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1前言
精料是炼铁技术发展的趋势，提高烧结矿的产量、质量，实现低碳、低FeO、高还原性、高强度烧结生产，是烧结工艺发展的方向。实践证明：厚料层烧结是烧结生产节能降耗、改善冶金性能的有效途径之一。宣钢86m2烧结机是1993年由50m2烧结机改造而成的，改造后料层为450mm，到1997年已达到改造目的，产量提高30%～40%，年产达到741159t，质量指标也有了较大的提高。经过最近几年的多项技术改造，以及原料条件的改善，也为提高烧结料层，进一步提高产量，改善质量奠定了坚实的基础。到2002年上半年，烧结矿各项技术经济指标取得较大进步，见表1。
表1 料层提高前后成品矿部分指标比较
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时间
|
系数
t/(m2·h)
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品位
%
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碱度
|
品位稳定率
%
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碱度稳定率
%
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含粉率
%
|
强度
%
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能耗
kg/t
|
固体燃料消耗kg/t
|
气体燃料消耗kg/t
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FeO
|
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改造前
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1.54
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55.41
|
2.00
|
93.7
|
92.64
|
4.93
|
75.7
|
67.2
|
62
|
5.4
|
8.45
|
|
改造后
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1.57
|
56.11
|
2.02
|
92.85
|
92.98
|
5.0
|
75.48
|
60.43
|
58.93
|
4.99
|
8.27
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注：由于8月份之后配加巴西精粉，影响烧结矿含粉和强度。
2 厚料层烧结的优点
在抽风烧结生产中，台车上部的烧结饼遇冷空气，急剧冷却，结晶程度低，玻璃质含量高，强度差，粉末多。若厚料层烧结，上层强度差的烧结矿比例相应降低。厚料层烧结时高温带相应增宽，烧结速度减慢，矿物结晶条件变好，结晶度升高，烧结矿强度提高，成品 率升高。厚料层烧结时料层自身蓄热能力增强，配碳量降低，氧化气氛加强，料层中温度分布均匀，低价氧化物氧化放热量增加，高价氧化物分解吸热量减少，从而可以进一步降低烧结燃料用量。宝钢的生产实践证明，CM(19混合料层每提高100mm，能降低配碳1.04kg/t，CM)CM(19降低FeO 0.6%，提高强度(转鼓指数RDI+CM)6.3mm)2.3%，降低煤气消耗0.64m3/t。柳钢也有同样的结论。厚料层烧结是解决低SiO2烧结强度差，含粉率高的有效途径之一。莱钢、宝钢等采用厚料层烧结措施有效的解决了低SiO2烧结问题，目前莱钢、宝钢成品矿SiO2含量分别在4.0%、4.5%左右。因此，提高料层可以降低烧结能耗，提高烧结矿产量，改善烧结质量，是烧结生产的发展趋势。
3相关技术改造情况
3.1抽风系统部分改造，降低漏风率
86m2烧结机的风箱、吸风器、主降尘管及灰斗、直管部分均是70年代投产时的部件，钢板变薄，虽经常挖补，但漏风仍严重。1998年更新改造了降尘管，直径由Φ3100mm改为Φ3500mm，采用喷涂技术在内壁喷涂40～50mm的高温耐磨材料。旁通管直径由Φ1100mm改为Φ1500mm，1998年、1999年将1～23号全部风箱吸风器更新，下灰斗和直管部直管部分也做了更新，在主降尘管、灰斗及直管旁通外面涂加了新型保温材料。改造后抽风系统漏风率降低了3.82%。
3.2生产主线上料皮带系统扩容改造
86m2烧结机主线上料皮带系统除混四皮带为B800皮带机外，均为B650皮带机，是按原50m2烧结机能力设计的。1993年烧结机扩容后，产量逐年提高，皮带机输送能力不足已成为提高产量的限制环节，1998年至2002年期间对主线上料能力不足的7条B650皮带机扩容为B800皮带机，相应的电机增容，改造后皮带上料系统满足了生产要求。
3.3强化烧结生产
增配生灰及应用双螺旋加湿器对生灰进行消化，强化了混合料的成球，混合料温度提高约4℃。
3.4混合机改造5K
3.4.1一混机改造
将一混机筒体由Φ2.5m×8m改造为Φ3m×12m，倾角由2.5°下调为1.7°转速为76r/min，改造后其混料时间由原来130秒增加到225秒，并具有一定制粒效果。
3.4.2二混机改造
将二混机筒体由Φ3m×9m改造为Φ3mCM(19×11m，倾角由1°调整为1.2°，转速为CM)7.8r/min，改造后其制粒时间由原来185秒增加到215秒，增强了其制粒效果。
为防止粘料，在一、二混机内均加装了含油尼龙衬板，为使料充分湿润，快速成球，在一、二混机加水管上改装了雾化水喷头，以雾化水形式将水喷在料面上。以上改造使一、二混机的混匀、制粒效果明显改善，参见表2。一、二混机出料口+3mm粒级含量分别增加到55.8%、74.3%，入烧混合料+3mm粒级较改造前提高9.66%。
表2改造前后一、二混机出料口混合料粒级组成，%
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位置 |
时间 |
粒度范围
|
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+8
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8～5
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5～8
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3～1
|
1～0
|
+3
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|
一混机出料口 |
改造前 |
5.97
|
21.99
|
19.90
|
34.55
|
17.59
|
47.86
|
|
改造后 |
7.82
|
25.32
|
22.66
|
36.16
|
8.04
|
55.8
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二混机出料口 |
改造前 |
12.55
|
22.59
|
30.5
|
20.3
|
15.06
|
65.64
|
|
改造后 |
12.56
|
28.59
|
33.15
|
16.6
|
9.1
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74.3
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3.5布料器改造
将老式反射板布料改为可调式九辊偏析布料，九辊转速采用变频调速控制，改造后可以根据原料结构不同进行料层±30mm调整，也可根据入烧料粒级组成、料层透气性情况，进行九辊转速调整，从而达到不同偏析程度的布料效果，改善了布料效果与料层透气性，达到了合理布料的目的。
3.6烧结机密封改造
3.6.1烧结机机头机尾密封板改造
引进双杠杆活动式面接触头尾密封板先进技术，替代原配重式线接触头尾密封板，降低了漏风率。
3.6.2台车上、下滑板改造
原台车上、下滑板已使用较长时间，磨损严重，上、下滑板漏风严重，且原上滑板自身密封效果差，为此，在2002年全部更换了下滑板，上滑板改为新型密封滑板，改造后台车滑板漏风率明显降低。
3.7增加成品矿料仓，实现连续生产
2000年底，86m2烧结机增加带冷机系统，结束了长期生产热烧结矿的历史，在带冷机的后面增加了一个容量约100t的成品矿料仓，在掏兑车时烧结矿存入料仓，解决了原掏兑车时必须停机的问题。
4原料条件的改善
4.1解决冬季原料防冻问题
经过多年的不断探索，最终采取了冬季原料造大堆，用塑料布和稻草帘铺盖保温的防冻方式，解决了冬季精粉、混匀料、外粉等冻块多，影响生产的难题，保证了冬季生产用好料，稳定了工艺。
4.2原料结构的改善
经过近几年来的不断实践，实现了粗粒级外粉配加比例从无到有，从少到多，到目前为止，外粉配加比例达35%，其中，粗粒级外粉25%，2004年计划仍会增大，为改善烧结透气性，实现厚料层烧结创造了条件。
5实现600mm厚料层烧结
5.1适应600mm厚料层的具体措施
实施以上项目后，86m2烧结机实现了连续稳定生产，上料皮带能力增大，入烧混合料粒级组成、布料状况、料层透气性等明显改善，已初步具备了加厚料层的条件。2002年5～6月份，利用高炉大中修机会，将料层由450mm提高到600mm，主要做了以下工作：
(1)将台车上挡板增高150mm，为保证上、下挡板与台车本体连接强度，将下挡板与台车本体连接的4条Φ20mm螺栓改为5条Φ24mm螺栓。上、下挡板由4条Φ20mm螺栓连接改为6条Φ20mm螺栓连接。
(2)适当调整机头机尾弯道间隙。
(3)将九辊、泥辊布料装置向上移150mm。
(4)更新改造点火器，整体加高150mm，考虑到料层增加后机速下降，点火时间延长，将原三排21个烧咀改为两排双斜式烧咀，前排7个，后排8个，共计15个，且仍设有保温段，使用焦炉煤气。
5.2 600mm厚料层烧结主要参数的变化正常生产后，经过近一个月的摸索，确定了目前适合86m2烧结机厚料层烧结生产的工艺参数，主要操作控制参数如表3。
表3料层提高前后烧结主要控制参数
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项目 |
改前(450mm料层) |
改后(600mm料层) |
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机速，m/min |
1.95～2.05 |
1.40～1.50 |
|
点火煤气流量，m3/h |
600～700 |
550～650 |
|
2号风箱负压，Pa |
8400～9300 |
9800～12000 |
|
终点负压，Pa |
9000～10000 |
10500～12500 |
|
料层，mm |
450±10 |
600±10 |
|
煤料比，% |
5.5 |
4.6 |
|
点火温度，℃ |
1100±50 |
1050±50 |
|
终点温度，℃ |
170～280 |
170～280 |
|
布料要求 |
布平、布满、不拉沟、不压料 |
布平、布满、不拉沟、不压料 |
6 600mm厚料层烧结效果
2002年6月份以后，将86m2烧结机料层提高到600mm后取得了较明显的效果。
(1)烧结机利用系数平均达1.57t/(m2.h)，提高0.03t/(m2.h)，最高系数达
1.61t/(m2.h)，且仍有一定潜力。品位稳定率、碱度稳定率稳中有升，FeO有所降低，烧结矿的固体燃耗、煤气耗、电耗均不同程度有所下降，工序能耗下降到59.26kg/t，较改造前的67.2kg/t降低7.84kg/t，参见表1。
(2)相同入烧原料结构，料层提高前后烧结矿冶金性能分析如表4。
表4 相同原料结构料层加厚前后烧结矿冶金性能对比
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还原度指数
|
低温还原粉化指数
|
抗磨指数
|
转鼓强度
|
|
软化温度
℃
|
软化区间
℃
|
|
时间
|
RI
|
RDI
|
RDI
|
RDI
|
T
|
A
|
开始
|
终了
|
|
|
+3.15
|
+6.3
|
-0.5
|
%
|
%
|
收缩量
|
收缩量
|
|
|
%
|
%
|
%
|
%
|
4%
|
40%
|
|
|
450mm料层(2002.5)
|
92.58
|
66.80
|
32.57
|
16.02
|
5.00
|
76.67
|
1090
|
1200
|
110
|
|
600mm料层(2002.7)
|
92.64
|
69.60
|
26.70
|
9.0
|
3.00
|
77.70
|
1080
|
1225
|
145
|
从表4可以看出，在相同原料结构条件下，600mm厚料层生产的烧结矿，其冶金性能指标、还原度指数RI、低温还原粉化指数RDI、转鼓强度A、抗磨指数T等均好于改造前450mm料层生产的烧结矿。
7 结语
(1)对旧烧结机的设备改造是实现600mm厚料层烧结的基础。
(2)原料条件的改善是600mm厚料层改造的保证。
(3)厚料层烧结生产有关的操作、参数合理控制及优化，仍需进一步研究、摸索、总结。
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