混匀矿造堆过程控制与适时调整

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混匀矿造堆过程控制与适时调整

薛凤萍郝新文李素芹王玉敏

(河北钢铁集团唐山钢铁股份有限公司唐山 063020)

摘要：唐钢炼铁厂通过优化混匀矿配料结构，控制混匀矿的SiO₂，稳定烧结矿的化学成分，不仅保证了烧结矿质量，而且降低了烧结矿原料成本。通过混匀矿造堆过程控制提高混匀矿产量，减少混匀矿成分波动，使混匀矿的生产组织与质量控制得以有机结合。通过堆计划的适时调整，保证混匀矿造堆实际成分与计划的一致性，提高了混匀矿质量，满足了烧结生产需要。

关键词：混匀矿过程控制适时调整稳定性

1 前言

含铁原料的混匀是炼铁精料的主要内容之一，混匀矿质最对烧结矿的产质量起到关键作用。唐钢炼铁厂原料混匀料场是与两座1260m³高炉和两台180m²烧结机相配套设计的大型现代化混匀料场。设计为两个料条(BA、BB)，配置一台混匀堆料机(BST)和两台混匀取料机(BR)，作业方式为一堆一取，通过对不同一记种的含铁原料进行混匀配料、综合混匀，使之成为单一品种的混匀矿，然后由混匀取料机平铺切取，进行次混匀后输送至烧结配料室使用，以稳定烧结矿的物理性能和化学成分。

混匀料场投产以来，烧结和高炉进行了一系列改扩建，现混匀料场担负着两台210m²烧结机、一台265 m²烧结机和一台180m²烧结机的混匀矿供应。

2 混匀矿生产概况

唐钢炼铁厂混匀作业由14个混匀配料槽(BH槽)和两个混匀料条组成。BHl～5、BH11～14为大仓，容积400 m³，主要用于存放铁精粉、烧结矿返粉、球团粉、澳矿粉、巴两粉等含铁物料；BH6～10为小仓，容积200 m³，主要存放熔剂、钢淹等切出晕较小的种。每个混匀配料槽下装有一套定量给料装置(CFW)，按照混匀矿作业计划中各品种的设定量，由圆盘定量给料装置均匀切出，并汇集到同一条皮带G101上，通过混匀堆料机的连续走行堆放至混匀料场造堆，实现不同品种的物料按一定比例的混合。

造堆完成后，由滚筒混匀取料机在料堆端部切取，经皮带输送至烧结配料室。滚筒混匀取料机装有一个大料耙和多排取料斗子，取料斗子沿整个料堆断面分布，多排设定，取料时再次进行混匀，较好地克服了混匀矿粒度偏析。

3 控制混匀矿(烧结矿)的SiO₂

3．1优化混匀矿配料结构

2000年，混匀矿中冀东精粉配比为56．31％，其中16．85％为高品位的自产精粉，39．46％为品位低、SiO₂含量高的地方群采精粉，外矿粉只有澳矿粉和印度粉，而且配比只有11．14％，烧结料层透气性差，烧结矿产最低，质量指标也很不理想；2001年8月，品位68％以上的巴西精粉开始参加混匀配料，外矿粉总配比29．11％，2002年始大量配加外矿粉替代地方群采精粉，2008年外矿粉总配比达到了64．49％；外矿粉配比增加后，烧结矿(混匀矿)的TFe明显提高，SiO₂大幅度下降。生产实践证明：巴西矿粉和澳大利亚矿粉合理搭配，既稳定了烧结矿化学成分、保证了烧结矿质量，又降低了烧结矿原料成本。唐钢炼铁厂近几年混匀矿配比见表1。

3．2控制混匀矿的SiO₂

控制混匀矿的SiO₂日的是控制烧结矿的SiO₂、提高烧结矿的TTe、稳定烧结性能。混匀矿配比优化后，烧结矿TFe大幅度提高，烧结矿SiO₂由2000年的7．61％降低到2003年的4．49％。烧结实验发现烧结矿中的SiO₂含最达到5．00％时，再进一步降低，液相数量将逐渐减少，引起成品率下降、返矿越增多、能耗上升，因此，2004年烧结矿的SiO₂上升至5．04％，2005年2008年烧结矿的SiO₂稳定在5．16％∽5．289，0，烧结矿位始终保持在56．30％以上，稳定了烧结矿的化学成分，保证了烧结矿质量。混匀矿与烧结矿化学成分见表2。

4 混匀造堆过程控制

4．1混匀矿堆积作业计划分4BLOCK

唐钢炼铁厂投产初期混匀配料槽有10个，大仓BHl～5切出量100～500t／h，小仓BH6～10切出最15～75t／h；由于当时使用的品种少，可以按混匀矿堆计划所设定的品种同时切出。随着物料品种的不断增加，参加混匀配料的品种超过了10种，最多时达到15种；为了保证生产任务的完成和混匀矿的质量，只能将混匀矿堆计划进行分解才能进行堆积作业，因此将混匀矿堆计划分解成量相等、成分相近的4部分，即4BLOCK计划进行堆积作业。4BLOCK计划的原则：4BLOCK的R₂和MgO相等，TFe尽可能相近；每个BLOCK所使用的品种不超10种；每个单品种的切出量在混匀配料仓的切出范围内：一次料场取料机的作业平衡。

随着烧结的增容扩建，混匀矿的需求最不断增加，生产实际中发现参加混匀配料的单品种切出量如果在75～100t／h，分配它们占两个槽，混匀配料槽就分配不开；如果仍然使用一个槽会造成切出最波动大，影响混匀配料的效果，不利于烧结矿质量的提高，因此在原混匀配料槽的两侧新建BH11～14四个大仓，设计切出量为15～500t／h，弥补了单品种在75～100t／h范围内切出量不准的问题，解决了大小混匀配料槽的切出量不能很好衔接的问题，保证了混匀矿的质量，同时配比较大的，品种可以2个仓同时下料，增加了一个单层中所包含的实际品种层，增加了堆积总层数，既保证了烧结增容扩建对混匀矿产量增加的需要，又稳定了混匀矿质量，成功地解决了因原料杂、成分波动大而导致的烧结矿质量下降问题。

4．2混匀矿实行变起点、定终点堆积方式

混匀料场投产初期，采朋吲定起点和终点的堆积方式，该方式虽然操作简单，但由于端部堆积层数少，与正常部化物料相比成分波动很大，不利于烧结操作。为了减少端部料，采用了简便易行的方法，混匀矿堆积实行“变起点、定终点”堆积方式，堆积过程控制四个折返点，第一折返点内混匀矿堆积最为第lBLOCK总量，自第2个BLOCK开始每个BLOCK起点较前一BLOCK后退2米，即第二、三、四折返点依次后退2米，对心堆积量分别为第2、3、4BLOCK总量，同时保持堆积终点不变。

采用“变起点、定终点”堆积方式，混匀料场尾部始终剩余1000吨左右的混匀矿，混匀矿堆积过程中这样可保证每堆混匀矿只取混匀取料机一侧的端部料1000吨，减少端部料1500吨左右。

4．3改变端部料的处理方式

混匀矿大堆封堆后，为减少对烧结操作的影响，每个混匀矿大堆需返回端部料1000吨左右才能给烧结输送。初期处理方式为：大堆封堆后，组织返端部料入混匀配料槽占用两个大仓，下一堆开堆前走行堆积到下一堆，待端部料仓切空后组织备料，下一堆正式开堆。生产过程中发现如下弊端：当前输出堆端部料堆积到下一堆，存在成分差异，同时当前堆输出总量减少1000吨。由于开堆前需先将端部料切空后才能组织备料，影响下一堆堆积速度。为克服以上缺点，改变了端部料处理方式，即混匀矿大堆封堆后，将端部料返同到混匀配料槽，连续走行堆积到当前堆。因端部料与当前堆成分比较接近，减少了成分波动，而且堆总量不变，可延长当前堆输出时间，同时将端部料切空后，可提前组织混匀配料槽备料，不会影响下一堆堆积速度。

4．4减少混匀矿堆积过程的停机次数

混匀矿堆积过程中，开始堆积和停止堆积时混匀矿配料圆盘的切出量瞬时值不稳定，各种物料的配比波动大，达不剑混匀矿配料计划的配比要求。传统交接班停机，不仅降低了混匀矿堆积速度，影响了混匀矿产量，而且对混匀矿质量也有一定影响，因此，混匀矿堆积作业打破交接班停机惯例，堆积过程中只在换BLOCK、需要变换单品种CFW切出量时才停机，减少了停机次数，减少了料头料尾对大堆质量的影响，混匀矿的产量指标和质量指标都有了明显提高，目产量由27000吨提高到30000吨，TFe稳定率提高了1．19％，R₂稳定率提高5．27％，SiO₂稳定率提高了0．53％。

5 混匀矿堆计划的适时调整

5．1混匀矿堆计划调整的必要性

用于混匀矿造堆的含铁物料主要有巴西矿粉、澳大利亚矿粉、冀东精粉，还有厂内产生的烧结矿返粉、球团矿返粉、除尘灰、杂料、公司内部循环再利用的钢渣等，参加混匀配料的品种多，成分差异大。

在混匀矿造堆过稗中，由于计量、设备运行状况等会造成圆箍切出量的波动，配料圆盘实际切出计最值与堆计划的数景有一定差异，同时单品种物料的化学成分也发生了改变，每个混匀矿大堆造堆结束后的堆实际成分会与计划有差异，因此在造堆过程中需要进行堆计划的适时调整。

5．2实行混匀配料槽下单品种取样化验

一次料场投产后，由于场地所限，一直未能实现批别管理和成分值管理。投产初期，编制混匀矿大堆计划和4BLOCK计划时没有准确的成分来源，只能临时在一次料场取样作为单品种成分的依据，影响了配料计算的准确性。针对此情况，在混匀矿大堆堆积过程中，每班在混匀配料槽槽对每个单品种物料进行取样化验，以成分点均值作为该品种的成分进行配料计算，提高了配料的准确性。

5．3混匀矿堆计划的适时调整

由于混匀矿堆计划计算时每个单品种成分采用的是上一堆的封堆实际成分，在堆积过程中跟随取样，与计划成分有一定的差异；另外每个单品种的累计切出量与计划量也不是完全相同，因此，在第3BLOCK堆积完毕时，进行第4BLOCK计划的适时调整，通过调整单晶种配比的方式控制混匀矿(烧结矿)的SiO₂，保证混匀矿造堆实际成分与计划的一致性，保证目标值的实现，满足烧结生产的要求。