摘要    本文通过对原料选择到成品球团矿产出各个工艺环节的分析，提出了强化链篦机．回转窑氧化球团生产的途径。特别强调了优化造球原料、造好球、布好料以及保证链篦机的运行和提高链篦机尾部温度提高人窑强度是强化生产的关键。

 关键词   强化生产  链篦机一回转窑   氧化球团

1  前  言

     随着高炉炼铁对改善炉料结构的需求和精料技术的进步，我国球团矿的生产有了很大的发展。特别是链篦机．回转窑氧化球团生产工艺，近几年来得到广泛采用，生产规模的增长十分可观。2003年投产的有：首钢迁安铁矿200万t／a球团工程，武钢程潮铁矿120万t／a磁铁矿球团工程；柳钢烧结厂120万t／a球团工程；鞍钢弓长岭200万t／a球团工程。2004年即将投产的还有昆钢2×120万t／a球团工程；攀钢企业公司120万t／a球团工程，太钢峨口200万t／a球团工程等。

    为了更好地发挥链篦机．回转窑氧化球团生产工艺的优越性，进一步挖掘提高球团矿产、质量的潜力，本文就强化链篦机．回转窑氧化球团的操作和生产的问题，提出以下看法。

2  改善原料质量是强化球团生

  产的基础

  球团生产对原料性能的要求十分严格，这是烧结生产不能与之相比的。球团生产对原料性能的要求主要有两个方面，即对铁原料性能的要求和对膨润土的要求。只有在这两种原料均达到要求时，才能真正做到“造好球”，和保证球团焙烧工艺的顺利进行。

2．1对铁原料性能的要求

    为了实现“造好球”，其精矿细度必须达到一0．074 mm≥90％，在国外球团厂的建设过程中，这是最为普遍的经验提法。当然在理论研究和先进的球团工厂设计中，还进一步强调30μm左右的粒级所必须占有的比例，以及不同粒级的组成。同时为了保证细粒精矿有较好的形状，使之更有利于造球，现在国际上还普遍采用了比表面的指标，一般讲应≥1800～2000布莱恩数(比表面)的指标更为合适。总的说来，要求球团生产用的铁精矿的粒度要细些为好。但是从国内目前球团生产情况看，所用铁精矿的粒度都比较粗，达不到这一要求，而且有的还相差很远，这个问题必须认真解决。

    铁精矿粒度达不到要求，带来的直接后果是生球质量差，达不到“造好球”的目的。由此造成的必然后果是：在链篦机加热过程中容易产生爆裂(生球强度差，降低了生球的抗爆裂温度)。同时，由于粗粒级的精矿容易在球的表面粘附，在生产过程中，随着球团的运动(特别是在进入窑内焙烧时)非常容易脱落，形成粉末，这种粉末是回转窑产生结圈的最大祸害。一旦发生结圈，就会影响生产的正常进行，严重时还会使生产无法进行，更谈不上如何强化操作了。因而应十分重视铁精矿粒度要求，这是球团焙烧工艺基础的基础。

    另外，由于精矿粒度粗，势必多配粘结剂，这对产品的铁品位是十分不利的；同时还因为精矿粗，在焙烧过程中再结晶固结不充分，导致最终焙烧球团的强度上不去。目前，有不少球团厂成品球的强度达不到2500 N／个，这也是原因之一。

    在此还应指出，由于球团所用铁精矿的粒度细，因而在运输和贮存过程中产生的粘结现象，要比烧结过程中严重得多。特别是当配加粘结剂和水分以后，粘结现象更为严重。对此必须认真对待，采取可靠的措施，予以解决，否则将严重影响生产的正常进行。

2．2对膨润土性能的要求

    膨润土作为粘结剂，在球团矿生产中不但起提高生球强度的作用，同时也起提高生球爆裂温度的作用。这样就可避免和减少在链篦机布料、干燥和预热(初期)过程中粉末的产生。如果产生的粉末量多，进入窑内，就会造成回转窑结圈。膨润土的用量很少，仅在1％左右，但其功能十分重要。为了达到“造好球”的目的，我们必须十分认真选用性能好的膨润土。所谓性能好的膨润土主要是指不但能改善生球强度，同时还能更好地提高生球的爆裂温度。由此可达到缩短生球在链篦机上停留的时间和保证质量和提高产量的目的，实现强化操作。

    对膨润土性能好坏的评定，最好是将所选的不同膨润土，在用相同精矿进行造球后，来测定生球的质量(强度)；然后在不同的干燥温度和不同的干燥升温速度下，测出生球爆裂温度，由此来判定膨润土的质量孰优孰劣。

    对球团矿生产而言，一般说来钠基土的性能较钙基土为好；钠化钙基膨润土也比钙基土好，但不如天然钠基膨润土。

    国外球团厂生产，一般都十分重视膨润土的性能，而且往往是使用世界上几个地方所产的优质膨润土，如美国的怀俄明，澳大利亚的西澳膨润土，以及西西里膨润土等。总之，由于用量很少，即使经过长途海运，单价再贵他们也会使用，因为从总的效果上讲还是合算的。因而我们不能小看和低估所用膨润土的质量对强化球团矿生产的作用和意义。

    膨润土在球团生产中作用十分大，但在满足要求的情况下，用量要尽量减少，这样才能减少成品球团矿铁品位的损失，提高成品球团矿的铁品位质量。

3  必须保证配料的正确性和混合的均匀性

    这一环节的目的主要也是为了充分发挥膨润土的作用。配料必须正确，膨润土太少了，达不到要求，对造球和焙烧质量十分不利；膨润土量多了，对球团矿的铁品位不利，因而必须保证配料的正确性，实现膨润土用量的合理和最佳化。

    混合好的目的，是为了使配加比例很少的膨润土能和铁精矿均匀混合，提高膨润土在精矿中的分散度，充分发挥膨润土的作用。球团矿生产中一般采用强力混合机。“强力”的混合，虽然电耗较大，但比普通的圆筒混合能获得更好的混合效果。强力混合机耙头的使用寿命，对强化球团矿生产也有一定的影响。如何延长其使用寿命，减少更换工作量，使生产更为顺畅，对提高生产作业率也起到十分重要的作用。

4  改善造球机的性能，保证“造好球"

      在造球料合格的前提下，要“造好球”就要讲究合适的水分和给水方式。原料不同，适宜的造球水分就不一样；精矿的粒度不同，所需的造球水分也不一样，因而通过试验摸清适当的造球水分是十分重要的。给水方式当以雾状水为好，但在实际生产中，这二件事都较难实现。在国外有不少大型球团厂，在精矿(赤铁矿)水分10．0％的情况，不进行干燥处理，造球也不加水，所造生球质量也不错。可能是国外球团厂原料供应量大，供应稳定的原因。当精矿水分太高时，肯定会给造球带来极大的麻烦，不但容易生成大球，而且生球的质量会明显变差。鉴于我国目前的精矿水分普遍较高的情况，精矿干燥是必不可少的。要把精矿干燥搞好，确实也是件不容易的事。除了圆筒干燥机的正常运转外，防止堵塞，保证筒头均匀给料是十分重要的。要严格控制干燥后精矿合适的水分，干燥后精矿水分太低，容易引起扬尘，同时也浪费了能源。干燥不够，会给造球带来不利影响。因而必须稳定操作，掌握好干燥后精矿的含水量。

  在造球料合适的条件下，要“造好球”，关键就是造球设备了。对造球盘来说，除了正常运转外，盘面平稳、合适的角度和转速、合理的底衬(国外都采用龟甲网形式)、高效的刮刀等对保证生球的质量和提高盘面利用系数都是十分重要的因素。对于不合格的大球，国外都有将大球破碎的设备，以尽可能减少其返回后对造球的影响。

    另外应强调指出，在我国目前的实际生产操作中，“造好球”与造球工的经验和技术水平有着极大的关系，因而如何提高造球工的技术水平，培养和造就高水平的造球技工也是一项十分重要的任务和技术措施。一般讲，最好的圆盘造球工艺控制水平，其返回料应在20％左右。

    生球造好了，强化球团生产就成功了一半。没有好的生球，就谈不上焙烧的正常进行和强化生产。

5  严格筛除不合格的生球和保证链篦机上生球铺布平整

  为了更好地发挥球团矿优越的冶金性能，就应确保其外形规则和粒度均匀，必须尽可能筛除不合格的生球。另外，不合格的生球，往往会在焙烧过程中产生粉末，对链篦机的透气性和回转窑滚动焙烧带来诸多的不利，同时也是产生结圈的最主要因素。因而必须尽可能地筛除不合格生球，才能保证球团矿焙烧(干燥、预热、焙烧、冷却)作业顺利地进行，这是强化球团矿生产的必要前提。

  关于生球的粒径，从提高产量，保证质量和节能的角度出发，理论研究所得到的结论是以10～12 mm为最佳。对于这一结论值得我们很好的认识和把握。

    为了保证链篦机上热工过程的最佳化和更好地保护链篦机，延长链篦机上高温部件的使用寿命，必须在链篦机上实现铺球的平整和保证足够的厚度。一旦出现布料不均，大量的中、高温热气体，将从阻力小的空隙部分通过，这样就严重破坏了链篦机上有效的热工制度。干燥球、预热球都达不到应有的温度和质量要求，最终不能保证入窑球所需要的强度，而导致回转窑内球团焙烧的严重失衡，失去控制，这种后果是十分严重的。窑内球团粉化严重，大量的粉末产生导致温度分布失衡和结圈的频繁发生。而且链篦机也因局部温度过高而事故不断。篦板烧烂、小轴弯曲、链节断裂、篦体运行跑偏现象等频繁发生，形成恶性循环，越演越烈，使生产无法进行下去。同时，还会危及风机和造成除尘系统严重的损害。这时散料系统也会大量产生返料和粉尘，造成严重的污染和造球料性能的恶化。这种恶劣情况的出现是链篦机一回转窑球团生产的灾难。

6  实现链篦机的正常运行，优化链篦机的热工制度

    在链篦机正常运行的前提下，其热工制度的控制和调节就成为强化球团矿生产的关键。在保证干燥过程不发生生球爆裂的情况下，要尽可能地缩短球团在链篦机上的停留时间。在国外先进的球团厂生产中仅需12～16 min，而我们普遍在20 min左右，这样既浪费了能源，还对链篦机带来更大的压力。

    在保证链篦体可承受的前提下，要尽可能提高链篦机尾部的温度，以提高入窑球的温度和强度，避免窑内球团产生粉末引起结圈和缩短窑内的升温时间，达到强化生产的目的。

    提高链篦机尾端的温度，理论研究和国外的生产实际都已证明这是强化链篦机一回转窑球团工艺生产的最关键的技术要点。它不但可确保人窑球的强度，而且为大幅度提高产量创造了最重要的条件。因而国外十分强调提高链篦机链节和篦板等构件的耐热温度并使用十分优质的耐高温材料，虽然价格十分昂贵，但使用寿命长、有利于强化球团矿生产，可获得更好的经济效益。

    为了寻求和优化焙烧热工制度，一般先要根据原料条件和具体的工艺设备情况作出一个风流和热平衡图。然后根据实测情况，研究和调整实际生产中的风流和热平衡参数，不断改进优化，以求达到最佳的操作状态，这也是不断强化生产的必经和有效的途径。

    另外，链篦机尾部铲料板的耐高温不变形，合适的安装角度以及做到少漏料、不漏料等，也是强化链篦机作业的必要措施。

7  强化回转窑的操作

  球团焙烧最终是在窑内完成的。根据球团矿的固结理论和球团矿强度和温度关系的曲线可以看出，球团矿要达2500 N／个的强度，必须把温度升到所需的高度。一般讲，对磁铁矿要达到1250℃，赤铁矿要达到1350℃以上，球团矿在焙烧过程中才能比较充分地氧化，再结晶比较完善，这样球团矿才会有比较高的强度。当然，过高的温度会使球团产生熔融，严重时会产生粘结和结块结圈现象。要充分发挥回转窑焙烧工艺的优越性，首要的技术问题就是要弄清产生结圈的原因，并在工艺操作中有针对性地防止结圈和正确采取消除结圈的方法。避免和减少回转窑结圈的技术关键是窑内粉末量越少越好。由此也可看到，用高热值煤气或油作为燃料要比用煤粉作燃料对提高窑温而又不产生粘结要有利得多。

    强化回转窑的操作，扩大窑内高温区的长度和实现温度的均匀分布是特别重要的。较大的高温区范围和较均匀的焙烧温度，可使每粒球团得到充分的焙烧，不但其强度好而且有利于产量的提高和质量的均匀，更充分地体现回转窑焙烧球团的优越性。

  为了满足回转窑强化操作的要求，不但燃料的热值要高，同时还要保证窑头烧嘴的供热强度以及燃料和空气的充分混合并保证有合适的过剩空气量。

    窑温的控制是回转窑操作的关键，因而必须保证窑内测温仪表的准确和工作正常。为了更好地掌握窑内的温度和焙烧情况，在今天，经验和操作技巧仍然是十分重要的，因而具备水平高的窑头操作工也是十分重要的条件。

  关于球团矿强度，为满足大型高炉的需求和能作为商品球团矿进行运输的要求，我们应坚持强度标准为2500 N／个，而且要强调其均匀性，这才是真正的精料。国外进口球团的强度，一般都远高于这一强度，我们不能强调“国情”而降低标准。

8  排除大块，保证球团矿的冷却

  球团在冷却机中冷却，不但要保证将出窑的焙烧球团(>1050℃)均匀地冷却到100℃以下，以保证排料后满足胶带机运输的要求，而且要在冷却中，还能使焙烧球团矿进一步氧化，促进球团矿氧化再结晶固结的进行，从而实现球团矿最低的FeO含量，进一步改善球团矿的质量。为了保证冷却风流能均匀通过热球团料层，必须剔除大块粘结料，并保证铺料的均匀。为了保证冷却的效果，风量的供给必须充足并且风流分布要均匀合理，同时要尽可能减少漏风。

9  确保设备性能的高效和工艺流程的顺畅

  链篦机一回转窑球团生产的强化，技术措施有诸多的方面和环节，但都是以工艺流程畅通和设备性能可靠为基本条件的。因而必须有好的工艺流程和性能良好的设备。在生产过程中不断地完善工艺，改进设备性能是强化球团矿生产必经的过程。在我国当前链篦机一回转窑工艺刚起步的时候，我们要不断提高技术水平，快速进步。从当前的现实看，特别是造球、布料和链篦机系统是核心的关键部分。

    另外，在保证性能的前提下，设备要做到计划检修，不断的提高作业率。在国外，链篦机．回转窑工艺在生产实践中，窑容积利用系数可达到10 t／(m³．h)以上；工厂作业率达到97％，一般都能实现超过设计产量的25％左右。随着我国钢铁生产的飞速发展，链篦机．回转窑氧化球团的生产也将会有一个大的发展。回顾历史，我国球团矿的发展落后于先进国家几乎三十年的时间，我们应该奋起直追；努力在较短的时间内超过世界先进水平，为建成钢铁强国而作出应有的贡献。