呼建军

（天津钢铁集团有限公司，天津 300301）

0 引言

天津钢铁集团有限公司（下册称天钢）烧结厂目前有两台烧结机，分别为265 m2烧结机和360 m2烧结机，相对应的为2000 m3高炉和3200 m3高炉提供烧结矿。随着3200 m3高炉产量的不断提高，高炉对360 m2烧结机的烧结矿需求也在逐渐加大，360 m2烧结机的产量不断增加。360 m2烧结机产量增加后，导致烧结过程料层垂直烧结速度增加、高温保持时间缩短、料层冷却速度过快、液相形成不充分，虽然烧结矿产量得到了部分提高，但烧结矿成品率受到了不良影响，成品率由原先80%左右降低至平均77%左右，最低时降低至73%，同时烧结生产成本增加。

为了提高烧结矿产量和烧结成品率，降低烧结矿生产成本，天钢烧结厂组织开展了提高360 m2烧结机成品率的研究。本文对360 m2烧结机产量提高后成品率降低原因的原因进行了分析，从360 m2烧结机设备、原燃料条件、配料结构和操作工艺等方面提出了改进措施，并对改进措施实施后的效果进行了总结分析。

1 烧结矿成品率降低的原因分析

天钢360 m2烧结机烧结矿成品率降低主要原因是烧结矿强度降低，而烧结矿强度主要受矿物组成、宏观和微观结构、原料的粒度组成和烧结冷却速度等原因影响。天钢360 m2烧结机在原燃料条件、配料结构、设备状况和操作工艺不变的条件下，提高烧结矿产量的主要措施是提高烧结矿垂直烧结速度和台车运行速度，这势必会导致烧结过程高温保持时间缩短，冷却速度加快，液相形成不充分。当烧结冷却速度过快时，燃烧带液相冷凝过程容易形成玻璃质黏结相，而玻璃质黏结相的烧结矿在贮运过程中极易破碎。

因此，提高烧结产量应从烧结机设备改造、改善原燃料条件、优化配料结构和改进操作工艺等多方面综合考虑。

2 提高烧结矿成品率的改进措施

2.1 烧结机台车改造

360 m2烧结机已运行了10年以上，台车栏板高度较低，制约着烧结料层厚度的提高，同时烧结机台车本体磨损严重，漏风率高，为此，利用3200 m3高炉大修的机会，对360 m2烧结机台车进行了升级改造。改造内容包括：对烧结台车进行了加宽处理，烧结台车宽度由4000 mm 加宽至4400 mm，降低烧结机的边缘效应，充分利用边缘风，改善台车边缘烧结矿质量；对烧结机台车栏板进行了加高改造，台车栏板高度由700 mm 提高至800 mm，为厚料层烧结措施的实施提供了条件；烧结机台车升级改造后，与之相配套的布料矿槽、铺底料槽、点火炉、布料圆辊及多辊布料等相关部位也进行了同步改造，以适应新台车的结构形式。

通过烧结机台车的升级改造，烧结机的布料面积增大10%，布料容积增大了44%，大大降低了烧结机的边缘效应，改善了台车边缘烧结矿的质量，同时为厚料层烧结的实施和烧结矿成品率的提高提供了有利条件。

2.2 提高料层厚度

厚料层一直是烧结生产追寻的方向。随着料层厚度的增加，烧结过程中的自动蓄热作用逐渐增强，这不仅会降低燃料消耗，也使得料层内氧化性气氛得到发展，烧结过程热交换充分，高温保持时间延长，有利于促进铁酸钙系液相的生成，从而改善烧结矿质量；而且料层厚度提高，机速相应减慢，点火时间相对延长，料层上部供热充足，表层烧结矿强度得到改善，表层未烧好和强度差的烧结矿所占比例减少，从而使得烧结矿成品率增加。

但随着烧结料层的加厚，通过料层气流的阻力增大，烧结速度减慢，会影响生产率。所以提高烧结料层厚度的前提是需要提高烧结料层的透气性。为了提高烧结料层的透气性，需要对相关工艺和设备进行优化和改造。

2.2.1 增加疏料装置

在360 m2烧结机布料平台下方增加了两排疏料装置，利用疏料装置的疏松作用，降低烧结混合料在布料过程中的压实程度和布料密度，以此提高烧结料层的原始透气性，降低烧结生产负压，为提高料层厚度创造有利条件。

2.2.2 提高生石灰的烧结强化作用

生石灰在烧结生产中的作用不言而喻。生石灰加水后消化后形成粒度极细的消石灰，呈胶体颗粒状，是烧结混合料混匀造球的关键；同时生石灰消化过程会释放热量，可提高混合料的温度；而且生石灰在烧结生产过程中的作用也非常大，生石灰消化成消石灰后，粒度细，分布均匀，反应易于完全，有利于烧结液相的生成和烧结矿质量的改善。但当前360 m2烧结机的生石灰配比低，且生石灰的消化效果较差，因此，为了提高生石灰的烧结强化作用，进行了工艺调整和改善。

（1）降低石灰石配比，用菱镁石替代白云石，将生石灰配比提高至6%以上，改善混合料的混匀造球效果，提高混合料的粒度。

（2）对不同厂家的生石灰进行消化实验，根据消化实验的检测结果，采取优胜劣汰的原则，选用消化性能良好厂家的生石灰进行烧结生产。

（3）在配料室生石灰仓下料后方增加喷淋水管装置，提前对生石灰进行预消化，延长生石灰的消化时间，改善生石灰的消化效果。

2.2.3 提高混合料温度

烧结混合料温度的高低是制约烧结生产的一个关键因素，混合料温度低于露点温度时容易在烧结过程中形成过湿层，烧结过湿层的存在不仅会增加烧结过程的阻力，降低生产率，同时也会恶化烧结过程，降低烧结矿质量。360 m2烧结机混合料的预热方式为：生石灰消化预热，同时在二次混合机内添加蒸汽进行混合料预热，但混合料的整体预热效果较差，混合料温度在夏季也仅能达到40 ℃～50℃，仍低于露点温度。

为了提高混合料温度至露点温度以上，通过在混合料矿槽内增加蒸汽预热装置，并合理控制混合料矿槽内的料位，同时确保蒸汽的压力在0.4 MPa以上，混合料的温度得到了明显提高，混合料温度由40 ℃～50 ℃提高至80 ℃以上，最高可达到90 ℃以上（见图1），远高于混合料露点温度，这不仅有利于降低固体燃料的消耗，也降低了过湿层对烧结过程的影响，改善了料层的透气性。

图1 烧结混合料温度

通过上述措施的实施，360 m2烧结机料层透气性得到明显改善，烧结料层厚度由原先的750 mm提高至850 mm 以上，最高时达到了900 mm，为烧结成品率和产量的提高创造了条件。

2.3 降低烧结漏风率

烧结系统的漏风对烧结生产的影响很大，不仅会降低抽风系统的工作负压，减少烧结机单位面积的有效风量，使生产率下降，而且由于烧结系统漏风，会使得烧结生产过程不稳定，烧结矿质量不均匀，烧结矿强度下降，从而降低烧结成品率。因此，对烧结系统的漏风进行了综合治理，从而优化烧结风的利用。

（1）利用检修机会，检查机头机尾以及烧结机滑道的密封，及时调整；对台车栏板螺丝紧固，减少栏板缝隙的漏风。

（2）处理风箱及支管漏风。发现漏点及时补焊，利用定修更换漏风的风箱支管。

（3）插板卸灰阀漏风治理。发现插板卸灰阀漏风及时处理，利用定修更换漏风卸灰阀。

（4）加强日常设备的维护。严格贯彻“逢修必堵，逢漏必治”的方针，将烧结机漏风治理常态化。

通过上述漏风治理措施的实施，有效的降低了烧结系统的漏风，烧结机头烟气中氧含量由17.5%降低至16%以下，优化了烧结风的利用。

2.4 优化配料结构和烧结矿成分控制

加强入厂原燃料检测力度，从源头把关，优化原燃料条件。在烧结配料时，充分考虑各种烧结物料的基础烧结性能，合理搭配各种烧结物料，优化赤铁矿、磁铁矿以及褐铁矿的比例，提高并稳定精粉及氧化铁皮的配加量，同时兼顾烧结生产成本。控制烧结矿成分中二氧化硅含量在5%以上，避免因液相量不足导致烧结矿产量和成品率下降；控制烧结矿碱度在1.90 以上，改善烧结矿矿相组成，提高针状铁酸钙的生成量；制定合适的氧化亚铁、氧化镁等成分的控制标准。

2.5 统一四班操作

生产上通过培训，统一四个班组的操作，降低班组交接过程中的生产波动，稳定生产。加强岗位对烧结料面、终点温度及混合料水分的精确控制，确保烧结料面平整无拉钩，要根据生产情况合理压料，终点温度要达到工艺要求，混合料水分按照工艺要求合理控制，使烧结生产稳定运行。

3 改进措施实施效果

通过开展提高烧结成品率的研究，天钢360 m2烧结机成品率有了明显的改善。烧结刚开始提高料量时，由于各项改进措施不到位，使烧结成品率降低至平均77.2%，最低时降低至73%～74%。经过一系列生产工艺调整和设备改造措施的实施，360 m2烧结机成品率提高至80%以上，月均值81.98%；烧结矿日产量也从10000 t 左右提高至13000 t 以上,利用系数达到1.5 t/m2h 以上，增产效果显著；烧结矿生产成本也得到了明显降低。360 m2烧结机增产前后烧结矿成品率变化趋势如图2 所示。

图2 360 m2 烧结成品率变化趋势

4 结语

生产实践表明，天钢烧结厂组织开展的提高360 m2烧结机成品率和产量的研究，以及工艺和设备改进措施的实施，使360 m2烧结机成品率和产量提高效果显著。

通过增加360 m2烧结机台车面积和料层厚度等措施，降低了烧结矿的垂直烧结速度和冷却速度，使360 m2烧结机成品率提高至80%以上；通过增加烧结台车料面疏料装置、提高生石灰的烧结强化作用、提高混合料温度、降低烧结漏风率、优化配料结构等措施，优化了烧结矿矿相组成、改善了烧结料层的透气性、提高了烧结风的利用率，使烧结机利用系数达到1.5 t/m2h 以上，创造了历史最好水平，烧结生产成本显著降低。