周明順，韓淑峰，徐禮兵，宮作巖，劉沛江

（1.鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧鞍山114009；2.鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧鞍山114021）

研究與開(kāi)發(fā)

鞍鋼360 m2燒結(jié)機(jī)混合制粒工序研究

周明順1，韓淑峰2，徐禮兵1，宮作巖2，劉沛江2

（1.鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧鞍山114009；2.鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧鞍山114021）

針對(duì)鞍鋼煉鐵總廠三燒車(chē)間燒結(jié)礦質(zhì)量差問(wèn)題，對(duì)圓盤(pán)混合機(jī)與圓筒混合機(jī)制粒對(duì)燒結(jié)礦成分穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，圓盤(pán)混合機(jī)的混勻效果比圓筒混合機(jī)差是三燒車(chē)間燒結(jié)礦質(zhì)量差的直接原因。由圓盤(pán)改成圓筒后，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率提高6.3個(gè)百分點(diǎn)，TFe穩(wěn)定率提高2.94個(gè)百分點(diǎn)，F(xiàn)eO穩(wěn)定率提高0.95個(gè)百分點(diǎn)，燒結(jié)固體燃耗降低4 kg/t，燒結(jié)礦冶金性能改善，高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行、焦比降低。

燒結(jié)；二次混合；圓盤(pán)制粒；圓筒制粒；冶金性能

鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠對(duì)高爐運(yùn)行指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，三燒車(chē)間燒結(jié)礦供5號(hào)高爐使用時(shí)高爐焦比升高，當(dāng)改供10號(hào)、新1號(hào)高爐時(shí)，2座高爐焦比同樣升高，升高幅度都在30～40 kg/t，直接導(dǎo)致噸鐵成本增加。為此，經(jīng)鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院、鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠初步分析認(rèn)為，三燒車(chē)間二次混合采用的圓盤(pán)造球機(jī)混勻效果較圓筒造球機(jī)差可能是導(dǎo)致燒結(jié)礦質(zhì)量差、高爐焦比升高的原因。為驗(yàn)證分析結(jié)論的正確性，進(jìn)一步提高三燒車(chē)間的燒結(jié)礦質(zhì)量，降低高爐的焦比，從而降低煉鐵成本，進(jìn)行了生產(chǎn)條件下“圓盤(pán)制?！焙汀皥A筒制粒”對(duì)混合料混勻制粒效果的影響研究，并進(jìn)行了工業(yè)生產(chǎn)驗(yàn)證。

1　三燒車(chē)間燒結(jié)礦質(zhì)量問(wèn)題分析

燒結(jié)混勻制粒效果的好壞直接影響料層的透氣性，鞍鋼燒結(jié)用含鐵原料一直以細(xì)磨鐵精礦為主，所以采用一次、二次兩段混合強(qiáng)化混勻制粒是必要的，但二次混合制粒工藝設(shè)備的選擇是否合理直接影響燒結(jié)礦成分的穩(wěn)定性和燒結(jié)礦質(zhì)量［1-3］。

鞍鋼煉鐵廠三燒車(chē)間的1臺(tái)360 m2燒結(jié)機(jī)采用兩段混勻，原設(shè)計(jì)二次混合制粒系統(tǒng)由16臺(tái)直徑為6 m的圓盤(pán)造球機(jī)組成。為了分析三燒車(chē)間二次混合“圓盤(pán)制粒”的混勻效果，鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院以煉鐵總廠二燒車(chē)間“圓筒制粒”的混勻效果為參照進(jìn)行對(duì)比分析。二燒車(chē)間燒結(jié)礦供高爐使用穩(wěn)定、順行，二燒車(chē)間同樣為1臺(tái)360 m2燒結(jié)機(jī)，采用兩段混勻，不同的是二次混合為一臺(tái)圓筒制粒機(jī)，二燒車(chē)間與三燒車(chē)間其他工藝設(shè)備均相同，燒結(jié)用料結(jié)構(gòu)也基本相同，所以?xún)烧哂锌蓪?duì)比性，能反應(yīng)出“圓盤(pán)制?！迸c“圓筒制?！毙Чg的差別。

在隨機(jī)取樣的方式下：

（1）采取三燒圓盤(pán)混料后和二燒圓筒混料后的燒結(jié)混合料，每組16個(gè)樣本，共10組，取其平均值作為燒結(jié)混合料堿度和TFe穩(wěn)定性分析依據(jù)。

（2）采取三燒燒結(jié)礦和二燒燒結(jié)礦，每組9個(gè)樣本，共2組，取其平均值作為燒結(jié)礦堿度和TFe的穩(wěn)定性分析依據(jù)。數(shù)值分析結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表1，主要分析結(jié)果如圖1～8所示。

表1　數(shù)值分析結(jié)果對(duì)比

通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析可知，二燒圓筒制粒混勻效果好，化學(xué)成分和堿度的離散程度小，穩(wěn)定性好；三燒圓盤(pán)制粒混勻效果較差，化學(xué)成分和堿度的離散程度較大，穩(wěn)定性差；對(duì)于成品燒結(jié)礦，二燒燒結(jié)礦化學(xué)成分和堿度離散程度小，穩(wěn)定性好；三燒燒結(jié)礦化學(xué)成分和堿度離散程度大，穩(wěn)定性差。三燒和二燒的混合料粒度如表2所示。

表2　混合料粒度對(duì)比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）％

從表2可知，在原料條件相同的條件下，二燒車(chē)間的混合料粒度分布均勻，小于3 mm的小顆粒含量較低，而三燒車(chē)間的混合料粒度均勻性較差，小于3 mm的小顆粒含量較二燒高?？梢?jiàn)在鞍鋼原料條件下圓盤(pán)混勻制粒效果較圓筒制粒差。

經(jīng)以上數(shù)據(jù)綜合分析得到，圓盤(pán)制粒的混勻效果較圓筒制粒機(jī)差，從而造成三燒燒結(jié)礦全鐵和堿度波動(dòng)幅度大，進(jìn)而導(dǎo)致使用三燒燒結(jié)礦的高爐爐況不穩(wěn)、焦比升高。為了提高三燒燒結(jié)礦的質(zhì)量和穩(wěn)定性，提出對(duì)其二混制粒系統(tǒng)進(jìn)行改造，以圓筒制粒機(jī)取代現(xiàn)有的圓盤(pán)制粒機(jī)。

2　二混制粒系統(tǒng)改造實(shí)踐

表3　改造前后制粒設(shè)備參數(shù)

鞍鋼煉鐵總廠于2014年9～10月間對(duì)三燒車(chē)間二混制粒系統(tǒng)進(jìn)行了改造。以1臺(tái)直徑5.1 m、長(zhǎng)24.5 m的圓筒混合制粒機(jī)取代16臺(tái)圓盤(pán)制粒機(jī)。改造前選取生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定的2014年8月20日～9月20日一個(gè)月的時(shí)間為基準(zhǔn)期；改造后選取生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定的2014年10月9～24日的時(shí)間為試驗(yàn)期，對(duì)改造前后各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析。

2.1改造前后設(shè)備性能對(duì)比

改造前后制粒設(shè)備參數(shù)如表3所示。

2.2改造后指標(biāo)分析

三燒車(chē)間制粒系統(tǒng)改造后混合料TFe與堿度的概率分布圖如圖9～10所示。

三燒車(chē)間二混制粒系統(tǒng)改造前后，混合料混勻程度發(fā)生了顯著變化，所分析樣本TFe標(biāo)準(zhǔn)差由改造前的1.517 0降低至改造后的0.607 2，堿度標(biāo)準(zhǔn)差由改造前的0.146 0降低至改造后的0.103 5。改造后混勻效果好，化學(xué)成分、堿度的離散程度小，波動(dòng)小、穩(wěn)定性好。改造前后燒結(jié)礦的粒度組成對(duì)比見(jiàn)表4。

表4　改造前后燒結(jié)礦粒度組成比較（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）％

改造后，燒結(jié)礦粒度組成更加均勻，燒結(jié)礦小于5 mm的粒度級(jí)別下降，可見(jiàn)燒結(jié)礦的物理指標(biāo)在改造后有所改善。改造前后燒結(jié)礦的穩(wěn)定性和冷強(qiáng)度分析結(jié)果如表5所示。

表5　改造前后三燒燒結(jié)礦指標(biāo)對(duì)比％

由表5可見(jiàn)，通過(guò)改造，三燒燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率和FeO穩(wěn)定率分別提高6.3個(gè)百分點(diǎn)和0.95個(gè)百分點(diǎn)，TFe穩(wěn)定提高2.94個(gè)百分點(diǎn)。燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高，篩分指數(shù)下降，由于燒結(jié)混合料在圓筒內(nèi)的熱量損失比在圓盤(pán)內(nèi)的少，燒結(jié)混合料料溫提高15℃左右，從而降低了固體燃耗。可見(jiàn)，改造后，燒結(jié)生產(chǎn)的主要技術(shù)指標(biāo)顯著提高，對(duì)高爐的穩(wěn)定順行、降低生產(chǎn)成本創(chuàng)造了有利的條件

2.3改造前后燒結(jié)礦冶金性能

對(duì)三燒車(chē)間二混制粒系統(tǒng)改造前后燒結(jié)礦的冶金性能進(jìn)行取樣分析，結(jié)果如表6所示。

表6　改造前后燒結(jié)礦冶金性能％

由表6可知，改造后，三燒燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)RDI+3.15mm提高2.58個(gè)百分點(diǎn)，還原度指數(shù)RI提高2.4個(gè)百分點(diǎn)。

2.4燒結(jié)礦礦相分析

為了解圓盤(pán)造球機(jī)改成圓筒制粒機(jī)后對(duì)燒結(jié)礦冶金性能的影響機(jī)理，分別對(duì)改造前后的燒結(jié)礦進(jìn)行了礦相分析，改造前后燒結(jié)礦礦物組成見(jiàn)表7，燒結(jié)礦礦相結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖11。

表7　改造前后燒結(jié)礦礦物組成％

由圖11（a）和表7可知，改造前使用圓盤(pán)造球機(jī)所生產(chǎn)的燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)以針狀和短柱狀鐵酸鈣與磁鐵礦形成的熔蝕結(jié)構(gòu)為主，局部存在大粒原生赤鐵礦；粘結(jié)相主要為鐵酸鈣，其含量約為28％～30％，玻璃相含量約為4％～6％起輔助粘結(jié)作用；赤鐵礦含量較多，主要存在礦石邊緣和孔洞周?chē)?，有大片鎂質(zhì)熔劑殘余，應(yīng)加強(qiáng)鎂質(zhì)熔劑的破碎和混料的操作。由圖11（b）和表7可知，改造后的圓筒制粒機(jī)所生產(chǎn)的燒結(jié)礦主要為針狀或樹(shù)枝狀的鐵酸鈣與磁鐵礦形成的交織熔蝕結(jié)構(gòu)，粘結(jié)相主要為鐵酸鈣，其含量高達(dá)34％～36％，菱形骸晶狀赤鐵礦含量較改造前減少，玻璃相含量較少約為1％～2％。三燒車(chē)間圓盤(pán)制粒機(jī)改圓筒制粒機(jī)后，燒結(jié)礦組分中強(qiáng)度和還原性較好的鐵酸鈣含量增多，強(qiáng)度和還原性較差的硅酸鈣和玻璃相減少。

3　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用情況和經(jīng)濟(jì)效益

鞍鋼煉鐵總廠三燒車(chē)間二混造球系統(tǒng)由16臺(tái)圓盤(pán)造球機(jī)改成1臺(tái)圓筒制粒機(jī)后，生產(chǎn)穩(wěn)定順行，燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)和燒結(jié)礦冶金性能均有不同幅度改善，高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行，焦比降低35 kg/t。

鞍鋼煉鐵總廠的財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算表明，三燒車(chē)間二混制粒系統(tǒng)改造后，節(jié)省人工成本120萬(wàn)元/a，電耗節(jié)省成本537萬(wàn)元/a，節(jié)省設(shè)備維護(hù)費(fèi)用150萬(wàn)元/a，降低固體燃耗效益144萬(wàn)元/a，合計(jì)951萬(wàn)元/a。因此，不計(jì)焦比降低效益，僅節(jié)省燒結(jié)運(yùn)行成本每年就創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益951萬(wàn)元。

4　結(jié)論

（1）鞍鋼煉鐵總廠三燒車(chē)間二混制粒采用16臺(tái)圓盤(pán)造球機(jī)，與采用一臺(tái)圓筒制粒機(jī)的二燒車(chē)間相比，使用圓盤(pán)造球機(jī)的燒結(jié)礦化學(xué)成分、堿度離散程度大，穩(wěn)定性不好，燒結(jié)礦質(zhì)量差。

（2）三燒車(chē)間二混圓盤(pán)造球改為圓筒制粒后，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率提高6.3個(gè)百分點(diǎn)，TFe穩(wěn)定率提高2.94個(gè)百分點(diǎn)，F(xiàn)eO穩(wěn)定率提高0.95個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高0.19百分點(diǎn)，燒結(jié)固體燃耗降低4 kg/t。燒結(jié)礦礦物組成合理，冶金性能有所改善，高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行，焦比降低。

（3）在鞍鋼原料條件下，經(jīng)實(shí)踐證明，采用圓筒制粒的燒結(jié)礦質(zhì)量?jī)?yōu)于圓盤(pán)制粒，建議在新建燒結(jié)廠時(shí)，燒結(jié)二次混合制粒采用圓筒制粒工藝，而不采用圓盤(pán)制粒工藝。

［1］冶飛．改善八鋼燒結(jié)混合料制粒效果的實(shí)踐［J］．燒結(jié)球團(tuán)，2010，35（5）:35-39．

［2］陳新波.榆鋼燒結(jié)混合機(jī)改造［J］.甘肅冶金，2010，32（5）:36-42.

［3］孟君，熊林.燒結(jié)制粒方式的試驗(yàn)研究［J］.寶鋼技術(shù)，2013（2）: 7～11.

（編輯賀英群）

Study on Granulating Process by Sintering Machine with Capacity of 360 m2in Ansteel

Zhou Mingshun1，Han Shufeng2，Xu Libing1，Gong Zuoyan2，Liu Peijiang2
（1.Iron＆amp;Steel Research Institutes of Ansteel Group Corporation，Anshan 114009，Liaoning，China；2.General Ironmaking Plant of Angang Steel Co.，Ltd.，Anshan 114021，Liaoning，China）

With regard to the poor quality of sinter prepared by No.3 Sintering Workshop of General Ironmaking Plant of Angang Steel Co.，Ltd.，the comparative analysis of the influence of the granulating operations by both the disc mixer and the drum mixer on the stability of compositions in sinter was done.The analytical results show that the blending efficiency by the disc mixer is worse than that by the drum mixer，which is the immediate cause leading to the poor quality of sinter prepared by No.3 Sintering Workshop.So the disc mixer is replaced by the drum mixer，the stability factor of the sinter basicity is increased by 6.3 percentage points，total iron increased by 2.94 percentage points and FeO increased by 0.95 percentage points while the consumption of solid fuel for sintering is decreased by 4 kg/t，the metallurgical properties of the sinter is improved，the operation of the blast furnace is stable and smooth while the coke ratio is decreased.

sintering；secondary blending；granulating by disc；granulating by drum；metallurgical property

TF124

A

1006-4613（2015）06-0011-05

2015-08-10

周明順，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，2004年畢業(yè)于東北大學(xué)鋼鐵冶金專(zhuān)業(yè)。E-mail:angangzms@163.com