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攀钢钒炼铁厂提高烧结保产能力生产实践探讨

杜斯宏，雷电，宋剑，何木光

(攀钢钒炼铁厂，四川攀枝花617024)

摘 要：通过对烧结产能现状与影响因素分析，实施了钒钛精矿强化制粒改善透气性，推行高负压、大风量、厚料层烧结，提高作业率，治理漏风，提高强度与成品率技术研究，提升了烧结产能水平；2011年生产烧结矿1085万吨，比2010年增加规模产量59万吨，有力地保证了高炉用料。

关 键 词：烧结；保产；生产实践

1前言

烧结保产能力是指烧结机产能保高炉用料的综合能力。烧结产能不足，则高炉用料紧张，可能构成高炉高产的限制性环节。

目前国内外烧结机向着大型化方向发展，已是必然的趋势。烧结机大型化可以减少投资、降低烧结矿成本、提高质量与降低消耗。2010年国内已投产的360m2烧结机有30套，该级别的烧结机成为生产的骨干力量。攀钢新2#360m2机建成投产后，保产能力研究主要是针对两台360m2的烧结机开展。要提高保产能力，必须增加烧结矿产量，一是改善烧结透气性，增大风量，提高垂直烧结速度等措施提高烧结机利用系数，二是减少烧结机事故停机时间，提高作业率。

2 烧结产能现状与影响因素分析

2．1 现状调研

2．1．1 产能指标与国内水平对比

在烧结机面积一定的条件下，烧结矿产能主要由利用系数与作业率决定。从图1知，360m2烧结机利用系数最高的是首钢达到1．57t．m﹣2．h﹣1，作业率最高的是沙钢达到99．22％，而攀钢烧结利用系数为1．391t．m﹣2．h﹣1，作业率97．63％，与国内先进水平比较还有较大的差距，攀钢烧结产能以利用系数与作业率为突破口还有一定潜力可挖。

2．1．2与攀钢内部水平纵向对比

由图2可见，攀钢内部纵向对比可见，利用系数与历史最好水平还有一定潜力可挖，作业率难以维持历史最好水平。

2．2 影响烧结产量因素的理论分析

2．2．1 影响烧结产量主要因素

对于每一台烧结机，产量计算公式为：

[烧结产量]=[台车宽度×台车速度×作业时间×料层厚度×混合料堆比重×成品率]

=[台车宽度×烧结机长度×作业时间×垂直烧结速度×混合料堆比重×成品率]

由此可见烧结产量主要由以下三个因素决定：

①垂直烧结速度或台车速度；②成品率；③作业时间。

其它参数均为常数或可视为常数。在上面三个因素中对于一定的铁矿石烧结成品率变化不大或基本不变，则产量的主因素是垂直烧结速度，而影响垂直烧结速度的主要因素是风量，影响风量的因素又是透气性，因此增加产量的重要途径最终落在如何改善透气性和提高作业率的问题上。

2．2．2 影响烧结产量的气体力学规律

根据烧结理论与气体力学推导出的公式：

式中p一透气性指数；h一料层高度，m；ΔP一抽风负压，Pa；Qs一通过料层的空气量，m3／min，在物料条件基本一致时，烧结1t混合料所需空气量基本为一定值；k—成品率，％。

用(1)式可以从多角度定量地分析产量与负压及其它因素的关系。设负压由ΔP1变化到ΔP2状态，则产量从状态1变化到状态2的关系为：

(1)式说明产量与成品率、透气性指数、负压、料层、原料性质(n)有关。(2)式表明提高负压可增加产量，提高成品率与改善透气性指数也能增加产量，但是提高料层会降低产量，产量最终增加与否取决于这些因素的升降幅度。实际生产中，提高负压必然提高料层，致使成品率提高，这时产量增加；但是如果料层提高幅度大于负压提高幅度，则有可能导致减产，要保持不减产则只有改善透气性指数P。

3 提高烧结产能的技术研究与实施

3．1 改善透气性。提高垂直烧结速度

攀枝花钒钛磁铁精矿TiO2达到13％以上，Al2O3 4．5％以上，其熔点高达1400℃以上，产生的液相量少，比普通矿烧结液相量少10—200％；且该种精矿粒度粗，<200目的粒级含量只有40—50％，成球性能差，导致混合料透气性差，垂直烧结速度慢，烧结矿产质量低。

3．1．1 使用生石灰与活性灰强化制粒

对两台大烧结机配消器进行结构与扩能改进，改进加水系统，采用热水消化，加强维护等措施，保证生石灰配比8％以上也能正常使用。由于活性石灰的活性度可达300ml以上，比生石灰高100mm以上，其强化制粒性能优于生石灰，使用了2％以上的活性灰。混合料粒度得以改善，>3mm粒级达到71．27％，在富矿粉减少的条件下，比上年提高0．33％，为改善透气性创造了条件。

3．1．2 提高混合料水分强化制粒

理论与实践证明，烧结利用系数随做水分的增加而提高，而且有一使利用系数达到最大值的水分，原因是提高水分增加了细粒物料间的毛细张力与粘附性，改善了成球效果与料的透气性，但是水分控制过大，又会产生过湿层，适宜的水分是获得最大利用系数时水分的80—85％。通过不断探索试验，将新1#机的适宜水分控制在7．5±0．2％，新2#机水分控制在7．4±0．2％，6#机水分控制在7．30±0．2％．同时加强对混合料水分影响点的管理，新1#、2#机在水分控制的操作上采用红外线自动加水系统，对加水系统参数不断修正，提高了控制与检测精度，同时在烧结机平台增设电炉检测水分装置，确保水分稳定。

3．1．3 蒸汽预热混合料，消除过湿层对透气性的影响

钒钛精矿烧结当料温低于”露点”(50—55℃)，则在烧结机底部产生过湿层，降低透气性影响产质量，防止这种现象产生的措施使降混合混合料温度提高到“露点”以上，如此对两台360m。烧结机继续加大使用动力蒸汽量预热混合料，6#机采用热管蒸汽，加强对混合机加水管与蒸汽管不断改进与维护，同时生石灰预热、混合料加热水预热，使混合料温度达到70℃，进一步减轻过湿层的影响。

3．1．4 优化配料，改善物料结构与混合料粒度

配合高炉降低球团矿配比，为平衡炉渣TiO2与降成本，攀精矿配比上升，进口矿减少，对混合料粒度产生较大影响，为了消除这种影响，对全厂返矿进行合理调配，使各台机均衡稳定地使用返矿，将返矿配比稳定在55—60％；生石灰、活性灰、燃料的粒度进行班班抽检，超标进行追踪，确保≤3mm的粒度比例控制在要求范围之内。

3．2 高负压大风量烧结技术的应用与改进

3．2．1 采用高负压大风量转子

为了克服钒钛磁铁精矿烧结风量不足的缺陷，采用高负压风机，风机额定达到负压16000Pa以上，烧结机单位面积风量100—110m3．m﹣2．min﹣1。

3．2．2实施低负压点火装置

风量与负压的分配对于烧结机上的每个风箱是一致的，但烧结过程中对每个风箱的负压与风量的匹配要求是不同的。特别对于高负压烧结，机头风箱的负压较高，与低负压点火的要求相违背，为此对机头点火器下面的1—3#风箱的开度实行严格控制，通过特殊的装置(低负压点火装置)将风箱负压控制在3000—6000Pa。

通过采取各种措施烟堵漏风，平整铺料不拉沟不抽洞，适当压料，提高料层增加阻力，降低平均阻损，加强篦条与台车栏板条维护，在这些条件具备的情况下，不断优化风箱开度，A抽控制在70—80％，B抽70一85％，通过改进风箱切换阀，两烟道温度差已降到20℃左右，抽烟机负压可达到15．5kPa以上，由于负压与风量呈正增长关系，提高负压就意味着产量的提高。

由图3—4可见，利用系数与料层厚度随负压几乎成直线上升关系。

3．3 推行高负压厚料层烧结，改善烧结矿强度与成品率

通过采用(1)采用高负压转子，风机负压达到16000Pa以上，单位面积风量110m3．m﹣2．min﹣1；(2)使用生石灰与活性灰强化制粒，生石灰+活性灰达到7％以上；(3)采用大富矿烧结，改善混合料粒度组成，富矿配比30—35％；(4)提高混合料水分，水分控制在7．20—7．80％；(5)返矿配比控制在55—60％的合理范围；(6)降低攀精矿粒度，<200目粒级含量达到55％以上等措施。推行高负压厚料层烧结(见表1)。

通过以上措施，在操作中将新1#机、新2#机、6#机的料层在670—690mm范围内调整，实际控制结果见表3，可见3台机的料层达到680mm左右，全厂平均料层由2010年的577mm提高到2011年的682mm，对提高强度降低返矿率发挥了重要作用。

3．4 提高成品率降低返矿技术研究

3．4．1 适当提高FeO，增加烧结热量与液相量，提高成品率

FeO是烧结矿的重要成分，是烧结热量与气氛的主要表征指标，其主要特点是影响因素多，生成机理复杂，在烧结过程中波动大，在烧结矿中分布不均匀。然而FeO又与烧结矿的物相组成，矿物结构(宏观结构与微观结构)，强度，粒度组成，还原性，融化性等主要性能密切相关。烧结研究与实践表明，返矿率上升主要与FeO控制偏低有直接的关系。为此在实际操作中适当提高钒钛烧结矿FeO含量，同时又要防止因FeO过高产生钙钛矿而对强度的破坏作用。鉴于目前返矿率过高的实际，2011年在生产操作中适当提高了FeO控制基数，一期高炉烧结矿FeO基数控制范围8．0—8．3％，二期7．8—8．3％，三期7．8—8．0％。新2#烧结机由于有落差较高的缓冲仓，FeO实际控制最高，全年达到7．9％以上；由于三期烧结矿运距较远，翻运次数多落差大，2011年实际控制较2010年上升了0．24％，全厂FeO上升0．06％(见表2)，对于增加烧结热量与液相量，提高强度降低返矿率发挥了作用。

3．4．2 高碱度高硅烧结提高强度改善成品率

烧结研究与实践表明，提高烧结矿碱度，就能降低烧结熔点，增加液相量，发展以强度高还原性好的铁酸钙体系，从而改善烧结矿强度与冶金性能。高碱度成为现代烧结提高强度的首选技术，在国内外已实践了40多年，效果显著。攀钢2011年继续使用高配比的球团矿，烧结矿碱度控制全年达到2．22的高水平，而且SiO2保持了5．59％的高水平，碱度与SiO2越高则液相量增加，在高碱度高硅水平下总体液相量增加，提高了烧结矿强度，为降低返矿率提供了基础。烧结矿碱度一直保持在2．0以上，属于典型的高碱度型烧结矿，绕过了钒钛烧结矿碱度1．7—1．9的低强度区，克服了由于钒钛烧结矿液相量少强度差的缺陷。

3．4．3 成品系统优化运行

为了减少烧结矿落差与摔打次数，对成品系统运行进行优化，在生产组织中予以实施。

(1)6#机烧结矿不分取铺底料时原则上不走槽上系统。

(2)成品系统尽量单系统运行，无特殊情况不得走双系统。

(4)新1#机料原则上不进备用缓冲矿槽，而直接上高炉矿槽。

(5)对新2#机缓冲仓给料方式进行改进，控制料位，降低落差；对进入缓冲仓之前的皮带进行改进，更换电机与减速器，降低运输速度，减轻摔打。

3．4．4 4BF使用小粒级烧结矿减少沟下返矿

为达到回收小粒级烧结矿满足粒级的要求，通过调整小烧筛条间距，将筛子的间距缩小到3．0mm。4BF坚持使用小粒级烧结矿，每天使用60—80吨，全年使用回收小粒级烧结矿2．4万吨，有效降低了沟下返矿到烧结返回量，节约了加工费。

3．5 开展点检定修模式，提高设备作业率增加产量

点检定修模式是国外的设备管理的先进模式。在攀钢得到推广与改进。根据设备与生产需要，设置专业点检与岗位点检及巡检，将发现的设备隐患集中起来统一安排检修，检修周期为一个月一次(或2个月一次，根据设备状况而定)，检修时问8小时或16小时。这样避免了检修的随意性而出现设备漏检或重检，防止了设备的欠修或过修，使设备系统处于可控状态。针对新1#机的实际情况，定修模式为本月安排一次8小时集中检修，处理最迫切需要检修的设备或环节，次月安排一次16小时的集中检修，全面处理各种隐患，以此类推，这种方式交替进行，很好地保证了检修质量与设备运行状况。实践证明这种点检定修模式是功的，有效避免大型事故发生与零停故障，提高了作业率。

3．6 坚持漏风治理常态化，增加烧结有效风量

总结以往检修经验，每次检修将漏风治理列入必修项目，而且形成作业标准，不得漏检。(1)对风箱穿洞、漏风严重问题，每次检修焊补处理，对烟道胀缩节漏风采用了外包堵风处理，对机头除尘器进出口处的漏风采用外包围子进行处理，对连接法兰漏风，采用石棉绳填充处理；(2)对已损坏的热风烧结管道伸缩节采用铁皮包围处理；对烧结机20个风箱进行“包盒子”，风箱的密封采用双层扰性石棉板外包钢丝网，减少漏风；(3)对风箱温度保温，提高了烧结机操作的稳定性和烧结机台时产量。

4 效果

由表3可见，2011年通过系统保产技术研究与实施，提高系统保产能力，全年生产烧结矿1085万吨，比2010年增加规模产量59万吨，有力地保证了高炉用料。完成利用系数1．422t．m﹣2．h﹣1，比2010年上升了0．031 t．m﹣2．h﹣1，完成转鼓指数73．16％，上升0．96％；完成作业率97．77％，比2010年上升0．15％。

5 结论

(1)采取了钒钛精矿强化制粒改善透气性，推行高负压、大风量、厚料层烧结，提高作业率，治理漏风，提高强度与成品率技术研究，提升了烧结产能水平。

(2)通过系统保产技术研究与实施提高系统保产能力，利用系数达到1．422 t．m﹣2．h﹣1，比上年上升了0．031 t．m﹣2．h﹣1，转鼓指数达到73．16％比2010年上升0．96％，作业率达到97．77％比2010年上升0．15％。2011年生产烧结矿1085万吨，比2010年增加规模产量59万吨，有力地保证了高炉用料。