王 沖，周 賓

（玉溪新興鋼鐵有限公司燒結(jié)廠，云南玉溪 653100）

摘 要：燒結(jié)燃料單耗占燒結(jié)工序加工費(fèi)很大的比重，降低燒結(jié)工序能耗首先要降低固體燃料消耗。如何降低燃料單耗是所有鋼廠一直探索和追尋的目標(biāo)。本文對(duì)國內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)的研究及生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，尋找出固體燃料消耗指標(biāo)與國內(nèi)外一些鋼鐵企業(yè)之間存在的差距，結(jié)合自身用礦結(jié)構(gòu)、裝備技術(shù)、環(huán)境等，對(duì)標(biāo)挖潛摸索出適宜燒結(jié)廠降低燒結(jié)固體燃耗的措施。

關(guān)鍵詞：燃料單耗；燒結(jié)礦成本；實(shí)踐

1 引言

2012 年至今，鋼材市場(chǎng)形勢(shì)逐漸低迷，不容樂觀，甚至有時(shí)出現(xiàn)了鋼材價(jià)格不如白菜的惡劣情況。在此情形下，必須降低自身成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，縮短價(jià)格差。雖然近幾年也開展對(duì)標(biāo)找差工作，燃料單耗取得一定成效，但仍處于較高水平，對(duì)近幾年的固體燃料消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，2018 年固體燃料消耗為60.12kg/t、2019 年固體燃料消耗為 60.46kg/t，國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)固體燃料消耗≤50kg/t，與國內(nèi)同行還存在固體燃料消耗 10kg/t 以上的差距。

2 強(qiáng)化燒結(jié)工藝

2.1 優(yōu)化用料結(jié)構(gòu)

燒結(jié)即是將各種粉狀含鐵原料，配入一定數(shù)量的燃料和熔劑，均勻混合制粒，然后放到燒結(jié)設(shè)備上點(diǎn)火燒結(jié)^[1]。在玉鋼含鐵原料分為精礦、粉礦、循環(huán)物，近幾年玉鋼使用的精礦主要是自主礦即管道精（磁鐵精礦），是水洗富礦，其品位高含全鐵 62%左右，粒級(jí)細(xì)，200 目以下占比 100%，清水性和粘結(jié)性特別好，有利于造球。也使用部分本地所產(chǎn)精礦，相比管道精，雜質(zhì)較多，有害元素高，粒度粗，清水性和粘結(jié)性明顯差，性價(jià)比一般；近幾年所使用的粉礦品種較多，一般我們分為進(jìn)口粉礦和國內(nèi)粉礦，進(jìn)口粉有巴西粉、南非粉、印度粉、奧粉、越南貴沙粉、紐曼粉、麥克粉等，進(jìn)口粉具有化學(xué)性能、物理性能穩(wěn)定，有害元素低、燒結(jié)性能很好的特點(diǎn)。國內(nèi)粉礦基本是配粉，有很多含鐵礦中混合而成，特點(diǎn)是價(jià)格便宜，但燒結(jié)性能差，有害元素很高；循環(huán)物是整個(gè)玉鋼公司生產(chǎn)工序所產(chǎn)生的含鐵廢棄物（污泥、氧化渣、粗顆粒等）或不合格產(chǎn)品重復(fù)加工（返礦、球團(tuán)篩下物等），循環(huán)物一般以返礦為主，占 70%左右。在生產(chǎn)過程中，循環(huán)物越少，表明生產(chǎn)越好。

從表 1 可以看出，隨著進(jìn)口粉礦比例的增加，循環(huán)物逐漸減少，燒結(jié)礦成品率升高，起到降低燃料單耗的作用，可降 2kg/t 左右。

2.2 引進(jìn) SHRT 預(yù)熱蒸汽

燒結(jié)生產(chǎn)過程中，水分的蒸發(fā)和冷凝使過濕層現(xiàn)象發(fā)生，料層透氣性變得惡化，在上料量較大，機(jī)速較快時(shí)，對(duì)燒結(jié)過程產(chǎn)生很大影響。當(dāng)提高混合料料溫至“露點(diǎn)”以上時(shí)，可顯著減少或消除料層的過濕現(xiàn)象，明顯改善燒結(jié)料層透氣性，強(qiáng)化燒結(jié)過程，提高燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量^[2]。

玉鋼 3#燒結(jié)機(jī)建廠后也一直使用蒸汽預(yù)熱混合料，但煉鋼、軋鋼蒸汽到燒結(jié)廠運(yùn)輸路線長，熱損失較大，同時(shí)壓力有限、波動(dòng)大，導(dǎo)致預(yù)熱效果不理想，故需要重新尋找新的方法提高混合料料溫。2016 年 4月 SHRT 建成投入使用后，我們發(fā)現(xiàn) SHTR 蒸汽含水量極低，溫度和壓力均較高，穩(wěn)定充足，距離礦槽近等優(yōu)勢(shì)，特別適合引進(jìn)用于預(yù)熱混合料，故 2018 年 10 月利用同步檢修改造混合料礦槽蒸汽，引進(jìn) SHRT高壓蒸汽。

混合料礦槽引用 SHRT 過熱蒸汽后，混合料溫度得到明顯提升，料層透氣性得于顯著改善。通過每天對(duì)圓輥出料端混合料進(jìn)行溫度測(cè)定以及統(tǒng)計(jì)燃料消耗情況，根據(jù)改造前、后分別取月平均值進(jìn)行對(duì)比，具體情況如表 2 所示。

從表 2 可以看出，混合料礦槽使用 SHRT 過熱蒸汽后，混合料溫度明顯升高，超過了露點(diǎn)溫度 65℃以上，在燒結(jié)過程中不僅降低過濕層的影響，還加快了熱傳遞速度，可降低燃料消耗 1%左右。

2.3 強(qiáng)化布料操作

2011 年建玉鋼燒結(jié)廠 3#燒結(jié)機(jī)時(shí)，混合料礦槽使用的防粘料材料為陶瓷襯板，經(jīng)過長時(shí)間的磨損，現(xiàn)襯板已大面積掉落，出現(xiàn)了嚴(yán)重的粘料情況，特別是上半部分，期間也想過辦法，在粘料嚴(yán)重的兩側(cè)掛膠帶擋皮，在礦槽中底層安裝空氣炮等，但粘料依然很嚴(yán)重：（1）造成布料很不穩(wěn)定，時(shí)常發(fā)生突然下一大片，嚴(yán)重壓料，導(dǎo)致過程控制不穩(wěn)定，狀態(tài)起伏波動(dòng)大，甚至出現(xiàn)紅礦等，嚴(yán)重影響燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量，降低了燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)；（2）礦槽粘料嚴(yán)重，會(huì)影響混合料的正常分布，偏析嚴(yán)重，改變燒結(jié)料層透氣性，使兩側(cè)透氣性很好，中間卻燒不透的現(xiàn)象。（3）清理礦槽難度大，浪費(fèi)大量人力，增加勞動(dòng)負(fù)荷。

經(jīng)過長時(shí)間觀察放空礦槽實(shí)地測(cè)量礦槽粘料位置和嚴(yán)重程度，技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，重新設(shè)計(jì)和分布空氣炮安裝位置，解決了這一問題。為燒結(jié)生產(chǎn)的穩(wěn)順，狀態(tài)的穩(wěn)定，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的提升提供有力保障。

2.4 提高生石灰使用配比及活性度

2017 年以前，我們一直使用的是一種成本很低，但活性度不高，幾乎不會(huì)消化，不會(huì)釋放熱量的劣質(zhì)生石灰。而眾所周知高活性度生石灰粒度細(xì)、親水性強(qiáng)，經(jīng)過吸水消化后，會(huì)釋放大量熱量可用于提高混合料溫度，生石灰吸水后生成消石灰，消石灰屬于膠體物質(zhì)，具有很好的粘結(jié)性，大大改善了燒結(jié)物料的成球性能，能提高小球的強(qiáng)度，有很好的濕熔性，同時(shí)穩(wěn)定性好，不易被料層過濕層冷凝水破壞，可改善混合料透氣性。生石灰還有一個(gè)很重要的作用，具有明顯的化學(xué)反應(yīng)活性劑作用，活化了燒結(jié)料中燃料燃燒反應(yīng)，加快了燃燒速度。生石灰因粒度細(xì)，更容易生成低熔點(diǎn)化合物，液相的流動(dòng)性好、凝結(jié)快，從而降低燃料用量和燃燒帶阻力^[3]。2017 年投入使用高活性度生石灰，配比約為 5%左右，燒結(jié)控制過程發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，燒結(jié)礦質(zhì)量提升，燃料單耗降低 3.3 kg/t，分別統(tǒng)計(jì)了 2016 年和 2017 年兩種生石灰全年使用情況如下表。

2.5 強(qiáng)化統(tǒng)一操作，嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律

以往沒有注重操作的統(tǒng)一性，各班組之間操作較為隨意，形成看火工個(gè)人操作習(xí)慣不同、操作參數(shù)調(diào)整頻繁、工藝參數(shù)控制不一致，導(dǎo)致燒結(jié)狀態(tài)此起彼伏、燒結(jié)礦質(zhì)量波動(dòng)較大。近年來我們注重?zé)Y(jié)工技能培訓(xùn)，加強(qiáng)四班統(tǒng)一操作，加強(qiáng)日常操作精細(xì)化管理。針對(duì)水、碳、風(fēng)、冷等關(guān)鍵工藝參數(shù)研究確定適宜生產(chǎn)的范圍，制定成操作方針，四班按照操作方針統(tǒng)一操作。燒結(jié)礦質(zhì)量得到穩(wěn)步上升，為高爐的穩(wěn)順創(chuàng)造了良好條件，同時(shí)也為降低燃料奠定基礎(chǔ)。

2.6 鋪底料粒級(jí)突破小于 10mm

鋪底料的作用主要是降低爐篦條燒損率和改善熔融液相粘結(jié)和過濕層堵塞篦條間隙從而降低透氣性^[4]。

2019 年年底，隨著用料結(jié)構(gòu)逐漸改善，混勻礦燒結(jié)性能轉(zhuǎn)變，以及混合料料溫的提高，燒結(jié)控制過程長期穩(wěn)定順行，過濕層現(xiàn)象明顯緩解的情況下，我們開始思考降低鋪底料粒度。建廠以來我們一直使用的是12~18mm 粒級(jí)的鋪底料，這部分粒級(jí)正是高爐生產(chǎn)最需求、最優(yōu)的燒結(jié)礦粒級(jí)，因此，我們?cè)跐M足生產(chǎn)的前提下，逐漸將鋪底料粒度降至 8~12mm，增加入爐燒結(jié)礦產(chǎn)量和改善粒級(jí)組成，為高爐生產(chǎn)的穩(wěn)順優(yōu)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為降低燒結(jié)礦成本和工序加工費(fèi)做出突出貢獻(xiàn)。

3 改造燒結(jié)工藝

3.1 厚料層燒結(jié)技術(shù)

3.1.1 厚料層刮料板設(shè)計(jì)

玉鋼 3#燒結(jié)機(jī)建設(shè)初期，料層厚度為 700mm，是固定不可調(diào)節(jié)。2019 年 5 月，在降本增效的大環(huán)境下，燒結(jié)廠幾經(jīng)思考，經(jīng)過燒結(jié)廠及技術(shù)中心相關(guān)技術(shù)人員長期的研究和討論，最終決定提高料層厚度，但由于受點(diǎn)火爐框架與臺(tái)車擋板間距（約為 80mm）制約，料層厚度按 780mm上線改造，并確定燒結(jié)機(jī)刮料板安裝的位置以及安裝形狀，既要保證原有結(jié)構(gòu)的完整性，又要能夠起到活動(dòng)調(diào)整高度的效果，滿足料層厚處于可調(diào)整范圍，設(shè)定刮料板離臺(tái)車爐箅條高度為 700~780mm。

3.1.2 厚料層生產(chǎn)試驗(yàn)

在刮料板改造完成后，我們進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)，在試驗(yàn)時(shí)其他條件相同，為確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)每一 個(gè)料層厚度變量時(shí)均為 2 天。試驗(yàn)證明，料層厚度為 770mm 時(shí)，生產(chǎn)各項(xiàng)參數(shù)和燒結(jié)礦質(zhì)量得到較好結(jié)果。

3.2 改造外供流程，降低燒結(jié)礦運(yùn)輸粉化率

外供高爐燒結(jié)礦流程戰(zhàn)線較長，存在落差較大、倉壓導(dǎo)致燒結(jié)礦粉化率較高造成燒結(jié)礦成本增加^[5]。外供高爐燒結(jié)礦流程從 CP5 膠帶機(jī)至高爐礦槽涉及膠帶機(jī) 11 條，4 個(gè)緩沖倉（為了兼顧老高爐和新高爐供料平衡而設(shè)置，高度落差約 12m），下料漏斗 10 個(gè)（漏斗落差基本都在 2 m 以上，其中落差大于 5 m ³ 個(gè)（主要集中在 K1 膠帶機(jī)至 K5 膠帶機(jī)流程段，K3 膠帶機(jī)下 K4 的落差最大在 8 m 左右）?，F(xiàn)有漏斗及緩沖倉下料落差大，經(jīng)實(shí)測(cè)，在用料結(jié)構(gòu)為釩鈦精 10%左右，管道精 40%左右，進(jìn)口粉 30%左右，二次資源 20%左右，在 K1 膠帶機(jī)處所測(cè)量的數(shù)據(jù)小于 5mm 的燒結(jié)礦占比 5.67%，K5 膠帶機(jī)處所測(cè)量的數(shù)據(jù)小于 5mm 的燒結(jié)礦占比 7.62%，燒結(jié)礦在該流程段因下料落差和倉壓導(dǎo)致燒結(jié)礦粉化率增加了 1.95%（見表 5），造成高爐槽下返礦量增加使燒結(jié)礦成本增加，同時(shí)也給高爐穩(wěn)定順行帶來不利影響。

通過燒結(jié)廠不斷研究，確定并實(shí)施改造：（1）恢復(fù)焦 6#對(duì)原 9#膠帶供料，原 9#下原 10#膠帶，原 10膠帶進(jìn)行改造（膠帶斷開，增設(shè)膠帶傳動(dòng)裝置及下料漏斗）對(duì) K1#膠帶供料，形成低交料供料；（2）改造小高爐停用設(shè)備 K9 膠帶機(jī)，實(shí)現(xiàn) k2 到 K5 直供料，改造后，原 CP5 至 K2 膠帶機(jī)供料流程不變，燒結(jié)礦經(jīng)K2 膠帶機(jī)通過低交料方式下至 K9 膠帶機(jī)，在經(jīng) K4 膠帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爐礦槽，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)礦由成品倉直供高爐，同時(shí)保留原有供料流程最終形成雙流程供料模式。

改造后，現(xiàn)實(shí)了降低燒結(jié)礦運(yùn)輸過程的粉化率 2.0%左右，降低燃料單耗約 1.02kg/t。同時(shí)，改善了入爐燒結(jié)礦粒級(jí)組成，為高爐穩(wěn)定順行創(chuàng)造更加有力條件。

4 結(jié)論

（1）對(duì)用料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，改善混合料的制粒效果和提高料層透氣性，改善混勻礦燒結(jié)性能，提高燒結(jié)過程中液相生成向好的方向發(fā)展，是提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量、降低燃料單耗的基礎(chǔ)條件。

（2）混合料下料穩(wěn)定、四班統(tǒng)一操作，是生產(chǎn)穩(wěn)定順行、穩(wěn)定燒結(jié)各方面的有力保障。

（3）通過上述一系列對(duì)工藝技術(shù)操作的改進(jìn)和改造，促進(jìn)了玉鋼燒結(jié)廠燃料單耗從最高時(shí)的 64kg/t 逐漸降低至現(xiàn)在的 49.07kg/t，屢創(chuàng)歷史記錄。

參考文獻(xiàn)

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