郭永杰，謝春帥，王 濤，施靈峰

（河鋼集團(tuán)邯鄲鋼鐵公司，河北 056015）

0 引言

河鋼集團(tuán)邯鋼煉鐵部2 號(hào)燒結(jié)機(jī)有效面積450m2，于2009 年建成投產(chǎn)，負(fù)責(zé)為煉鐵部8 號(hào)高爐供應(yīng)燒結(jié)礦。燒結(jié)礦堿度作為燒結(jié)生產(chǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到高爐運(yùn)行的穩(wěn)定順行和煉鐵的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)[1-3]。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明[4]，燒結(jié)礦的堿度波動(dòng)值由±0.1 降低到±0.075，高爐產(chǎn)量增加1.5%，焦比降低0.8%；如進(jìn)一步降低堿度波動(dòng)到±0.05時(shí)，高爐產(chǎn)量再增加1%，焦比再降低0.5%。根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，邯鋼煉鐵部2號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度（±0.08）穩(wěn)定率一直在85%左右，較國(guó)內(nèi)先進(jìn)指標(biāo)比有一定差距。為進(jìn)一步提高2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率，實(shí)現(xiàn)8 號(hào)高爐穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和低耗的目的，二燒車(chē)間成立了穩(wěn)定燒結(jié)礦堿度的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)對(duì)2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度波動(dòng)大、穩(wěn)定率低的原因進(jìn)行了分析，結(jié)合2 號(hào)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)條件和物料實(shí)際情況，制定了減少燒結(jié)礦堿度波動(dòng)的應(yīng)對(duì)措施。通過(guò)提高燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的攻關(guān)以及應(yīng)對(duì)措施的實(shí)施，2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率邁上了新臺(tái)階，實(shí)現(xiàn)了提高和穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量的目的。

1 影響燒結(jié)礦堿度的因素

燒結(jié)礦堿度構(gòu)成可分為二元堿度、三元堿度和四元堿度，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中通常采用二元堿度來(lái)表達(dá)，其計(jì)算公式表達(dá)如下：

由二元堿度計(jì)算公式可以看出，影響燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的因素主要是燒結(jié)混合料中CaO 和SiO2含量的波動(dòng)。燒結(jié)料中CaO 和SiO2主要來(lái)源于混合料（由PB、紐曼、楊迪、巴卡等粉礦組成）、返礦、除塵灰、燃料，此外還有外加熔劑（主要為生石灰、石灰石、消石灰和白云石）。添加熔劑是為了改善燒結(jié)過(guò)程狀況，強(qiáng)化燒結(jié)礦強(qiáng)度，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)也是高爐造渣、去除有害雜質(zhì)的需求。最終燒結(jié)物料中CaO 和SiO2以一定的礦物質(zhì)形式存在于燒結(jié)礦中。

從CaO 和SiO2的物質(zhì)流向可以得出，控制燒結(jié)礦堿度波動(dòng)，特別是超出控制范圍（±0.08）波動(dòng)的方法，就是控制燒結(jié)物料中CaO 和SiO2含量的穩(wěn)定。

2 CaO和SiO2含量波動(dòng)影響因素

邯鋼煉鐵部2號(hào)燒結(jié)機(jī)各燒結(jié)物料流程為：燒結(jié)混勻料和燃料由二次料場(chǎng)供給，熔劑（生石灰、輕燒白云石和白云石粉等）由罐車(chē)經(jīng)氣體輸送到配料熔劑倉(cāng)，燒結(jié)車(chē)間環(huán)境除塵灰經(jīng)管道輸送到除塵灰倉(cāng)，有時(shí)還需要接受外來(lái)除塵灰。各種不同成分、不同性質(zhì)的物料分儲(chǔ)在配料室不同料倉(cāng)中，再按照一定的比例，經(jīng)稱(chēng)量皮帶、混合機(jī)加水混勻，制粒后鋪在燒結(jié)機(jī)上，最后經(jīng)點(diǎn)火抽風(fēng)燒結(jié)完成造塊過(guò)程。2號(hào)燒結(jié)機(jī)物料流程如圖1所示。

圖1 2號(hào)燒結(jié)機(jī)物料流程圖

結(jié)合2 號(hào)燒結(jié)機(jī)物料流程及實(shí)際生產(chǎn)情況跟蹤調(diào)研，經(jīng)分析，確定造成2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度波動(dòng)的因素主要包括以下幾方面：

（1）含鐵原料中CaO和SiO2含量的不穩(wěn)定性；

（2）除塵灰種類(lèi)多，成分不一；

（3）在配料過(guò)程中，配料秤下料偏差；

（4）取樣化驗(yàn)時(shí)間間隔長(zhǎng)，試樣代表性差；

（5）熔劑調(diào)整的不及時(shí)和各班組調(diào)整規(guī)則不統(tǒng)一。

3 應(yīng)對(duì)燒結(jié)礦堿度波動(dòng)措施

針對(duì)上述造成2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度波動(dòng)的因素，攻關(guān)小組制定了一系列解決方案。

3.1 加強(qiáng)混合料換堆管理

表1 為2 號(hào)燒結(jié)機(jī)混合料化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)均值。由表1 可以看出，混合料中CaO 和SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5.84%和4.47%。混合料在燒結(jié)過(guò)程中用量最大，約占到新料的85%左右，穩(wěn)定混合料中CaO 和SiO2含量，是穩(wěn)定燒結(jié)礦堿度的重要步驟。經(jīng)分析混合料實(shí)際化學(xué)成分與預(yù)算成分偏差最大的部位就是二次料場(chǎng)料堆的頭部和尾部錐段，因此確定如下主要措施：

表1 2號(hào)燒結(jié)機(jī)混合料化學(xué)成分 /%

（1）堅(jiān)持換堆操作標(biāo)準(zhǔn)化。每堆混勻料的使用周期在一周左右，換堆的一天內(nèi)，堿度波動(dòng)是最大的。通過(guò)每天查詢(xún)料堆混勻料剩余量，估算取到料尾及料頭的時(shí)間，安排專(zhuān)人去料場(chǎng)巡查，監(jiān)督確保每堆料取完平段后即取用下一堆料，料尾錐段作為鋪底料消化。

（2）做好換堆期間熔劑的調(diào)整。換堆期間，根據(jù)新料到達(dá)每個(gè)配料倉(cāng)時(shí)的料位，計(jì)算出各倉(cāng)新料下到配料秤的時(shí)間，由之前的一次熔劑配比調(diào)整更改為逐步調(diào)整熔劑配比，穩(wěn)定堿度，減小波動(dòng)。

通過(guò)上述措施，換堆的一天時(shí)間內(nèi)，堿度穩(wěn)定率由原來(lái)80%提高到85%。

3.2 穩(wěn)定除塵灰配加種類(lèi)

根據(jù)環(huán)保相關(guān)要求，邯鋼公司除塵灰不允許出廠，要求全部進(jìn)入燒結(jié)機(jī)進(jìn)行配料。公司內(nèi)除塵灰種類(lèi)繁多，有燒結(jié)工序產(chǎn)生的機(jī)頭除塵灰、機(jī)尾除塵灰和配料除塵灰，還有其它工序的除塵灰，比如高爐爐前除塵灰和煉鋼除塵灰等等。各種除塵灰成分復(fù)雜多變，而除塵灰配加時(shí)間和配加量主要根據(jù)燒結(jié)灰倉(cāng)料位和各產(chǎn)灰點(diǎn)除塵灰儲(chǔ)存量進(jìn)行安排，影響燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)將各燒結(jié)車(chē)間每天外進(jìn)除塵灰按照種類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并按照每臺(tái)燒結(jié)機(jī)分配除塵灰種類(lèi)最少原則進(jìn)行分配，改變了之前的除塵灰隨機(jī)卸車(chē)的情況。2號(hào)燒結(jié)機(jī)在每天消耗除塵灰總量基本不變的前提下，除消耗掉自產(chǎn)除塵灰外，外進(jìn)除塵灰種類(lèi)由5種減少到2種。除塵灰化學(xué)成分穩(wěn)定性得到了提高，同時(shí)配加量較之前更加穩(wěn)定。

3.3 加強(qiáng)熔劑質(zhì)量跟蹤

燒結(jié)熔劑，特別是生石灰在燒結(jié)過(guò)程中有重要作用[5-6]。生石灰在消化過(guò)程中放熱，可提高料溫，降低過(guò)濕層厚度，改善料層透氣性；在制粒過(guò)程中，消化灰可提高小球的成球率，提高燒結(jié)機(jī)的利用系數(shù)和產(chǎn)量；同時(shí)生石灰的添加，在燒結(jié)過(guò)程中使混合料更容易產(chǎn)生熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好和易凝結(jié)的凝固相，顯著提高燒結(jié)速度，同時(shí)也是產(chǎn)生以針狀鐵酸鈣等為主要礦相的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦的必要條件。但生石灰的過(guò)量添加，除不經(jīng)濟(jì)外還會(huì)使物料過(guò)于疏松，混合料堆比重降低，生球強(qiáng)度變差，在燒結(jié)過(guò)程中未消化的生石灰會(huì)使料層透氣性變差。因此控制生石灰用量，即氧化鈣添加量，對(duì)燒結(jié)工序十分重要。

在燒結(jié)生產(chǎn)中，生石灰用量是否合適主要體現(xiàn)在燒結(jié)過(guò)程、燒結(jié)礦的礦相組成和燒結(jié)礦的強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)上。目前2 號(hào)燒結(jié)機(jī)有二次料場(chǎng)，混勻料中SiO2含量相對(duì)穩(wěn)定，生石灰用量可以根據(jù)堿度要求計(jì)算，給料量由電子皮帶秤控制，配加量比較穩(wěn)定。經(jīng)分析，實(shí)際配加到燒結(jié)礦中的CaO 的不穩(wěn)定性主要是由生石灰中CaO 含量的不穩(wěn)定造成的，最終造成燒結(jié)礦中CaO含量波動(dòng)，堿度穩(wěn)定率降低。

為此攻關(guān)團(tuán)隊(duì)對(duì)一個(gè)月內(nèi)生石灰質(zhì)量進(jìn)行跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)生石灰中CaO 含量波動(dòng)大，最高80%，最低只有72.6%，平均76.5%。針對(duì)此種情況，加大了對(duì)生石灰CaO 含量的抽檢頻次，并將檢測(cè)結(jié)果報(bào)送生石灰供應(yīng)單位和廠部生產(chǎn)技術(shù)科，促使穩(wěn)定生石灰質(zhì)量。同時(shí)根據(jù)進(jìn)灰質(zhì)量，計(jì)算生石灰實(shí)際需求量，將由生石灰成分波動(dòng)帶來(lái)的損失降低到最低。

3.4 加強(qiáng)對(duì)皮帶秤的跟蹤和維護(hù)

首先對(duì)皮帶秤的運(yùn)行部分進(jìn)行檢查。在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有皮帶跑偏、皮帶工作面變形、托輥卡死不轉(zhuǎn)和皮帶粘料等問(wèn)題。針對(duì)皮帶跑偏的，對(duì)下料點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)機(jī)架進(jìn)行水平矯正，并對(duì)跑偏皮帶增加巡查頻次，及時(shí)對(duì)跑偏皮帶進(jìn)行調(diào)整。對(duì)稱(chēng)量皮帶超出使用期限或影響下料精度的組織進(jìn)行更換。加裝毛刷清掃器，解決皮帶的粘料問(wèn)題。

其次對(duì)皮帶秤的電子稱(chēng)量系統(tǒng)進(jìn)行檢查。每周對(duì)電子皮帶秤進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，每月進(jìn)行掛碼校零，并做好臺(tái)賬記錄。對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題頻次高的電子秤，更換電子秤傳感器，確保稱(chēng)量的準(zhǔn)確性和下料的平穩(wěn)性。

3.5 增加取樣次數(shù)、規(guī)范熔劑調(diào)整準(zhǔn)則

3.5.1 增加取樣次數(shù)

燒結(jié)礦取樣時(shí)間間隔、縮分過(guò)程、制樣粒度等因素均會(huì)影響化驗(yàn)結(jié)果。原2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦取樣及化學(xué)成分檢測(cè)周期為4 個(gè)小時(shí)，時(shí)間間隔長(zhǎng)，代表性差，因此將取樣周期縮短為1 個(gè)小時(shí)，即每個(gè)整點(diǎn)啟動(dòng)取樣機(jī)，將4 次取料作為一個(gè)批次進(jìn)行縮分、送檢，提高化驗(yàn)結(jié)果的代表性與可信度。

3.5.2 規(guī)范熔劑調(diào)整準(zhǔn)則

化學(xué)成分出結(jié)果后，要根據(jù)一定準(zhǔn)則對(duì)熔劑配加量進(jìn)行調(diào)整（盡量減少調(diào)整次數(shù)，減少人為波動(dòng)）。

（1）當(dāng)堿度與上一個(gè)試樣出現(xiàn)同向偏差且距設(shè)定值平均超過(guò)0.04 時(shí)，要以?xún)蓚€(gè)試樣均值為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)與上一個(gè)試樣出現(xiàn)異向偏差時(shí)，則暫時(shí)不需要調(diào)整，但要檢查各物料下料情況并分析原因。

（2）當(dāng)出現(xiàn)廢樣時(shí)，要立即取樣再檢測(cè)（暫定為自取樣）。如果自取樣與基準(zhǔn)值堿度偏差不大于0.04，且與第一個(gè)試樣為同向偏差，則暫時(shí)不需要調(diào)整；如果自取樣與基準(zhǔn)值堿度偏差大于0.04或廢樣，且與第一個(gè)同向偏離正常值，則以?xún)烧咂骄底鰹榛c(diǎn)對(duì)生石灰做調(diào)整；如果自取樣與第一個(gè)樣子反向偏離正常值，首先檢查各個(gè)下料點(diǎn)是否正常，分析取樣、制樣和檢測(cè)等過(guò)程是否規(guī)范，如確定沒(méi)問(wèn)題，聯(lián)系檢測(cè)站對(duì)檢測(cè)儀器進(jìn)行校正并觀察第二個(gè)試樣。

4 實(shí)施效果

圖2 為燒結(jié)礦堿度在攻關(guān)前與攻關(guān)后堿度穩(wěn)定率對(duì)比。由圖2 可以看出，通過(guò)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)采取的一系列措施，燒結(jié)礦的堿度穩(wěn)定率得到提高，堿度穩(wěn)定率由85%提高到90%。通過(guò)穩(wěn)定燒結(jié)礦堿度，燒結(jié)礦的FeO 穩(wěn)定率、TFe 穩(wěn)定率和MgO 穩(wěn)定率等指標(biāo)均得到不同程度的提高。

圖2 堿度穩(wěn)定率對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)邯鋼煉鐵部2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率不高的問(wèn)題，提高燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率攻關(guān)團(tuán)隊(duì)結(jié)合2 號(hào)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)條件和自身實(shí)際存在的問(wèn)題，對(duì)影響燒結(jié)礦堿度波動(dòng)的因素進(jìn)行了深入分析，并提出了一系列解決方案。

通過(guò)加強(qiáng)混合料換堆管理、穩(wěn)定除塵灰配加種類(lèi)、加強(qiáng)熔劑質(zhì)量跟蹤、加強(qiáng)對(duì)皮帶秤的跟蹤和維護(hù)、增加混合料取樣次數(shù)、規(guī)范熔劑調(diào)整準(zhǔn)則等一系列措施的實(shí)施，使2 號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定由85%提高到90%，達(dá)到了攻關(guān)預(yù)期目標(biāo)，為后續(xù)高爐的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和低耗奠定了基礎(chǔ)。