提高245 m2烧结机料层厚度的生产实践

郭志斌，王 毅

（方大特钢科技股份有限公司，江西 南昌 330012）

1 前言

由于市场因素影响，方大特钢为降低烧结矿原料成本，平铺料中配入了大量的褐铁矿、二次资源及其他劣质矿，对烧结矿固体燃耗、转鼓、烧成率等均有较大不利影响。为了改善这些相关指标，工艺上最有效的手段就是提高烧结料厚度。采用厚料层烧结可使整个烧结过程热交换充分，延长高温反应时间，有利于各种物理化学反应的进行，矿物结晶充分、烧结矿组成和结构得到改善，使烧结矿大块降低、粉末减少，粒度趋于均匀、成品率提高。同时能够充分发挥烧结过程的“自动蓄热作用”，降低配碳量，有利于提高烧结矿的产量和质量［1-2］。

方大特钢通过对工艺、设备进行优化改造，大幅改善了原料的透气性，为提高料层厚度创造有利条件。方大特钢245 m2烧结机料层厚度由2021 年平均780 mm提高到2022年平均878 mm，各项技术经济指标均有明显提升。

2 影响烧结矿机料层厚度的因素分析

2.1 混匀料粒度的影响

混合料制粒作为烧结生产的关键工序，是将细粒度粉料黏附到粗大核心颗粒上的过程。良好的制粒能改善料层的透气性，提高烧结矿产质量。因烧结平铺料中配入了大量的硫酸渣、三类粗精粉等粒度细、亲水性差的矿粉，因此需要提高混匀料制粒效果来改造混合料的粒度。

2.2 混匀料温的影响

烧结混合料温是制约烧结生产的一个重要因素。随着料温的提升可减少料层中水蒸气冷凝形成过湿层，当料温达到露点以上（65 ℃）可显著减少过湿层的出现。因此混合料温提升可有效降低过湿层厚度和过湿层对气流的阻力，改善料层透气性。

2.3 混匀料水分的影响

在混料工序中，通过在烧结料中加水使得混合料成球改善料层透气性，并在烧结过程中提高混合料传热能力、减少气流阻力。但烧结过程中水分蒸发后随废气下降到混合料层会发生冷凝现场产生过湿层，降低烧结过程的透气性，并且随着烧结机料层厚度的增加，烧结过程中的冷凝现象也随之加剧，造成烧结过湿带变宽，料层透气性急剧降低。因此，为了提高料层厚度，需要在确保烧结料造球效果的情况下，尽量降低并稳定混合料水分。

2.4 布料的影响

由于烧结机料层提升后料层高度超出台车挡板高度，造成台车两侧大量撒料。同时由于料层的提升，料层阻力加大，台车两侧边缘效应加重，边缘部分烧结速度加快，提前到达终点。由于边缘部分透气性过剩，吸入大量冷空气，影响点火效果，造成边缘部分点火效果差，烧结过程不同步，边缘处出现严重裂缝，形成有害漏风。

2.5 漏风的影响

烧结过程中系统的负压必将导致料面缝隙及台车侧壁之间发生一定程度上的漏风。随着系统的磨损，烧结烟道、烟管等处也会产生不同程度的磨损。空气由密封性较差的位置进入烧结系统，同时降低了烧结系统的工作负压及烧结台车的有效风量，降低烧结矿的产量［3］。随着烧结机料层厚度的提升，料层阻力增大，风箱负压上升，空气更容易从漏风处进入系统，导致漏风现象加剧。

3 厚料层措施实施

3.1 改善混匀料粒度

（1）强化生石灰消化。由于245 m2烧结机工艺流程紧凑，一混烧结机设计尺寸为3 500 mm×13 000 mm，混匀时间为148 s，填充率达到13.5%以上。因此生石灰在一混料筒内如果未完成充分消化，过二混后继续消化膨胀，会造成已成型的小球破裂，导致透气性变差。在烧结配料湿法除尘污水池及混料工艺水池通入炼钢蒸汽，提高了水温、加快了生石灰消化速度。同时将主要加水点迁移至12#B 生石灰消化器产生生石灰浆液并盖在12#A 生石灰上面，在皮带上提前消化，延长了消化时间。生石灰消化形成的消石灰胶质增加，提高了制粒小球的成球率，有效改善了混匀料的粒级组成，起到强化烧结的目的。

（2）适当增加粗颗粒矿石的配加量。通过在烧结料中，配入一定量的块矿筛下颗粒物，提高铁料的原始粒度，增加物料间的孔隙度，改善烧结过程中的透气性。通过采取以上措施后，烧结混合料的粒度组成明显得到改善。

3.2 提升混合料温

因炼钢厂低压饱和蒸汽，其水源未进行除氧、除盐，不可直接用于发电。除去厂内部分工序使用外，剩余的蒸汽经常放散。前期烧结脱硫烟气脱白系统使用的炼钢低压饱和蒸汽，自2021年3月烟气脱白系统停用后，炼钢低压饱和蒸汽有存在富余并放散。因此，烧结内部进行了蒸汽管道改造，将内部蒸汽管道与原先脱白蒸汽管道联通，将炼钢蒸汽通入混料筒、混料水池及配料消化水池、混合料仓，并通过优化混合料仓蒸汽管布局、增加料仓预热蒸汽用量等措施，有效提高了烧结混合料温度，见图1。

图1 2022年245 m2烧结混合料温度

3.3 降低混匀料水分

在混合料粒度改造、料温提高的情况下，炼铁厂组织生产技术部、烧结事业部制定《烧结有序降低混合料水分方案》。定点、定时间、定方法、定责任人，每班对烧结混合料水分进行多次取样检测。通过制度逐步降水措施方案，以按初始水分的加水量为基准值，每次加水量下调0.3 t/h，水量下调后以24 h 为一周期，如生产参数无明显恶化，重新设置为基准值并再次进行下调水分。通过生产摸索，逐步将水分中心值控制目标由8.5%调整为8.2%，有效降低了过湿带的厚度，减少了过湿带对透气性的影响。

3.4 布料改进

（1）通过延长梭式皮带在混合料仓两侧逗留时间及梭式小车行程，减轻混合料沿台车宽度方向上的粒度偏析。

（2）调整圆辊两侧布料翻板开度，使两侧下料量大于中间下料量，扼制台车边缘效应。

（3）通过在九辊最下方两侧加装挡料板，挡板下部与台车栏板对齐，上部向外略有倾斜，防止台车两侧落料。挡板可以通过螺杆，根据烧结机台车料层厚度调节角度。

（4）在台车两侧安装压料压辊对两侧进行适当压料，进一步扼制“边缘效应”，并使得台车宽度方向上的烧结均匀。

3.5 漏风治理

利用大修机会对烧结机机头机尾密封板进行更换，通过对风箱波纹管更换及破洞贴补等方法降低有害漏风。加强对烧结机抽风系统的巡检和维护，及时发现漏风部位并处理，降低烧结机漏风率。

同时采用了石墨自润滑侧密封，其特点为台车上滑板和滑道下滑板均安装在带有弹簧、板簧的盒体中，设备运行时相互补偿、密封效果良好。相邻的滑板采用子母口对接形式，接口平滑无台阶，杜绝了卡死推掉下滑板的现象。

3.6 实施结果

通过以上措施，烧结料层厚度由2021 年780 mm 提升至2022 年878 mm，烧结机综合利用系数、内返比例、筛分指数均有改善，指标见表1。

表1 245 m2烧结机经济技术指标变化对比

4 结语

方大特钢245 m2烧结机为改善料层透气性，提高烧结机料层。采取了一系列强化措施，实现了烧结机料层大幅上升，发挥了厚料层烧结的优势，取得了良好的技术经济指标，烧结矿利用系数提升，内返矿降低，烧结矿物理质量显著改善。