摘要在大量实验室试验和工业性试验的基础上，通过对烧结原料结构进行优化、选择合理成分、调整工艺参数等一系列措施，使得太钢100 m²烧结机生产的烧结矿转鼓强度达到80％以上。

关键词原料结构参数烧结矿强度

1  前言

    随着高炉大型化的发展，对人炉料的要求越来越严格，而对于占入炉料80％一以上的烧结矿而言，其强度对于高炉顺行，改善高炉上部料柱透气性非常重要。为了向4 350 m³高炉提供优质烧结矿，为优质烧结矿生产提供依据，太钢与北京钢铁研究总院合作进行了生产高强度烧结矿的试验研究。经过实验室优化配矿试验，对影响烧结矿转鼓强度的各个因素进行了分析，并在此基础上进行了工业试验。通过优化工艺参数，烧结矿转鼓强度显著提高。

2实验室试验研究

2．1 优化配矿结构的试验

2．1．1原料条件

    我们选取了国内常见的6种进口矿与太钢自产精矿进行优化配矿研究。试验原料的化学成分列于表1。其中，A矿为太钢自产精矿；B矿、C矿、E矿、G矿均为外购富矿粉。

2．1．2试验方案设计及试验结果

  烧结杯试验方案设计及试验结果示于表2。

       由表2可见，配比4～配比6，随着A矿比例降低，烧结矿转鼓强度由71．42％一71．83％一72％，全部大于7l％，较配比l～配比3的烧结矿强度有一定提升。配比6系全部采用外购富矿粉，由于矿种多，各种矿的同化性能互补性强，更有利于烧结矿转鼓强度的提高。

    另外，随着自产矿粉A配入量的减少，烧结矿还原度增加，低温还原粉化指数(<3．15 mm)上升。

2．2影响烧结矿转鼓强度的因素分析

2．2．1烧结矿SiO2含量的影响

    以配比5为例，对烧结矿的SiO₂含量进行调整，取4．5％、5．O%、5．5％三个水平进行试验。烧结矿SiO₂含量对其转鼓强度的影响结果示于图1。

    由图1可知，随烧结矿SiO₂含量增加，其转鼓强度呈上升趋势。当SiO₂由4．5％增至5．0％时，转鼓强度的提高幅度较大；再由5．0％增至5．5％时，强度的提升幅度则较小。

2．2．2烧结负压的影响

    改变烧结负压，由15 000 Pa调整到12 000Pa，再调整到9 000 Pa，烧结矿转鼓强度的变化见图2。

    由图2可见，随负压增高，烧结矿的转鼓强度呈下降趋势，利用系数呈上升趋势。为了提高烧结矿的转鼓强度，适当降低负压，使烧结时间，尤其是烧结过程中高温保持时间延长，有利于烧结矿中各物相充分形成，结晶完善，从而有利于转鼓强度的提高。

2．2．3烧结矿碱度的影响

    为了得到碱度对烧结矿转鼓强度的影响，固定烧结矿的SiO₂含量为4．5％，将碱度由1．8调整到1．9，再调整到2．0，试验结果示于图3。

    由图可知，随着碱度由1．8—1．9—2．0，烧结矿转鼓强度由66％一68．6％一70．33％，成品率也呈上升趋势。因此，提高烧结矿碱度对于提高其转鼓强度是有利的。

2．3实验室试验结论

    1)经过大量的实验室试验研究，得出了三个较佳配矿方案(见表3)。

    2)决定烧结矿转鼓强度的关键因素是原料结构，在优化原料结构的基础上，适当提高烧结矿碱度和SiO₂含量，降低烧结负压，更有利于烧结矿转鼓强度的提高。

3工业试验

    为了进一步验证实验室试验结果，我们根据原料的可获取性以及太钢的具体原料条件，针对较佳方案表中的方案5和方案4在太钢2×100 m²烧结机上进行了工业试验。

3．1原料条件

  现场取料，其理化性能分析列于表4、表5。

3．2试验方案及参数控制

试验配比方案及目标参数控制见表6。

  3．3试验过程工艺参数控制

  试验过程工艺参数控制见表7。

3．4试验结果及分析

    试验中，通过调整各工艺参数和混合料水分、配碳量；采取控制风箱阀门和风机闸门等措施，调节烧结风量和负压；采用小风量低负压烧结技术等，使烧结矿转鼓强度由基准期的76．32％逐步提高到80％以上，试验结果见表8。

  分析表8的试验结果：

  方案I：烧结矿碱度为1．9，SiO2含量为5．5％；调整混合料水分到6．3％～6．5％，优化燃料配比到5％左右，并将内、外燃料配比由原来的40：60变为20：80；为了控制适宜烧结负压，通过调整风机闸门(即将3#风机闸门关闭60％，4#风机闸门关闭30％)，使烧结负压降低到7 000～9 000 Pa，垂直烧结速度降低到15．3mm／min。结果，烧结矿转鼓强度稳中有升，平均为80．97％，最高达到了82．67％的好水平。

    方案Ⅱ：降低烧结矿SiO₂含量到5％，碱度不变；将3#风机闸门关闭40％～60％，4#风机闸门关闭30％～35％，使得3#机烧结负压调整到9 600 Pa左右，4#机负压调整到7 500 Pa左右；烧结风量3#机平均为7 964 m3／min，4#机平均为7 725 m3／min；为了保证烧结矿质量，相应调整上料量(由52 kg／m减少到48 kg／m)，3#机的垂直烧结速度降低为15．2 mm／min，4#机为15．5 mm／min；并将内外燃料配比由8：2调整到5：5。结果，烧结矿转鼓强度连续12天的平均值为80．45％，最高达到81．33％。但采用此方案时，烧结矿低温还原粉化指标(一3．15mm)升高。

    方案Ⅲ：减少B矿和C矿配比，将A矿配比增加10个百分点，烧结矿碱度1．9，SiO₂含量同方案2控制。在此阶段，提高混合料水分到6．5％，混合料中≥3 mm粒级增加1～2．5个百分点；打开机尾14#、15#风箱阀门，3#机烧结负压比上一阶段上升了715 Pa，4#机约上升了1．500 Pa，烧结风量也比前一阶段有所增加，垂直烧结速度加快0．8～O．9 mm／min。结果，烧结矿转鼓强度平均为80．47％，最高为81．67％。此方案烧结矿的Mg0含量偏低。

    方案Ⅳ：取消熔A，配加6％的熔B，下调烧结矿SiO₂含量到4．5％左右(平均为4．54％)，提高碱度到2．0，烧结工艺参数基本同上。结果，转鼓强度最高为79％，平均为78．52％，比方案Ⅱ、方案Ⅲ下降约2个百分点。可见，降低SiO₂含量到4．5％左右时，转鼓强度下降明显，足见SiO₂含量是影响烧结矿转鼓强度的重要因素。

    方案V：取消C矿，进口粉全部采用B矿，熔剂为熔B，未配用熔A，烧结矿SiO₂含量上升到4．8％～5％；风量、负压维持原来水平，台时产量与前几个阶段相近；烧结矿转鼓强度最大只有77％，平均为76．32％，比方案Ⅱ、方案Ⅲ下降了4个多百分点。这一结果再次证明了原料结构是决定烧结矿转鼓强度的关键因素。

4结论

    1)在太钢烧结生产和原料条件下，采用“26％A矿+22％B矿+22％C矿”或“36％A矿+17％B矿+17％C矿”的配矿结构，实施小风量、低负压烧结，即：调整混合料水分为6．3％～6．5％，配碳量以FeO为8％～9％来控制，调节烧结风量为8 000 m3／min左右，烧结负压小于10 000 Pa，可使烧结矿转鼓强度(ISO)达到80％以上。

    2)决定烧结矿强度的主要因素是原料结构，优化配矿是改善烧结矿强度的基础。

    3)SiO₂含量和碱度也是影响烧结矿转鼓强度的重要因素，但前者更为突出。

    4)以合理配矿为基础，优化调整工艺参数，对于生产高强度烧结矿是至关重要的。