燒結操作如何點好火？
許滿興
燒結生產(chǎn)過程從布料、點火、燒結到冷卻僅幾十分鐘的時間，它是一個快速、高效、物理和化學反應的復雜過程。自點火后，先后形成燒結層、燃燒層、預熱層、干燥層和過濕層5個過程帶。在這個過程中，既有燃料的燃燒、碳酸鹽的分解、鐵氧化物的氧化與還原反應，又有硅、鋁復合鐵酸鹽〔5CaO·2SiO29(Al·Fe)2O3〕和橄欖石（2FeO·SiO2、CaO·FeO·SiO2）等新相的生成和結晶長大；從低溫到高溫既有固相反應，又有液相反應，導致燒結過程工藝參數(shù)多變量，影響燒結產(chǎn)、質(zhì)量的因素呈現(xiàn)多因子全方位的特征，諸如料層厚度、配碳、配水、點火負壓、溫度和時間、燒結抽風負壓、制粒和混合料的透氣性以及臺車行走速度等多個工藝參數(shù)單一和交叉影響著燒結生產(chǎn)。正因為這樣，燒結工作者難以認識復雜的燒結工藝過程，難以正確掌握穩(wěn)定的燒結生產(chǎn)，也難以獲得高質(zhì)量的燒結礦。
總之，燒結生產(chǎn)過程是一個時間短、速度快、影響因素多、變化快的復雜過程。燒結生產(chǎn)不是簡單的散料造塊，而是技術密集、操作復雜的物理化學多變化過程，需要認真?zhèn)淞?，?yōu)化配礦，善于操作，深入分析，把燒結工藝理論與實際操作緊密結合，才能搞好這項復雜的生產(chǎn)過程。
燒結主要工藝參數(shù)及其相互關系
料層厚度、配碳、配水、燒結負壓（包括點火負壓）和臺車行走速度（機速）是燒結生產(chǎn)的主要工藝參數(shù)。這些工藝參數(shù)的相互關系中，料層厚度是基礎，水、碳是保證，混合料的透氣性（包括混合料的粒度組成、布料和混合料的透氣性）是關鍵。
之所以說料層厚度是基礎，是因為燒結的產(chǎn)、質(zhì)量都直接與料層厚度相關，固體燃耗、點火、抽風負壓、配水、成品礦強度和FeO含量高低都取決于料層厚度。
之所以說配碳、配水是保證，是因為配碳的高低直接影響燒結料層溫度的高低、垂直燒結速度的快慢、燒結料層透氣阻力的大小和成品礦FeO的高低，從而直接影響燒結的產(chǎn)量和質(zhì)量。水對混合料制粒和料層的透氣性起著決定性的作用。一混加水是為了潤濕混合料，為二混制粒做準備，一混若加水過大，會影響混合料混勻，黏結皮帶和圓筒混合機內(nèi)襯，還會影響燒結混合料的點火效果，降低燒結層的溫度，影響成品率。二混補水是為了制粒和保證混合料的粒度，經(jīng)二混后的混合料水分，過大或過小都會影響混合料的透氣性和燒結產(chǎn)質(zhì)量。
之所以說混合料的透氣性是關鍵，是因為混合料的透氣性是由混合料層的阻力和抽風負壓兩部分決定，一是關系原始混合料的透氣性，二是關系點火后燒結料層的透氣性。原始混合料的透氣性是由料層厚度、混合料的粒度、粒度組成、混合料的水分和布料決定的；燒結料層的透氣性是由點火負壓，燒結抽風負壓、燒結機漏風率和配碳所決定。在這么多復雜多變的因素中，點火負壓是形成整個燒結料層透氣性的一項關鍵操作，如果采用高點火負壓（與燒結抽風負壓同值）將夯實原始混合料，破壞整個料層的透氣性，使混合料的透氣性變差，影響垂直燒結速度和燒結產(chǎn)、質(zhì)量。
萊鋼、寶鋼、太鋼燒結生產(chǎn)各項燒結指標隨料層厚度的變化列于表1。由表1可見，燒結生產(chǎn)的料層隨著厚度的增加，各項指標均得到改善。2011年4月，馬鋼三燒在360m2燒結機上已實現(xiàn)了900mm的超厚料層生產(chǎn)，各項生產(chǎn)指標均取得了良好的效果。因此，鋼鐵企業(yè)應創(chuàng)造條件實現(xiàn)厚料層燒結，通過提高燒結料層，促進燒結產(chǎn)、質(zhì)量指標進步。
點火操作對燒結產(chǎn)量、質(zhì)量影響大
燒結生產(chǎn)點火的目的是將已經(jīng)布到臺車上的燒結混合料加熱到半熔狀態(tài)，把臺車表面混合料中的固體燃料點著，使其在抽風的作用下能自上而下地進行燒結。點火操作包括掌握合理的點火溫度、適宜的點火負壓和恰當?shù)狞c火時間。
在常規(guī)情況下，點火溫度應控制在1050℃~1150℃，低于1050℃不易使表層混合料燒到半熔狀態(tài)，從而影響成品率；高于1200℃易把表層混合料燒化結殼，增大表層的透氣阻力，影響燒結往下引和燒結的速度。
正常點火時間為1分鐘，點火時間不宜短于45秒，否則會影響燒結帶往下引。點火時間不宜長于90秒，否則不僅會造成點火熱耗過高，還會造成表層燒結礦的FeO過高，降低臺車上層燒結礦的質(zhì)量。
點火負壓一般為抽風負壓的50%~60%，即6.0kPa~8.0kPa，高負壓點火（與燒結抽風負壓同值），會夯實整個燒結混合料層，嚴重降低混合料的透氣性，降低垂直燒結速度，增加燒結機漏風率，推遲燒結終點，產(chǎn)生嚴重的燒結不均勻現(xiàn)象；點火負壓過低，會造成點著的混合料表層熱量不易往下引，影響整個臺車的燒結正常進行。
以鑌鑫特鋼為例，其燒結礦點火負壓對燒結料層阻力（風箱負壓）和料層溫度（風箱溫度）的變化情況列于表2。
由表2可見，上午9∶00，點火負壓與燒結負壓同值，即高負壓點火，夯實了燒結混合料，破壞了原始混合料的透氣性，使料層的阻力增加，負壓升高，造成燒結機從機頭到機尾壓差值高，點火段燃燒產(chǎn)物向外噴射，熱量損失增加，臺車溫度升高，縮短臺車的壽命。由于料層的透氣性差，垂直燒結速度慢，延誤燒結終點，最后一個風箱溫度還高達402℃，燒結過程逼風嚴重，加大燒結機的漏風率，即使是剛投入使用的新臺車，沿著臺車方向都聽得到震耳的“呲呲”漏風聲。由于料層的透氣性差，混合料的蓄熱作用自上而下凸顯，出現(xiàn)嚴重不均勻燒結，臺車上部散料多，下部結塊、過燒，嚴重影響成品礦質(zhì)量。
下午17∶00，降低了點火負壓，由上午的大于17kPa降低到10.3kPa，一定程度上改善了混合料的透氣性，11號風箱的溫度即有較大差別，低負壓點火操作，垂直燒結速度快、料層的溫度上升提前，燒結終點提前。19號風箱的溫度已降低到172℃。
由表2的數(shù)據(jù)差別可以看出，同樣是燒結，由于點火負壓不同，燒結過程的差異很大，可充分說明，點火負壓的正確掌控是影響燒結過程和產(chǎn)、質(zhì)量的關鍵操作。對700mm或更厚料層的點火操作，負壓降低到6.0kPa~8.0kPa效果會更佳。
筆者對多家鋼鐵企業(yè)的燒結生產(chǎn)狀況進行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)不少燒結機操作工忽視點火負壓對燒結料層溫度和負壓的影響，往往點火負壓等同燒結抽風負壓；有些燒結工作者對點火負壓嚴重影響燒結生產(chǎn)缺乏認識，不認為高點火負壓會給燒結的產(chǎn)、質(zhì)量和能耗造成嚴重損失；在日常操作中，操作工不經(jīng)常去調(diào)節(jié)點火負壓的1號、2號、3號風箱的閘門，久不使用以致閘門銹蝕再也無法調(diào)節(jié)。
筆者在調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)，在燒結操作中由于點火負壓過低（≤5kPa），點火后燒結層熱量不往下引，燒結機臺車表層點火爐走出4米~5米還是呈現(xiàn)赤紅色，結果到機尾燒結終點還未到，紅火層高達400mm~500mm，造成成品率低，成品礦強度差。以上情況和分析說明，點火負壓不能過高，也不能太低，應掌控一個合理值———既要保持原始料層的透氣性，又要將固體燃料點著往下引，達到加快垂直燒結速度和均勻燒結的目的。
綜上所述，在燒結生產(chǎn)中，點火操作是燒結的最后一道工序，也是最關鍵的一道工序，總結燒結生產(chǎn)不同的點火狀況，可將點火操作歸納為以下4種狀態(tài)。
低負壓點火：1號~3號風箱負壓為燒結抽風負壓的50%~60%，像寶鋼梅山鋼鐵450m2燒結機那樣，形成正常的均勻燒結，提前到達燒結終點，機尾最后1號風箱的溫度低于200℃，有利于降低燒結電耗、提高燒結產(chǎn)、質(zhì)量。
高負壓點火：1號~3號風箱負壓與燒結抽風負壓同值，夯實了燒結混合料層，造成透氣阻力增大，整個燒結過程呈現(xiàn)高負壓、不均勻燒結狀態(tài)，不僅增加電耗，還嚴重影響燒結產(chǎn)、質(zhì)量。
中負壓點火：1號~3號風箱負壓為燒結機抽風負壓的80%左右，部分夯實了混合料層，造成機尾達不到燒結終點，也一定程度影響了燒結產(chǎn)、質(zhì)量，增加了電耗。
過低負壓點火：1號~3號風箱負壓低于燒結抽風負壓的40%，影響固體燃耗和點火后熱量往下引，燒結速度慢，造成機尾不能達到燒結終點，嚴重影響成品率和成品礦的強度。
分析燒結不同點火狀態(tài)，還可判斷混合料制粒及其透氣性的優(yōu)劣程度。在同樣料層厚度條件下，抽風負壓高的說明制粒和透氣性不良，抽風負壓低的，說明制粒和透氣性良好。
燒結操作如何點好火
由以上分析和討論可得出如下結論性意見：
點好火應掌控好點火溫度，點火時間和點火負壓操作，正常點火溫度為1050℃~1150℃，點火時間為60秒，點火負壓為燒結抽風負壓的50%~60%，點好火是確保燒結產(chǎn)、質(zhì)量的一項關鍵操作。
點火溫度過低，不利于點好火，不易將表層的固體燃料點著往下引，點火后表層呈半熔狀態(tài)。
點火時間過短（不足45秒），會造成表層固體燃料沒有完全點著，表層燃燒帶下引困難，影響由上往下燒結的正常進行。
燒結點火負壓可分為低負壓、過低負壓、中負壓和高負壓4種狀態(tài)，低負壓點火效果最佳，其余3種狀態(tài)對燒結產(chǎn)、質(zhì)量和電耗均會產(chǎn)生不同程度的影響，高負壓點火效果最差。
點好火的標志是使燒結點火達到最佳狀態(tài)，具體表現(xiàn)為：整個臺車點火面積溫度分布均勻，點火高溫燃燒產(chǎn)物順利進入料層，沒有反射現(xiàn)象，臺車料面離開點火器后，赤紅的表面很快消退，表層料面既不欠熔也不過熔結殼，呈青色或青黑色。
燒結生產(chǎn)可通過燒結抽風負壓數(shù)值的高低判斷混合料制粒和料層透氣性的優(yōu)劣程度，以管控制粒和布料工序操作的改進。