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1、攀钢超高碱度烧结生产实践何木光 林千谷 张义贤(攀枝花新钢钒公司炼铁厂)摘要 通过开展攀钢钒钛磁铁精矿超高碱度烧结生产实践，探索出超高碱度烧结生产的特点。从工艺与设备上采取了一系列强化烧结生产措施后，有效的提高了烧结矿的强度及产量，为攀钢高炉优化炉料结构以及强化冶炼奠定了坚实基础。但是，超高碱度烧结生产对烧结矿TFe稳定率、碱度稳定率等质量指标影响较大，有待进一步技术攻关。 关键词 超高碱度，强化，烧结，实践l前言 在烧结与炼铁产能不匹配时，国内许多钢铁企业采取了将烧结矿碱度从170倍提高到250倍的强化措施。其超高碱度烧结经验表明【1】：超高碱度烧结矿强度好，软化区问窄，冶炼性能变好，改善高
2、炉炉料性质，对高炉顺行，稳定炉况起到了良好的作用，高炉利用系数提高了0019t(m3d)；但普通矿超高碱度烧结时，烧结矿碱度升高，烧结矿品位降低，TFe和碱度的稳定率呈降低趋势。由于目前攀钢的碱度指标接近超高碱度，因此，国内企业超高碱度烧结经验值得借鉴。 目前普遍认为，“酸性球团+高碱度烧结矿”是理想的高炉入炉原料结构，这也为攀钢进一步提高烧结矿碱度创造了条件。2006年以来，攀钢烧结矿碱度逐步提高到235248倍。通过开展钒钛磁铁精矿超高碱度烧结生产实践，总结出超高碱度烧结生产的特点及规律。生产实践表明，超高碱度烧结的产量、能耗等指标良好。但也出现一些新问题，烧结矿因SiO2低而造成硅酸盐液
3、相少烧结矿强度差；CaO矿化不充分，烧结矿表面“白点”相对较多，影响烧结矿的粒度组成，且烧结矿的低温还原粉化指数、中温还原性也不尽理想。在采取了一系列强化烧结生产措施后，有效的提高了烧结矿的机械强度及产量，为攀钢高炉优化炉料结构以及强化冶炼奠定了坚实基础。2强化超高碱度烧结的工艺优化21降低机速，厚料层烧结 攀钢超高碱度烧结采取提高烧结料层，降低烧结机速的措施，延长了高温烧结时间，使烧结过程结晶充分，强度进一步改善。同时，厚料层烧结，可以发挥自动蓄热作用，促进液相的形成和结晶发育。在操作上以稳定料层高度，微调机速来控制终点的操作思路，使烧结操作的稳定性、烧结矿质量得到很大的提高。由于料层提高后
4、，强度差的表层烧结矿所占比例降低，烧结矿成品率提高。从表1与图1、图2可以看出，几年来，攀钢超高碱度烧结逐步采取提高料层、降低机速措施后，其改善烧结矿转鼓强度、粒度组成的效果相当显著。22 强化生石灰和活性灰的使用 2007年初，攀钢生石灰消化改用双螺旋叶片搅拌并实现了自动控制加水，有效的提高制粒效果，改善混合料的成球性。同时，要求混合料总水量7075在此加入，生石灰消化后为“豆花”状，这样有利于水分的充；渗透和有效消除高碱度烧结矿中“白点”现象，基本解决了CaO矿化不充分的问题，从而改善烧结矿质量，且提高其产量。 研究表明，烧结配加活性灰是强化烧结过程、提高烧结产质量的有效措施之一。但其作用
5、与活性灰的消化效果关系密切。根据相关研究，活性灰消化水温由25上升到95C时，其消化时间由48分钟缩短到075分钟。为了进一步在现有条件下确保活性灰消化充分，充分利用环冷机废气余热产生的蒸汽预热消化水，提高水温，加快活性灰的完全消化。攀钢烧结配加活性灰使得料温明显提高，制粒效果改善，燃耗下降，不仅能提高烧缝矿强度和产量，还有助于铁份的提高。23。控制适宜的水分 水是烧结生产获得高产、优质的保证。攀钢关于高碱度烧结混合料水分对垂直烧结速度、成品率、利用系数和转鼓强度影响的试验研究表明【2】：水分不是越低越好，而是在一定参数条件的基础上，有一个最佳值。从图3可知，攀钢烧结的混合料水分经过从高中低中
6、高的生产探索过程。几年的生产实践表明，攀钢烧结仍是以精矿为主的烧结工艺，必要的水分对保证混合料制粒以及烧结矿强度和粒级非常重要。根据目前超高碱度烧结的物料结构状况，将水分提高并稳定在7273左右为宜。24合理使用燃料 在混合料制粒过程中，如果燃料粗颗粒粒级(+3mm)过多，布料时偏析使粗颗粒集中于料层下部，导致料层上下部温差增大，影响强度；若粒度细，则会造成下部烧结带层热量不足，产生“豌豆饼”烧结矿，强度较差。由于攀钢现场烧结矿运输流程长，落差大，烧结矿强度低，则在运输过程中产生大量返矿，导致烧结矿成品率下降，入炉烧结矿平均粒级减少。因此，超高碱度烧结以来，采取焦粉3mm燃料粒度从8396降低
7、到80，无烟煤3mm燃料粒度从72降低到70措施以后，烧结矿强度指标得到有效改善。铁酸盐和硅酸盐存在的温度范围是不同的，当烧结过程温度超过1300时，铁酸盐就大量分解，次生赤铁矿粒子将成群地分布于硅酸盐中，Fe2O3将部分转化成Fe3O4。因此，烧结矿FeO是判断烧结矿温度高低最重要的指标。根据攀钢烧结物料结构状况，控制合适配炭量，使混合料固定炭稳定在280005左右，：FeO含量稳定控制在77左右。在生产过程中，能有效改善烧结矿质量。生产实践表明，超高碱度烧结合理控制粒度组成和燃料用量，可以改善烧结矿质量，尤其满足二、三期高炉长距离运输对烧结矿强度的要求。3强化超高碱度烧结的设备技术改造31
8、逐步采用磁辊布料技术2002年，攀钢3#烧结机利用中修的机会，上了国内第一台磁辊布料装置，取得了较好的效果，现在已经逐步在其它烧结机上推广使用。磁力偏析布料器就是在园辊布料器内固定安装一组等长度和交变磁极的扇形固定磁系。如图4所示。 由于下落料股厚度Bl的增加和落差H2的减小，使下落料股密度呈34倍的减小和下落料流对料层冲击力的减小，所以在烧结台车上形成颗粒完整、疏松和透气性均匀的料层。从图4中看出：Bl=(34)B H2=H-(01)d。 攀钢烧结生产用料的磁感应，粒度组成等特性，能够较好的发挥磁辊布料装置的特长，使用磁辊布料的料层透气性分布均匀。从生产实践表明，磁辊布料层透气性增大了122
9、，磁辊布料层的烧结累计风量增加了11，垂直烧结速度增加了68，利用系数增加78，成品率增加了08l，转鼓强度增加027。32采用燃料二次分加技术 为了强化烧结过程，国内外都在积极研究改善烧结过程透气性的措施。前苏联捷尔任斯基烧结厂、新利别茨克烧结厂、马格尼托哥尔斯克钢铁公司以及日本的新日铁公司宝兰厂、君津厂、大分厂、若松厂等均采用了燃料分加工艺，该工艺是将一部分固体燃料在配料时加入，而另一部分燃料在二次混合机内加入，这样就改善了燃料的燃烧条件，有利提高烧结生产率，提高燃料利用率，日本釜石厂采用该工艺后，烧结机生产率提高了168，固体燃料消耗降低62。国内鞍钢都曾作过试验，增产节能效果明显。 近
10、年来，攀钢在15#烧结机实现了燃料二次分加工业化生产后，取得了明显的效果。在一、二次分别配加50焦粉的情况下，增产617，节能083kg标煤t烧结矿；在一次配加50%无烟煤，二次配加50%焦粉的情况下，增产43696，节能072kg标煤t。通过在15号烧结机进行的燃料分加生产实践结果表明，采用燃料二次分加技术，可以改善燃料燃烧条件，提高气体动力学动能，是超高碱度下强化烧结的工艺进步表现。33采用双斜式点火器保温炉 根据我厂现有煤气条件及原料条件，选用了双斜式烧结点火炉，与原多缝式点火炉相比较，其特点：一是点火炉由点火段和保温段组成，点火炉采用双斜交叉烧嘴直接点火，烧嘴火焰短，燃烧完全；二是点火
11、炉的高温火焰带宽度适中，温度均匀，高温持续时问能与机速良好匹配，因而表面点火质量好；三是具有表面点火位置好，介质适应性强的特点，能够提高成品率，从而降低固体燃料消耗。从投产应用情况看，点火质量明显改善，煤气小时消耗与多缝式烧咀接近，因台时产量增加，单耗下降了16。34提高烧结机单位面积通风量 2002年以来，大修时相续将6#烧结机的抽烟机风量由16000m3/min提高到1 8000m3min：将3#烧结机的抽烟机风量由12000 m3min提高到13500m3min。相应6#、3#烧结机单位而积通风量分别由9217 m3m3提高到10369m3m3、923l m3m3提高到10385 m3m
12、3。因此，两台烧结机料层提高5080mm，台时产量提高352634吨小时，ISO转鼓指数升高175237，吲体燃耗下降02170424kgt标煤。单位面积风量增加，为超高碱度烧结创造了条件，有利于烧结矿强度的进一步提高。35采用宽篦条技术 近年来，为了解决横截面烧结风量分布不均的问题，有效抑制边缘效应，攀钢在烧结台车上推广采用宽篦条技术，牛产实践表明，采用宽篦条技术后，烧结断面风速情况发生了较大变化，改善了台车两边的布料效果，料面形成有利的“凹月”分布形状，抑制边缘效应所带来的影响，合理烧结截面风量分布，改善点火效果。使用前、后台车截面风速变化情况如图4所示。生产实践表明，采用宽篦条后，烧结料
13、层截面风速变化明显，减少烧结过程中的边缘效应，利于垂直烧结速度的提高，料层提高513mm，增产的同时有助于改善烧结矿质量。36改进松料器和添加清料装置 经过不断总结，结合烧结生产实际情况，对松料器的每块松料板进行了优化，并由以前的三排松料板增加为四排松料板，松料器改进后，料层内上中下层混合料粒度组成差异下降，透气性明显均匀，料层提高32mm，主管负压却下降120Pa左右。同时由于烧结时的气流分布更趋于合理，机尾断面均匀整齐，基本上杜绝了生烧料、夹生料的存在，烧结矿强度和产量有明显提高。 由于生石灰、活性灰的使用和配比的不断增大，造成台车粘蓖条现象较为严重，影响了烧结机操作，烧结矿产、质量下降。
14、为提高烧结料层，稳定烧结机操作，在每台烧结机安装两台蓖条清扫器，并按正、反两个方向运行，有效解决了敷蓖条的现象，烧结机操作的稳定性、产量和质量均有了明显的改善。4超高碱度烧结指标情况41 烧结生产指标情况 由表2可见，超高碱度烧结采取一系列强化措施后，混合料料温提高，制粒小球的热稳定性增强，料层透气性改善。机速降低，料层厚度提高，单位料层阻力损失减少，表观反映废气温度提高，说明烧结条件改善，烧结矿结晶充分，可以有效解决钒钛烧结矿强度不好、粒度组成差、入炉粉末多的问题，是强化钒钛磁铁精矿烧结的理想途径。42烧结矿质量指标情况 攀钢钒钛矿超高碱度烧结实践表明，与国内企业超高碱度烧结生产情况相当吻合
15、。随着烧结矿碱度升高，采取系列强化措施后，烧结矿的转鼓强度、成品率提高，筛分指数、入炉粉末都有不同程度的降低，冶炼性能变好：但由于烧结矿品位降低、Si02含量降低，其对碱度、全铁的稳定性影响反应明显。从表3可见，超高碱度钒钛矿烧结使得烧结矿铁份、碱度稳定率明显下降，对高炉生产的稳定性必然会产生一定的影响。结合这些具体问题，这方面还得加强设备技术改造与相关的技术攻关。43烧结矿岩相与冶金性能情况431烧结矿岩相 根据钒钛磁铁精矿超高碱度烧结对烧结矿岩相及冶金性能影响情况，选取实施技术改进措施前、后样为基准样、对比样进行岩相及冶金性能的研究。烧结矿主要物相及其含量对比列于表4。 从表4可见，对比烧结矿样和基准样差异为：烧结矿的铁酸盐相增加464个百分点，硅酸盐相增加354个百分点；钛赤铁矿降低了12个百分点，钛磁铁矿降低了34个百分点，钙钛矿降低了152个百分点，玻璃质相有所降低，降低了118个百分点，钛榴石含量降低123个百分点。 从烧结矿的微观结构看：基准样烧结矿多为半自形粒状连品结构的钛赤铁矿，钛磁铁矿多为它形粒状连晶结构，在钛磁铁矿致密地区呈星点状的磁黄铁矿可见，见图6。对比样烧结矿多为自形晶粒状
