装空气挡板后，执行开启测试。测试结果表明，风门开度在20%～30%之间。实施后，窑头罩温度升高10℃以上，窑头球温度升高15℃以上，窑头烟罩和窑头球的温度趋于稳定，回转窑头窑皮的生长速度明显减慢[4]。

5 优化链篦机热工系统参数

颗粒焙烧过程通常可以分为五个阶段：干燥，预热，焙烧，浸泡和冷却。这些涉及热物理性质，热载体性质，热交换强度和粒料的加热速率控制。它与材料的化学和矿物成分有关。近年来，随着峨口铁矿石开采深度的增加，矿石的成分发生了变化，精炼粉的焙烧性能也发生了变化。因此，我们提出并安排了制造测试，以根据铁精矿的焙烧性能的变化来提高系统温度，并将链式炉排预热的两级通风橱的温度从1025℃更改为1055℃。升高温度是提高粒料抗压强度的有效方法。在试验的基础上，调整了温度控制标准，将预热的两级通风柜的温度范围从900℃～1030℃调整到900℃～1065℃，将最高温度提高了35℃，并提高了颗粒的抗压强度做到了302N/个。同时，这是成品球抗压强度的合格率（已认证的颗粒抗压强度≥2000N/个），颗粒产量几乎没有变化，从71%增加到82%，增加了11%。

6 在回转窑窑头罩增设窑头球温度

在线测量装置，控制链环系统，其他温度窑炉顶球温度在线测量装置是用于家用颗粒系统通过控制窑炉顶球温度来控制球体强度的装置。已经发现，在制造过程中，如果窑头球的温度波动，则窑头球和成品颗粒的抗压强度会相应地波动。为此，我们测试并跟踪了回转窑的窑头温度，窑头的抗压强度以及颗粒的抗压强度。随着回转窑头球温度的升高，颗粒的抗压强度也会发生变化。它显示出上升趋势。因此，对后窑责任的评估中包括回转窑头球的温度顺应性。这意味着该设备应用程序一方面可以使操作员和现场管理人员及时检测颗粒温度波动。另一方面，可以及时控制窑头球的温度和数据，以提高窑头球的温度达标率。

7 预热混合料提高料温

通过将混合物预热以使烧结的混合层的温度高于露点温度，有效地减少或消除了由于过度的湿度引起的混合层的不利影响，提高了层的渗透性并且可以提高质量和产量。首先，向混合物中加入冷水，然后加入温水。确保热水温度超过85℃。不仅在第二次混合中引入了蒸汽，而且还在矿石罐的底部引入了蒸汽。由于初始蒸汽压力不够稳定，所以在矿石罐中发生了粘滞现象。确保蒸汽压力稳定在3.0kpa，并且物料温度清晰。台车料的温度从最初的53℃升高到75℃。

8 加强水碳控制

烧结混合物必须保持适当的水分。适当的水分含量是确保造粒和提高材料层渗透性的重要条件。同时，水分还会传递热量和氧气。当前的湿度控制在7%～8%之间，影响湿度控制的主要原因有两个。首先，烧结厂使用圆盘给料机和电子皮带秤来切割材料，由于进给过程中的巨大波动，很难控制水量。严格禁止单个仓库卸货要求，多个仓库卸货要求，实时监控配料秤的稳定性以及定期校准电子皮带秤。其次，我们在第二部分中添加了粉煤灰，但是由于粉煤灰粒度小，造粒性差，投入量非常不稳定，因此有必要立即将粉煤灰更换为搅拌场。我选择了加强手推车柱的操作，合理控制炼焦煤的比例，并根据燃料的固定碳含量适当调整燃料比。具体的调整主要是根据飞机的机尾部分[5]。

9 结语

随着我国对精料和合理炉料结构认识的提高，炼铁技术经济指标不断优化，球团矿得到企业的青睐和高度重视，对球团矿需求强劲。总之，通过对烧结设备的改造和烧结工艺的优化，烧结矿质量较之前有了很大的提升，这对于高炉的生产运行提供了有力的保障，也促进了钢铁企业的深化发展。