摘要  比较了热返矿工艺的优缺点，分析了新建烧结厂有、无热返矿工艺的利弊，以及

在现有烧结技术条件下取消热筛工艺的可行性，并从设计者的角度提出了取消热筛应采取的

技术措施。

关键词  取消热筛预热强化制粒厚料层烧结

1  前言

    热返矿工艺是烧结生产中的一个重要环节，无论是早期生产热烧结矿还是后来生产冷烧结矿，这一工艺均被采用。20世纪80年代，日本一些采用热返矿工艺的厂家感到筛分热返矿的筛子对材质要求高，以及热矿筛事故率较高等原因，尝试着进行了取消热返矿工艺的试验，并取得了成功。于是，此后一些新建的烧结厂采用了无热返矿工艺。在我国，由于各厂的条件不同，在对待是否取消热返矿工艺的问题上观点上不一。目前，在线生产的烧结机绝大多数采用了热返矿工艺，只有少数采用无热返矿工艺。

    作者通过对有无热返矿烧结工艺进行分析和比较，认为在国内现有生产技术条件下，无论是从稳定生产，促进烧结生产自动化、精细化着眼，还是从保护环境，实现冶金行业可持续发展的角度考虑，今后新建的烧结机宜取消热返矿工艺，目前在线生产的烧结机在条件许可的情况下，也应逐步取消热返矿工艺。

2热返矿工艺的优缺点

  热返矿主要源于烧结过程中一些没有烧好的混合料，以及烧结饼在机尾经单辊破碎过程中产生的小碎块。采用和不采用热返矿工艺的利弊分析如下：

    1)采用热返矿工艺的优点

    (1)筛除热返矿，对于热矿工艺而言可以降低成品烧结矿中<5mm粒级的含量；对于冷矿工艺来说，则可减少进入冷却机中的小颗粒烧结矿含量，提高冷却机的冷却效果，降低冷却机面积。

    (2)由于热返矿温度较高，可以大幅度提高混合料的温度。尤其是对于北方企业来说，在冬季热返矿是预热混合料最有效的手段。

    2)采用热返矿工艺的缺点    ．

    (1)不利于设备的正常运行与维护。热筛处在高温多尘的工作环境(正常温度在600％：以上)，一旦发生故障，维修极为困难。因设备冷却需要花费较长时间，常造成维修延期，而且维修工人所处的劳动环境极为恶劣，经常要冒着高温钻人热筛内抢修，不利于安全生产由于热筛故障频繁，影响生产较显著，一直被视为故障多发点。取消热筛后，有利于设备的正常运行与维护。

    (2)不利于稳定生产。热筛的存在对稳定混合料水分极为不利，原因有二：一是因热返矿温度高，在下料过程中难以进行计量，导致其流量极不稳定，造成混合料水分波动大；二是当生产过程出现波动时，热返矿温度也会随之波动，此时即使热返矿的流量一定，也会因水分的蒸发量发生变化而引起混合料水分波动。取消热筛，将热返矿改为冷返矿后，不但可以通过计量严格控制返矿的配加量，还可将温度控制在一定的水平(基本是常温或略高)，从而使混合料水分稳定率明显提高。

    (3)不利于改善环境。有热筛的烧结工艺，其环境相当恶劣，主要表现在：①热筛周围高温多尘，岗位工人的劳动条件极差；②因温度太高，加剧了热返矿的扬尘，尤其是在筛体、配入热返矿的下料口及混料皮带进人二次圆筒混合机的落料点三处；③从热返矿配入点至混合料槽的沿途，冬季往往因混合料温度高而产生大量蒸汽，恶化皮带通廊的环境。如果取消热筛，这些扬尘点及高温区也会随之消失，不再成为环境恶化的因素。

3取消热返矿工艺的可行性分析

  从以上分析来看，采用热返矿工艺，除了筛除进入冷却机的小颗粒烧结矿，提高冷却机冷

却效率外，另一个优点就是预热混合料，提高混合料温度。对于新建的烧结机来说，若取消热返矿工艺，只需通过适当增加冷却机面积就能解决烧结矿冷却问题；另外，采用蒸汽预热混合料也可以提高混合料温度。最重要的是，新建烧结机若取消热返矿工艺，可以大幅度降低主厂房高度，节省工程投资。当然，要使取消热返矿工艺取得理想效果，还需在设计中考虑以下一些具体措施：

    (1)实施强化制粒技术，提高混合料粒度，改善烧结料层透气性。只有混合料粒度组成得到改善，烧结料层的透气性才能得到改善，才能实现厚料层烧结。对于新建的烧结机，可以采用一段混合，二段制粒，三段外滚煤工艺。其中，二段制粒可以采用圆筒制粒机或圆盘制粒机。圆筒制粒机宜采用细长型结构、多台配置形式，具体台数和规格可根据烧结机的面积大小来确定；圆盘制粒机的规格和数量也应根据烧结机的面积来确定。根据目前应用圆筒制粒机或圆盘制粒机的生产情况看，这两种制粒方式各有优缺点，圆筒制粒机制粒效果稍逊于圆盘制粒机，但圆盘制粒机占地面积较大。对于取消热返矿工艺的新建烧结机来说，采用圆筒制粒机或圆盘制粒机对环境的影响几乎相近。

    (2)采用厚料层烧结技术。近几年，厚料层烧结技术发展很快，上世纪80年代，料层厚度达到350 mm就算厚料层了，如今700 mm料层也已经很普遍，甚至有些厂家烧结料层厚度达到800 mm以上。可见，随着大家对厚料层烧结的理解深入，在实践方面也取得了质的飞跃。厚料层烧结不仅可以充分利用烧结过程中的“蓄热”作用，达到节能降耗的目的，同时，由于料层提高，热返矿和冷返矿所占的比例也在下降，这也是烧结技术发展到现在可以取消热返矿的一个前提。如果热返矿比例大，取消热筛后，冷却机的负荷过大，对烧结矿的冷却不利。随着超厚料层烧结技术的实施，烧结过程中产生的返矿量下降，使得热返矿工艺取消后，冷却机的冷却负荷增加有限。

    (3)在选取冷却机的面积时，应稍稍加大取值。根据目前取消热返矿生产厂家的经验，冷烧比按照1．2～1．3：1选取较为合适。对于以细精矿为主的烧结厂，冷烧比宜取上限1．3：1；对于以粉矿为主的烧结厂，冷烧比宜取下限1．2：l。冷却风机可选5台，采用4用1备的方式配置。冷却风量按照3 000—3 500 m³／h选取，对于以细精矿为主的烧结厂，冷却风量可按3 500m³／h选取；对于以粉矿为主的烧结厂，冷却风量宜按3 000 m³／h选取。

    (4)采用蒸汽预热混合料，提高混合料温度。采用厚料层烧结，除了要提高混合料粒度，改善料层透气性外；还要改善烧结过程中的透气性，降低烧结过程中过湿层的阻力。随着料层厚度的增加，当烧结混合料温度较低时，料层中下部将产生过湿层，影响烧结速度。采用蒸汽预热混合料，提高混合料温度，可以减轻或消除过湿层的影响，提高烧结效率，这也是实现厚料层烧结的一个前提条件。

    (5)采用均质烧结工艺。均质烧结工艺是近几年新开发出来的一种新型节能提质工艺，它采用二次连续低温点火，改变了传统高温点火对烧结料层透气性的影响，实现了低温点火条件下提高烧结机料层的目标。根据已取得的成功经验，采用传统高温点火的烧结工艺若改为均质烧结工艺，在其它条件不变的前提下，烧结机料层厚度可以提高50～100 mm，实现超高料层烧结。另外，采用均质烧结工艺，还可以提高表层烧结矿的强度，从而提高烧结矿的成品率，降低返矿率。该工艺不仅节能，还是实现无热返矿工艺的最佳保障措施之一。

    以上分析表明，烧结技术发展到今天，一系列新技术的开发与应用，使得某些过去必须采用但又不利于生产稳定的工艺(如热返矿工艺)完全可以被取消。也就是说，取消热返矿工艺的技术条件已然成熟。

4结语

    尽管热返矿工艺能够起到提高冷却机冷却效率和预热混合料的作用，但与无热返矿工艺相比，还是弊大于利。从技术的层面来看，目前取消热返矿工艺的条件已经成熟，今后新建的烧结机，只要采取了相应的技术措施(如强化制粒、厚料层烧结、适当增加冷却机面积、蒸汽预热混合料和均质烧结等)，取消热筛，采用无热返矿工艺是完全可行的。而从稳定生产，促进烧结生产自动化，以及保护环境，实现冶金行业可持续发展的角度考虑，取消热返矿工艺更是未来发展的趋势。