摘要     利用北钢现有的原燃料条件进行酸性烧结的工业试验结果表明：同样的烧结原燃料，当碱度由1.95降低到0．4时，垂直烧结速度减慢，利用系数降低，强度下降，品位提高，燃耗增加，成品矿中大块增加。综合考虑烧结矿的产质量在碱度(R—0．4)条件下，FeO控制在14．5％左右烧结技术指标较好。同时针对高低碱度不同之处的对比分析出其产生的原因并提出了提高产质量一些建议。

关键词  酸性烧结 垂直烧结速度 转鼓指数 FeO

1   前言

  本溪北钢集团三铁厂现有两座450m³、四座530 m³高炉，在烧结二期于2006年10月顺利投产并达产后，形成了一台300m²和一台360 m²烧结机的生产能力，由于烧结能力的过剩且外发车皮运输的紧张，于是决定将现有的300m²烧结机改为进行酸性(R—0．40)烧结矿的生产，达到代替球团矿的目的。在实验室进行部分试验后于2006年10月在300m²烧结机上进行了工业试验，并取得了较好的效果。

2   酸性烧结试验

2．1试验的目的

  1)验证300m²烧结系统生产0．4碱度烧结矿的冶金性能、最佳工艺控制参数、产能；

  2)分析酸性烧结与高碱度烧结之间的差异及其产生的原因；

  3)根据酸性烧结的自身特点寻找提高其产质量的途径；

2．2试验的原则

  采取一小时一采样化验成分和筛分并测试转鼓，对有代表性的样进行归纳、汇总、确定总体的趋势对试验进行评价:

2.3 试验的条件

2.4试验的结果及分析

  试验结果分析：

  1)从表5试验样次1与2中在铁原料配比不变的情况下，虽然机速的增加、料层的减薄一定程度会导致转鼓的下降，但由于料层的减薄、水分的适当提高透气性变好使废气温度提高，尤其燃料配比增加烧结矿中FeO的大副提高使烧结矿的强度指标不降反而上升了；同时垂直烧结速度的提高使利用系数提高14％；

    2)试验样次3是为了在试验样次1、2的基础上解决烧结成品矿中的大块问题，将周边配比降低10％而澳矿增加10％，由于烧结矿SiO₂降低0．35%和澳矿的烧结性能达到了减少大块烧结矿比例的目的，但烧结矿的强度指标下降了2．5％；

  3)从试验样次3与4比较来看，虽然试验样次4料层为310mm，而试验样次3料层为290mm，但其垂直烧结速度却分别为18．60mm／min和17．40mm／min原因为样次4在样次3基础上大副增加了自身返矿配比，使其混合料的粒度组成明显变好。

  4)从试验数据看出在其他条件相同的情况下，烧结矿的强度在一定范围内随着FeO的提高而增加，同时烧结矿的粒度组成更加合理、大块烧结矿的比例下降；

  5)在综合考虑矿的粒度组成(尤其是大于100mm含量)、烧结矿的性能、烧结矿的产量的基础上，工艺参数的控制上应该将料层控制在280—330mm，负压控制在15—15．5kpa，机速控制在4．2—4．5m／min，水分控制在7．8%左右，FeO控制在14．5％利用系数达到1．08左右为最佳。

3   高碱度与酸性烧结的对比

  从表7中可以看出两者之间的混合料粒度组成并没有出现一般情况下认为的高碱度烧结应该比酸性烧结的粒度组成好或平均粒径大，而却相反其原因为：1)酸性烧结强度较高碱度差，同时由于料层薄表层烧结现象严重导致自身返矿比例大于高碱度烧结；2)酸性烧结周边精矿比例大大高于高碱度烧结，同时熔剂的大副减少所以－1mm以下的比例高在一定程度上恶化了透气性；

     1)垂直烧结速度(即利用系数)方面在综合考虑两者的平均粒径和－1mm的前提下，混合料的原始透气性相差无几，但烧结速度相差8．05mm／min。导致其利用系数相差0．63t／m²*h原因为烧结过程透气性变差引起，而烧结过程透气性则主要取决于烧结温度及熔融层厚度、过湿层的形态等；(1)由于酸性烧结配加的熔剂极少，即CaO的含量低，在烧结的过程中CaO对燃料燃烧的催化作用较高碱度相比大大减弱使熔融层厚度增大；(2)酸性烧结的主要液相硅酸铁的烧结熔化温度高于高碱度液相铁酸钙的温度；(3)由于生灰消化成极细的消石灰胶体颗粒，它具有较大的比表面积，可以吸附和持有大量水分而不丢失物料的松散性和透气性可以消除过湿层，而酸性烧结生灰很少导致混合料的湿容量变小过湿层现象较高碱度严重；以上造成了酸性烧结垂直烧结速度(也即利用系数)低。(注：一般企业高碱度为保强度等质量经济技术指标，将300m²烧结机利用系数控制在1．4左右，而我厂为1．7左右，参考外单位系数我厂生产低碱度烧结矿较高碱度产能降低(1．4一1．08)／1．4*100％=22．86％，符合通常所说的产能降低20—30％的标准。)

    2)酸性烧结相对高碱度配加的生灰等熔剂大大减少及镁石的停配使其烧成率高出3．56％；同样使其TFe含量得到很大提高；

    3)酸性烧结矿较高碱度矿转鼓指数降低5 %，由于高碱度烧结矿的主要粘结相为铁酸钙，而酸性烧结矿的粘结相为硅酸铁，铁酸钙的粘结性能好于硅酸铁，

    4)酸性烧结较高碱度的燃耗增加31．33％和FeO高的原因1)为了保证一定的利用系数和减少大块两者料层相差250mm左右使料层的自动蓄热大大减少；2)高碱度中大量的CaO能够促进低温化合物的形成；3)高碱度配加石灰中CaCO₃分解出CO₂在一定程度上能够抑制FeO的生成；

    5)酸性烧结矿中大于40mm的量明显大于高碱度主要是因为垂直烧结速度慢高温保持时间长，形成液相充分而形成大块多。

4   今后提高酸性烧结矿产量、质量的方向(在不改变风机的基础上)

4．1  改善混合料的原始透气性

    1)推行小球烧结。(1)改善混合前铁料的粒度组成。目前我们没达到小球烧结粒度组成要求的原因是－3mm的比例太多(酸性烧结矿24％，高碱度烧结矿35％)而小球烧结要求不大于15 %。主要是混合铁料中1—3mm的比例过多，而～200目以下的比例过低。导致无法造球或即使造球其球的强度也很低容易破裂。(2)对混合系统的加水方式(雾化水和最佳的加水曲线关键是喷头合理的安装位置及喷头的最佳分布)和混合机适当改造(改变转速、填充率等)或增加混合造球设备；

    2)布料系统的改造包括梭式布料器、六辊布料器、松料器、平料器的改造；

    3)由于酸性烧结混合料的湿容量比高碱度料的小，因此其对料温的要求更高必须蒸汽预热到其露点以上保证透气性；

    4)在混合料中加黏结剂提高造球效果；

4．2改善烧结过程的透气性

    1)采取燃料分加技术，保证由一混先制成大于3mm的小球，使外滚燃料更好地粘结在小球表面；一则降低燃耗；二则燃料分加减少氧气扩散过程对燃料燃烧反应的抑制作用，提高燃料燃烧速度。

    2)提供优质的燃料，即固定碳高并且粒度细以提高其燃烧速度；

4．3风箱开度控制风量最佳分配

    在保证总风量不变的情况下，根据烧结过程的进行对处于不同风箱位置的烧结料风量进行最佳分配，而不是目前的一律风箱全开；

4．4  增大烧结面积

    即将烧结机台车下部两风箱间的隔板中的水平板割除，而只保留垂直的那块。(一块宽500mm，长4000mm共计20块可以增加烧结面积=0．500*4*20=40m²)(注涉及到风箱间的部分串风。)

5  结论

    1)在北钢现有的原燃料及设备的前提下，生产R=0．4的酸性烧结矿时工艺参数的控制上应该将料层控制在280—330mm，负压控制在15—15．5kpa，机速控制在4．2—4．5m／min，水分控制在7．8％左右，FeO控制在14．5％利用系数达到1．08左右为最佳。

    2)酸性烧结相对高碱度烧结燃耗增加31．33％，转鼓指数减低了5％，利用系数降低22％，大于40mm比例增加了25％且比例随着FeO的提高而降低；

    3)提高酸性烧结矿产量重点是改善其混合料的原始透气性及烧结过程透气性。