别 威，闫林虎，柴亨睿

（兰州资源环境职业技术大学,甘肃730021）

[摘 要] 经济矿是一种有害杂质多，品位低，烧结性能不好的含铁原料，但是随着钢铁产能过剩，利润空间的压缩，它已成为降低生产成本的有效措施之一。承德钢铁公司通过应用原料性价比测算系统，寻找适用于烧结生产所需的性价比较高的经济铁料，再通过烧结杯试验和工业实践，成功将印度粉、石灰石粉、新西兰海砂、蒙古粉等性价比较高的原料引入到承钢 360 m² 烧结机。通过各项工艺改造措施的实施和工艺操作制度的完善，保证了烧结矿质量的稳定，达到了降低烧结矿原料成本的目的，取得了较好的经济效益和社会效益。

[关键词] 烧结杯实验；工业实践；烧结矿；降低成本

0 引言

河钢集团承德钢铁公司（下称承钢）现有 3 台360 m² 烧结机和 1 台 180 m² 烧结机。近年来，为降低烧结矿成本，承钢炼铁部在 180 m² 烧结机配加了印尼海砂、新西兰海砂、镍矿、印度粉等性价比较高的原料，大大降低了 180 m² 烧结机原料成本。但由于这些物料粘度大、粒度粗细不均匀（差别大）、不吸水等缺点，加入印度粉等高性价比料后，烧结混合料难以混匀，烧结矿碱度稳定率和氧化亚铁稳定率不能保证，且存在较细小铁矿粉，对烧结时料层的透气性影响较大，降低了烧结机的利用系数，且影响到了烧结矿产量和转鼓指数，对高炉的稳定运行带来较大的隐患。为避免对大高炉的影响，故印度粉等高性价比料只在 180 m² 烧结机上配加，未在360 m² 烧结机上配加^[1-2]。

随着近年来钢铁行业利润空间的逐步压缩，降低烧结矿原材料成本迫在眉睫。2021 年，承钢炼铁事业部通过对烧结各种原料资源的性价比核算和烧结杯实验，决定在 360 m² 烧结机配加印度粉、石灰石粉、新西兰海砂、蒙古粉等性价比较高的原料。

本文介绍了承钢经济矿的选择思路，分析了工业生产实践存在的问题，提出了相应的工艺改进措施，并对 360 m² 烧结机配加高性价比原料的生产实践效果进行了总结^[3]。

1 经济矿选择思路

1.1 原料性价比测算

承钢炼铁事业部经营组通过已建立的原料性价比测算系统对现有烧结原料资源进行性价比测算，从而选择出印度粉、石灰石粉、新西兰海砂、蒙古粉、海南粉等性价比较高的原料用于烧结杯实验，并准备用于 360 m² 烧结机生产。

1.2 烧结杯实验

2021 年 1～8 月，炼铁事业部共进行烧结杯试验126 组，通过对各种原料不同配比条件下烧结矿化学成分、粒度、转鼓指数、固体燃料消耗、利用系数、低温还原粉化指数等经济技术指标的对比，确定各种原料的配料方案，以指导工业生产。

2 工业生产实践存在的问题及改进措施

2021 年 4 月份开始，炼铁事业部根据原料性价比测算和烧结杯试验结果，陆续在 360 m² 烧结机配加了印度粉、石灰石粉、新西兰海砂、蒙古粉等经济料。通过工艺改造的实施和工艺操作制度的完善，逐步改善了配加经济矿的后混合料的烧结性能，保证烧结矿产质量的稳定。但在工业生产实践中也存在一些问题。

2.1 工业生产实践存在的问题

根据 180 m² 烧结机配加经济矿的经验以及对原料理化性能的分析，我们对 360 m2 烧结机生产实践中出现的问题进行归纳总结如下：

（1）混合料成球性能差，烧结料层透气性变差。

（2）由于石灰石粉较生石灰粉粒度粗很多，容易堵塞螺旋下料机，导致下料不均匀，烧结矿碱度和氧化亚铁稳定性下降。

（3）石灰石分解需要吸收热量，造成混合料温度降低，过湿层加厚，影响了烧结矿产质量。

（4）承钢使用多个厂家的熔剂，现又配加了石灰石粉，熔剂种类较多，且熔剂取样化验时效性差，烧结矿碱度出现问题时不能及时发现调整，导致烧结矿碱度不稳定。

2.2 生产实践存在问题的解决方案

针对生产实践中存在的问题，承钢炼铁事业部通过研究讨论以及考察调研，制定了相应解决方案：

（1）将石灰石粉的配加放在南山一次配料，使用圆盘给料机配加，增加烧结之前石灰石粉与含铁原料的混合次数，有利于烧结矿碱度稳定率的提高。

（2）在溶剂配加皮带安装分合料装置。分合料装置的主要作用是提高溶剂消化效率，安装在配料皮带中间，熔剂仓前侧，距离配料皮带底部 10cm，分合料装置示意如图 1、图 2 所示。该装置安装方向与配料皮带机的运行方向相反，靠配料皮带机的运转来达到分合料的目的。分料部分安装在生石灰下料点的前方，可对皮带上的混合料进行分割拉沟，使后续的生石灰全部落在此料沟内，然后对生石灰进行打水消化；合料装置是将皮带两侧的混合料挡回料沟内并将进行消化的生石灰覆盖起来，配料皮带经过所有的生石灰下料点后装有两套合料装置，而且是错位对应安装，最终实现物料的分合过程。

（3）利用熔剂取样器对石灰粉取样。取样器组成中包括取样直管、电动插板阀和滤袋，阀门安装在取样直管上，取样直管一端与石灰输灰管路连接，另一端与滤袋连接。石灰粉试样的取样方法是：开启阀门，以罐车内高压空气作载体的气粉混合物沿输送管路和取样直管分别被送入石灰粉仓和取样滤袋中,滤袋中获取灰粉数量达取样标准时，关闭电动插板阀，打开卡子，取下滤袋封存。针对多厂家、多罐车供给石灰粉现状，可实现对每罐车石灰粉进行取样，准确获取不同厂家、不同批次石灰粉的成分与含量，在减小烧结矿碱度波动的同时也为指导生产和成本结算提供依据。图 3 为熔剂取样器示意图，其中 1-输灰总管、2-输灰曲管、3-输灰直管、4-取样直管、5-阀门、6-滤袋。

（4）设计一种清料装置安装在混料桶内。清料装置可以及时清理混料筒粘料，清料装置构造如图4 所示，安装示意方式如图 5 所示。由于圆筒的旋转运动，筒内物料被筒壁带起，主要集中在大约与水平成 45°角的方向^[4]。由图 5 可以看出，清料装置的安装位置对衬板不造成损伤，适当调整清料装置和筒壁（衬板）的距离，不会撞伤衬板，还可存少量积料保护衬板。新型圆筒混合机清料装置的应用，实现了自动清料，减少了事故停机，消除了人工清料和其他清料方法的种种弊端，促进了烧结生产的高效稳定运行，效果非常显著。

（5）摸索一二混打水管适宜角度、打水量及打水方式。一次混合机内壁体粘料与混合料打水的方式和角度有一定关系，正对打水点的方向上筒体基本没有粘料，距离打水点位置较远的粘料较多^[5]。为此，将一混筒内的配水管增加长度，贯穿整个筒体，且要求在配水管上的各喷水孔沿混合料出口方向上打水量逐渐减小，同时增加一根旁路打水管，当管内水压降低供水不足时，打开旁路水管保证正常打水，改进后，减少了粘料；另外，一次混合机加水是为了调整混合料的湿度，以期获得较好的混匀效果，因此喷水应成细滴，力求均匀，原喷淋方法过于简单，孔径太大，水和物料不能均匀混合，因此将喷水孔直径由 3 mm 减小为 1 mm，同时增加喷水孔数量，通过减小喷水孔直径、增加喷水孔数量达到了物料和水充分混合的目的。

（6）在污泥池、混料机、矿槽加蒸汽提高混合料温度，防止烧结混合料层过湿。当料温提高到 65 ℃以上时，其它工艺条件不变的情况下，烧结利用系数可从 1.09 t/m²h 提高至 1.24 t/m²h，提高了 13.7％。转鼓指数由 77.4%提高到 77.6％，提高了 0.2%，效果明显。筛分指数有波动，但变化较小。

（7）采用热风烧结、低负压点火等操作工艺提高烧结矿产质量。将经环冷机加热并经除尘净化后的热烟气通过增压风机引入烧结机主机台面，抽入料层中，可提高烧结表层烧结矿的强度，降低返矿率。低负压点火操作工艺是通过调整点火炉下风门开度，使点火炉内保持微负压（10 Pa 以内），减少由于负压过高导致料层压实和水分向料层下侧偏移出现泥料，造成烧结料层透气性降低，导致产量和强度不达标。

3 项目生产实践效果

3.1 经济效益

3.1.1 项目投入

烧结杯试验费用约 50 万元，各项改造费用约20 万元，合计 70 万元。

3.1.2 项目创效

（1）2021 年，360 m² 烧结机共配加印度粉 142770 t 用来代替 PB 粉作为烧结原料，PB 粉价格比印度粉高约 100 元/t，则配加印度粉创效=印度粉配加量×PB 粉与印度粉差价，即=142 770 t×100 元/t=1427×104 元。

（2）2021 年，360 m² 烧结机共配加蒙古粉 31322 吨用来代替 PB 粉作为烧结原料，PB 粉价格比蒙古粉高约 140 元/吨，则配加蒙古粉创效=蒙古粉配加量×PB 粉与蒙古粉差价，即=31 322 t×140 元/t=438.51×104 元。

（3）2021 年，360 m² 烧结机共配加新西兰海砂19 401 t 用来代替高品位钒粉作为烧结原料，高品位钒粉价格比新西兰海砂高约 170 元/t，则配加新西兰海砂创效=新西兰海砂配加量×高品位钒粉与新西兰海砂差价, 即=19 401 t×170 元/t=329.82×104 元。

（4）2021 年，360 m² 烧结机共配加石灰石粉 73065 吨用来代替钙石灰粉作为熔剂。钙石灰粉有效氧化钙含量约为 65.40%，石灰石粉有效氧化钙含量约为 44.55%（烧结矿碱度控制在 2.15±0.05 倍）。则73 065 t 石灰石粉相当于 73 065×44.55%÷65.40%=49 771 t 钙石灰粉。钙石灰粉单价为 300 元/t，石灰石粉单价为 62 元/t，则配加石灰石粉创效=配加当量的钙石灰粉成本-石灰石粉成本。钙石灰粉成本=钙与石灰石粉相当的钙石灰粉用量×石灰粉单价，即=49771t×300 元/t=14931300 元；石灰石粉成本=石灰石粉用量×石灰石粉单价, 即=73 065 t×62 元/t=4 530 030 元；则配加石灰石粉创效=钙石灰粉成本-石灰石粉成本，即=1 4931 300 元-4 530 030元=10 401 270 元≈1 040 万元综上所述，360 m² 烧结机原料结构优化累计创效=1 427.7+438.51+329.82+1 040=3 236.03 万元。

3.2 质量效益

通过各项工艺改造的实施和工艺操作制度的优化，优化原料结构后，烧结矿产质量对比如表 1所示。

从表 1 可以看出，原料结构优化后，除转鼓指数略有降低和返矿率升高外，其余各项指标均较稳定，说明各项措施的实施可有效改善烧结矿指标，在保证烧结矿质量满足高炉需求的前提下降低生产成本。

4 结语

2021 年承钢炼铁事业部在 180 m² 烧结机上配加实验的基础上，通过对各种原料烧结性能的研究和摸索，以及对烧结各种原料资源的性价比核算和烧结杯实验，在 360 m² 烧结机进行了配加印度粉、石灰石粉、新西兰海砂、蒙古粉等高性价比原料的生产实践。

实践表明，通过原料结构优化、各项工艺改造的实施和工艺操作制度的完善，烧结矿大部分指标均较稳定，这说明各项措施的实施可有效改善烧结矿指标，在保证烧结矿质量满足高炉需求的前提下降低生产成本，2021 年承钢 360 m² 烧结机优化原料结构项目创造经济效益约 3 236 万元。

参考文献

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