范兰涛，郝建海，王仓
(河北钢铁集团唐钢公司)
摘要：通过对唐钢北区4#烧结机使用优质麦窑灰后的生产数据进行统计、分析和研究，结合烧结机生产现状，得出通过使用优质白灰，可以有效提高烧结矿的产、质量，烧结机料层厚度可适当提高，台时产量增加14 t /h，成品率增加0．43%，烧结矿转鼓强度增加0．1%，RDI－3．15降低0．9%，固体燃耗降低2．59 kg /t，煤气单耗降低5．14 m3 /t，烧结矿综合指标得到明显提升。
关键词：麦窑灰；烧结负压；转鼓强度；RDI； 成品率；固体燃耗
0 引言
在铁矿粉烧结过程中，为获取高炉要求的一定碱度及含镁量的烧结矿，就必须配入一定量的熔剂( 如生石灰、石灰石、白云石等) 进行烧结。这些熔剂与含铁物料在高温环境下会发生一系列复杂的物理、化学反应。熔剂的配入量、种类及结构都直接影响了烧结矿的产质量，包括烧结机利用系数、烧结矿的质量，如强度、粒度组成、还原性、低温还原粉化率等，而烧结矿质量直接影响高炉冶炼顺行状况，从而影响铁产量及铁成本。另一方面，熔剂配料关系到烧结矿成分的控制，如Ｒ、Mg、Al 等指标，而这些指标又和熔剂消耗、燃料消耗息息相关，直接影响到烧结矿成本。在目前高炉炉料结构中，烧结矿配比达到70%～80%情况下，烧结矿的成本直接影响铁水成本等［1－2］。因此，熔剂对烧结工艺过程及工序成本有显著的影响。
河钢股份有限公司唐山分公司炼铁北区烧结车间现有4 台烧结机，4#烧结机180 m2，2007 年投产，因其设备相对较新，无论是主排风机功率、自动化水平投入等一系列硬性条件，相对于其余烧结机具有明显的优势。北区烧结车间使用竖窑灰，在其使用过程中，存在氧化钙含量低、粒度粗、活性度差等一系列不利影响，造成在生产过程中，生石灰的使用量一直偏大。因此为改善烧结矿产质量，降低烧结矿成本，计划在4#烧结机推广开始使用优质麦窑白灰。由于麦窑灰比前期使用的竖窑灰质量明显改善，烧结机料层厚度明显提高，同时对烧结产量及消耗指标产生较大影响。主要表现在产量增加，燃耗下降，转鼓强度、RDI 等质量指标也有所改善，但在使用过程中因白灰粒度细密，也发生过因喷灰带来的烧结过程不稳，影响返矿平衡，使成品率下降等。
1 生产参数过程分析
唐钢炼铁北区烧结4#烧结机正常生产使用竖窑灰，竖窑灰具有氧化钙含量偏低，活性度差等缺点，造成在在烧结生产过程中，白灰使用量偏大，负压偏高，匀矿消耗量较少，烧结矿产量偏低。因此，为改善烧结矿产、质量，提高烧结机料层厚度，北区烧结车间计划在4#烧结机进行使用优质麦窑灰的生产实验。目的是降低生产成本，提高烧结矿质量，通过生产实践、对比、总结主要集中在以下几方面。
1．1 生石灰质量指标
唐钢炼铁北区烧结生产中使用均为竖窑灰，而麦窑灰属于高品质白灰，日常生产中主要供炼钢及烧结脱硫使用，其成分对比见表1。
由表1 对比可知，竖窑灰与麦窑灰相比，CaO 含量低约15%，烧损相差15． 4%，活性度相差约100度，因此从数据对比可明显得出，麦窑灰的品质量明显优于竖窑灰。
CaO 是熔剂性烧结矿成矿的主要物质之一，熔体中CaO 浓度高，CaO 向FeO，渗透点增多，当升温速度与矿化反应速度一致时，则产生的铁酸钙类低熔点化合物也增多，冷却时铁酸钙能迅速以针状，板状结晶，这种烧结矿强度最好．因此CaO 的含量可以明显的改善烧结矿的质量组成，而麦窑灰CaO 含量明显高于竖窑灰，因此对烧结矿的质量可以启到明显地促进作用。
白灰活性度高及消化温度高，有利于提高混合料料温，改善烧结机料层的透气性，增加烧结过程中的氧化性气氛，有利于改善烧结矿的质量。
1．2 二混后混合料粒度及温度
使用麦窑会后，对比同期使用竖窑灰二混的各项参数变化，具体情况见表2。
由表2 对比可知，使用麦窑灰后，混合料温提高11 度，混合料粒度组成得到明显的改善。混合料料温提高，可有效降低烧结矿燃料比; 混合料粒度结构趋于合理化，改善烧结机提高料层透气性，为烧结机提高料层厚度提供有利的支撑。
1．3 烧结机主要操作参数变化
使用麦窑会后，对比同期使用竖窑灰各种烧结机生产过程参数变化，具体情况见表3。
由表3 对比可知，使用麦窑灰后，烧结机料层厚度提高50 mm，在烧结机点火温度、机速等参数变化不大，机尾风箱负压降低了0．5 kPa。从各项数据上可以得出使用麦窑灰后，烧结机各项参数更加稳定，料层厚度增加，垂直烧结速度提高，可有效的改善烧结矿的质量，而且从参数中可以看出，烧结机的料层还有进一步提高的潜力。
使用麦窑灰前后，烧结矿各项技术指标和烧结生产技术指标分别见表4 和表5。
由表4 和表5 可知，使用麦窑灰后，烧结矿的转鼓强度提高0．1%，RDI－3．15降低0．9%，台时产量增加14 t /h，成品率提高0．43%，固体燃耗降低2．59 kg /t，煤气单耗降低5．14 m3 /t，生石灰单耗降低10．9 kg /t。从数据对比可以得出，使用优质麦窑灰后，烧结矿的各项生产技术指标得到明显提高，生产成本大幅降低，对提高烧结矿产、质量，降低生产成本提高良好的改善作用。
1．4 数据分析
麦窑灰CaO 含量平均高15．12%，10 min 活性度高101 mL，入水消化温度高80 ℃，有利于烧结料温的提高和烧结过程的改善，但也由于粒度较细，＜1 mm含量检测值是60%以上，使用过程中易发生喷料，影响均匀配加。
使用麦窑灰后，二混后混合料最明显的变化是料温明显提高，平均提高11 ℃，混合料中＜1 mm 含量降低了近1 个百分点，因其麦窑灰活性度与入水消化温度偏高，导致一、二混的加水量相对匀矿下料量增加，但混合料水分值略有降低，反映出麦窑灰生石灰良好的吸水性。
烧结机操作方面: 在保持机速不变的前提下，因麦窑灰改善混合料粒度组成，烧结机料层透气性变好，料层厚度提高了50 mm( 计算垂直烧结速度提高1．55 mm/min) ，烧结机主排风门开度略有降低的前提下，烧结机机尾风箱温度趋势仍可提高，负压降低，反映出使用麦窑灰后，烧结过程料层透气性得到明显的改善。
2 结论
通过使用优质麦窑灰后，烧结机的各项生产指标变化明显的主要有以下方面:
( 1) 由于烧结过程透气性改善，产量增加，台时产量平均均加了14 t /h;
( 2) 由于烧结料温及料层厚度的提高，烧结固体燃耗平均降低了2．59 kg /t;
( 3) 在烧结点火温度基本保持不变的前提下，由于料层厚度提高到740 mm( 或更高一些) ，点火火焰温度最高点恰好可以位于料层表面，使料面点火效果改善，加上台时产量的提高，烧结煤气单耗降低明显，使用麦窑灰期间点火煤气单耗平均比前期降低了5．14 m3 /t;
( 4) 在保证烧结矿碱度基本不变的前提下，由于麦窑灰CaO 含量高、烧损低，生石灰单耗平均降低了10．9 kg /t;
( 5) 随料层厚度提高，烧结矿强度指标略有提高，RDI－3．15指标略有降低。
3 参考文献
［1］ 张立强．烧结熔剂结构降本的生产试验［J］．南钢科技与管理，2013( 4) : 14－17．
［2］ 邢建民．安钢烧结配加石灰石粉的试验研究及应用［J］．烧结球团，2010，35( 3) : 17－19．
［3］ 周清林． 韶钢烧结熔剂结构优化生产实践［J］．南方金属，2016( 10) : 30－32．