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宣钢西铁区烧结生产技术进步与效果
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摘要：宣钢西铁区烧结系统自投产运行以来，不断加强原料管理、进行设备改进和工艺技术创新等实践，烧结矿产量、质量指标明显提高，有效改善了高炉入炉原料条件，促进了高炉技术经济指标的提升…
摘要：宣钢西铁区烧结系统自投产运行以来，不断加强原料管理、进行设备改进和工艺技术创新等实践，烧结矿产量、质量指标明显提高，有效改善了高炉入炉原料条件，促进了高炉技术经济指标的提升。
关键词：烧结生产 技术进步 效果
1 引言
宣钢西铁区从2000年到2003年先后建成3台28m2平面步进式循环烧结机，因当时条件所限，装备水平、工艺技术含量较低，原设计能力为年产烧结矿30万t /台。近年，在生产实践中，通过对配料、混料、烧结等系统进行技术改进，使烧结矿产量、质量指标大幅度提高，2004年3台烧结机产烧结矿达到962916t。2005年，随着宣钢1800m3高炉的建设，2月份，对1号烧结机进行改造性大修，8一10月份分别对2号、3号烧结机进行升级改造，并新建4号烧结机，使4台烧结机的装备水平跃上一个新台阶，有效烧结面积由原来的28m2提高到36m2，日产由过去的2600多吨提高到5000t，西铁区烧结生产能力显著提高，不仅满足了西区两座300m3高炉的使用，同时还为东区一座450m3高炉供料，取得了良好的经济效益。近年烧结矿主要技术指标见表1。
表l 近年宣钢西铁区烧结主要技术指标
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年份
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产量 万t
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t %
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R2 %
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品位稳定率 %
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碱度稳定率 %
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固体燃耗kg/t标煤
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2003
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83.76
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56.26
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2.34
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93.06
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91.24
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43.76
|
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2004
|
96.29
|
55.47
|
2.19
|
90.12
|
91.93
|
44.3
|
|
2005
|
104.01
|
54.36
|
2.17
|
90.12
|
90.13
|
40.99
|
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20006
|
52.45
|
51.25
|
2.18
|
94.10
|
93.56
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42.45
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注：2003年9月，3号烧结机建成投产，2005年10月，4号烧结机投入使用；2006年为1-4月份的统计指标。2005年至今,烧结矿品位降低的主要原因是宣钢实施低成本战略，烧结生产主要采用低品位、低价位铁料所致。
2 近年的技术改造
2.1 配料系统的改造
配料是烧结生产的关键环节，针对宣钢西区配料系统设备较落后的实际，逐步对配料系统更新换代。2003年3月，借新建3号烧结机之机对1、2号配料系统的微机控制部分进行升级改造，采用了研华工控机IPC一610，并选用与其配套的PC模板，各控制方式均采用变频控制。铁料仓改为圆盘控制下料，淘汰了配料圆盘励磁调速，改为变频调速的电子皮带秤，提高了设备作业率和配料精度。白灰仓、煤仓改为拖拉式皮带供料，大大降低了小配比物料的计量误差，使配料系统全面升级。
在3号、4号机一混和二混之间增设了固体燃料分加设备，使固体燃料按1：1的比例内配外滚，加快了垂直烧结速度，改善了烧结状况，降低了固体燃耗。同时，由于固体燃料破碎系统原主体设备是PF一107型反击式破碎机，其设备老化造成破碎细度远不能满足烧结工艺对燃料粒度组成的要求，于2003年8一10月，对原煤破碎系统进行改造，建成了一段4PGM一0705型光面四辊破碎机开路破碎系统。该系统建成后，燃料中小于3mm粒级组成由过去的不足70％提高到85％。
2.2 混料、造球系统的改造
l号、2号烧结机原混料、造球系统一混是Φ2800×6000mm的混料滚筒，二混是11个Φ3200mm的造球盘。2005年2月在大修改造时对混料、造球系统彻底进行了改造，拆除原有11个造球盘，加装两个Φ2800×12000mm混料滚筒(二混、三混)，实现了三次混合制粒，使混合造球时间增加了1min以上，制粒效果明显改善，大幅度改善了烧结物料的透气性。
在2001年1号、2号烧结机烧结混合料成功实现水份在线监测的基础上，拟在3号烧结机二混机出口皮带上安装一套JSSC型接触式散料测水仪，对二混混合料水份进行在线检测、就地显示，待改造完成后，可根据生产情况及时准确控制混合料水份，合理调节烧结配碳量，不仅可以降低燃耗，而且能有效保证烧结矿强度，达到增产降耗目的。
2.3 布料系统的改造
宣钢西铁区烧结布料系统相继采用过泥辊+反射板、泥辊+七辊布料器、宽皮带+七辊布料器三种组合方式的优、缺点对比见表2。
表2 三种布料组合方式优缺点对比
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布料组合方式
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优点
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缺点
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泥辊+反射板
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操作简单,投资小
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挤碎球，沾压料，无偏析
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泥辊+七辊布料器
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操作较简单,投资适中
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挤碎球，压料不沾料，偏析不明显
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宽皮带+七辊布料器
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操作维护较复杂，投资大
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不挤碎球，不沾压料，偏析明显
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2002年4月，利用l号烧结机检修机会对其布料系统进行了改造，将原泥辊+反射板的布料组合方式改为泥辊+七辊布料机，使混合料由推压向下运动改为滚动向下运动，保护生球，改善了烧结透气性，烧结总管负压由改造前的-10kPa～-13.8kPa降至改造后-7kPa～-10.6kPa，推车速度由0.57m/min提高到0.64一0.76m/min，垂直烧结速度明显加快，从而达到增产目的。2005年2月，l号烧结机在大修改造中又将布料方式改为宽皮带+七辊布料，并增加了可调松料器，大大改善了料层透气性。混合料下料量通过调节宽皮带机转速来控制，使布料更加平整均匀，料面不拉沟、无斜坡，使烧结过程能均匀进行，提高了垂直烧结速度，推车速度提高了0.1—0.25m/min。由于宽皮带+七辊布料机的布料方式具有上述明显的优点，3号、4号机直接采用了这种布料方式，效果一直较为理想。
2.4 点火器的更新和改造
针对原点火保温炉火焰外喷严重、保温蓄热面积小、料面点火不均匀、浮灰大等问题，1号、2号、3号烧结机分别在大修时，将保温段由1316mm增至2332mm，蓄热面积增大了1.8m2，并且整体向东移动150mm，l号、2号风箱间隔板去掉。改造后有效地提高了点火质量，蓄热面积增加后，台车表面明显好转，成品率提高。但是，由于烧结点火采用高炉煤气，热值低、点火温度低，点火温度仅为1000℃左右，且高炉煤气压力不稳，不能较好地满足烧结生产的需要。2006年2—3月，对四台烧结机点火器烧嘴进行了改造，另建一套使用焦炉煤气的点火器。通过3、4月份在1号、2号烧结机进行改用焦炉煤气点火的生产实践，证明改用焦炉煤气点火后，烧结表层质量明显改善，烧结矿成品率提高了1.48％。点火煤气单耗由107.75m3/t降低至19.82m3/t，降低了87.93m3/t。
2.5 风机增容改造
原烧结冷却风机为大风量、低负压耐热风机，风机技术参数为风量348000m3/h，负压为4.3kPa，电机功率为560kW。但在实际使用过程中，由于吸风负压低，风速慢，大风量的作用发挥不出来，冷却效果较差，机尾红料多。为避免红料烧皮带，被迫降低机速，影响了产量。2005年9月，在烧结系统改造中，在风机电机功率、外壳不变的前提下，改变风机风轮，使风机负压提升至5.5—6.0kPa，风量降至230000m3/h，满足冷却需要。经实际使用，冷却风机负压达到36.0kPa。通过料层的风速加快，冷却效果明显好转，红料减少，达到了预期效果。
2.6 冷却系统的更新改进
由于原烧结机采用机上冷却，冷却效果差，限制了机速的提高，为了提高烧结矿产量，从2005年7月起，用了3个月时间在1号、2号烧结机尾部各增设一台42m2轻型带冷机，在3号、4号烧结机尾部各设一台44m2轻型带冷机，对l号、2号、3号烧结风机及主降尘管路进行了改造，将四台烧结机冷却段改为烧结段，烧结机有效烧结面积增加了8m2，利用系数提高了0.38t/(m2.h)。
3 强化工艺技术进步
3.1 优化原料结构、强化混匀料管理
宣钢西铁区由于料场很小，无混匀料场，各科入烧料基本上随进随吃，直接影响到入烧料成分稳定，为了提高大宗入烧铁料的成分稳定性，在对进口矿粉、汽运精粉(分酸性、自熔性精粉)按固定货位分类卸车堆放的基础上，用挖掘机进行翻倒、混匀，再用铲车切取回装使用；另外，加强铁杂料混匀管理，彻底清理回收厂内积料及撒料，与铁鳞、钢渣、瓦斯灰等按一定比例平铺、翻倒、混匀，以成分相对稳定的混匀料形式进行配料烧结。原料的优化管理，使烧结料的粒度组成、混合料制粒效果和烧结性能得到改善提高，为实现厚料层烧结提供了有力保障。
为了提高料温、强化制粒和节能降耗，逐步实现了烧结配加钙质、镁质白灰，并向全白灰烧结发展。为进一步提高烧结矿品位，改善烧结矿质量，不断提高高铁低硅的优质印度矿粉等进口富矿粉的配比。2001年3月开始在烧结配料中配加印度粉，且配比逐步提高到30％，2003年后逐步提高到35％。同时进行入烧外粉结构优化，逐步形成了进口矿粉与当地精粉搭配的基本结构，改善了入烧原料的烧结性能。
3.2 采用小球烧结技术
1号烧结机在建成投产的前半年，利用系数平均为1.298t/(m2.h)，远远不能满足高炉对烧结矿的需求。为了使烧结矿产量取得突破性提高，2001年5月到8月，利用建2号烧结机的机会，在一混机内加装含油尼龙衬板，内设雾化喷水系统，强化了制粒效果。同时，引进了河北理工学院的专利产品MT—l接触式散料测水仪及配套设备，实现了混合料水分的在线监测。另外，建成投入了生石灰配加及对消化系统等硬件设施进行必要的改造，一系列技术改进为小球烧结技术在宣钢西铁区逐步应用创造了条件，经过近3个月的生产实践和改进，使单机日产烧结矿提高了96t，目前，小球烧结技术已在宣钢烧结生产中成功应用推广。
3.3 逐步实现厚料层烧结
厚料层烧结是20世纪末发展起来的先进龆结技术。厚料层烧结具有改善烧结矿粒度组成，提高烧结矿强度，降低烧结矿FeO含量和固体蜊料消耗等优势。为了确保700mm厚料层烧结技术在宣钢成功地运用，在西铁区烧结生产实践中不断引用国内先进成熟的烧结工艺设备和与之相匹配的烧结技术。将烧结机台车挡板高度由600㎜逐步增加到785mm，为厚料层烧结打下设备基础。而且，通过改善烧结料入烧理化性能，优化入烧料结构，科学配矿，以提高混合料原始透气性为重点展开攻关，进而摸索、建立了适合700mm厚料层烧结的工艺参数、烧结制度和生产管理模式。2004年成为河北省首家开发成功700mm厚料层烧结技术的企业。700㎜厚料层烧结同600㎜料层烧结相比，烧结矿产量提高10.2％，转鼓强度提高1.26％，FeO含量降低0.5％，固体燃耗降低2.97kg/t，烧结矿粒度5—25㎜粒级含量提高约10％，<5mm的烧结矿粉末降低了2.17％。生产实践证明，厚料层烧结是改善烧结技术经济指标，降低烧结矿生产成本的重要技术措施。
4 使用烧结强化添加剂
近年来，各种添加剂在铁矿粉烧结工艺中得到广泛研究和应用。从2005年11月开始，宣钢西铁区先后在4台烧结机生产实践中进行了适合现有烧结原料条件的高效复合烧结添加剂试验。并于2006年2月开始在烧结系统配加高效复合烧结添加剂和强化烧结助熔添加剂。使用烧结强化添加剂可使烧结矿质量得到改善和提高，固体燃耗有一定降低趋势，为进一步提高烧结生产率及烧结矿强度具有一定效果。
5 结语
近年来，宣钢西铁区通过设备改造，优化工艺环节，引进新工艺、新技术，烧结生产技术指标不断攀升，今年4月份，烧结机利用系数达到1.44t/(㎡.h)，4台36m2烧结机年生产能力预计可达到170多万吨，质量完全满足西铁区两座300m3高炉和东铁区一座450m3高炉的生产需要。
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