1料层透气性对烧结的影响

烧结料层透气性的好坏，直接影响到整个烧结过程，影响到烧结块的产质量及成本控制。透气性好则主抽风机的阻力较小，机上负压降低，抽入的空气能够与焦煤充分接触，使烧结过程的物理化学反应得以充分进行，同时穿过燃烧带的热气体给下层物料进行干燥预热，完成烧结过程气固液热交换，最后达到均匀烧结的目的。如果物料透气性差，主抽风机的阻力增加，烧结机内负压提高，空气难以通过料层，空气与混合料接触困难，固体燃料利用率较低，燃烧反应不充分液相生成不足，结块效率低，烧结块产量降低。

窗体顶端

窗体底端

2改善物料透气性的基础

2.1加强烧结原料准备

2.1.1含铁原料

本车间中烧结矿的含铁原料主要为BRBF粉、卡粉、PB粉、高炉返矿，先在混匀料场进行混匀，原料达到成分均匀稳定发效果，再由皮带运输到配料室进行配料。

2.1.2熔剂

本车间选用熔剂为白云石、石灰石、生石灰。碱度的大小与波动受CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃含量的影响，而CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃含量的多少主要由熔剂配比的大小决定，且熔剂可以强化烧结，必不可少。白云石、石灰石、生石灰通过直接购买合格粒级的产品。

2.1.3燃料

烧结车间生产所选用的固体燃料是焦粉与白煤搭配使用，焦粉从厂内焦化车间及高炉槽下运送到烧结煤仓，使用两段开路破碎制成粒度-3mm占68-78%以上的成品燃料。

2.2控制好返粉与精矿的比例

在烧结生产过程中内，配入筛分后的小粒级返矿，能显著提高混合料的透气性，同时烧结矿的生产率和转鼓质量也有所提高。但当小粒级返矿配比过高时，混合料反而无法混合均匀，熔剂燃料无法均匀依附在混匀矿上，制粒效果变差，同时因返矿粒度较粗，混合料整体透气性将变好，又会使燃烧带移动速度加快，燃烧温度达不到烧结的必要温度，其结果会使烧结块的强度变差，生产率降低。

而且由于返粉是烧结生产的循环物，它的增加就意味着烧结生产率下降，为保证烧结过程的有效进行，也将增加固体燃料的配入，提高生产成本。总之，混合料中返粉超过一定限度后，透气性和垂直烧结速度均增加都不能补偿烧结块产率的减少以及成本的上升。

2.3加强制粒效果

为了加强混合料的混匀和制粒，改善混合料的透气性，设计采用圆筒混合机进行两段混合。一混充填率为11.767%，混合时间约为2.52min，混合机转速6.5r/min；二混填充率为14.639%，混合时间4.17min，转速为7r/min，遵循一混加水二混制粒的加水原则，一混加水量15t/h，水分率6.6%左右，二混加水量3t/h。主操密切关注一混出料水分值变化，及时在二混做出调整减少混合料的波动和波动值。为统一四班水分操作，配置快速测水仪每班测定混合料水分。在实际生产操作过程中，物料控制的最佳水份范围是6.4%～7.4%。

2.3强化烧结操作与控制

采用铺底料工艺，是为保护台车篦条、保证料层烧透、减少烟气含尘量和延长台车工作年限，铺底料的粒度为10~18mm，铺底料的料层厚度为40~50mm，再进行布料。为达到布料均匀、粒度分布合理的要求，采用梭式布料器均匀地给入烧结机混合料槽，再用圆辊给料机和九棍布料器均匀地在铺上底料的台车上布料，原料粒度由上至下偏析，逐渐增大，达到提高料层透气性和提高了烧结矿的质量与产量的目的。烧结点火工艺采用焦炉煤气作为主燃料，煤气热值热值3750～3890kcal/Nm3。采用厚料层烧结技术，点火温度在1050±50℃之间，为减少因表层烧结矿温度急剧下降而对烧结矿质量产生的负面影响，点火时间为1.2min左右，保温时间约为3`4min。终点位置在倒数第二个风箱±0.5范围，温度区间控制按280-350℃调整，保证液相固结温度和保持时间。

3提高混合料透气性的实践

3.1提升原燃料掌控能力

混匀矿在使用过程中，出现换堆时，堆头和堆尾成分波动较大，造成烧结过程波动和烧结矿R波动，为炼铁工序控制带来负面影响。混匀矿种石头、编织袋等杂物多，影响混匀制粒和布料效果，对烧结矿产质量影响大。

对配矿工艺进行调整，大堆端部料（堆头堆尾）进配料室专仓，随堆中混匀矿少量配用，减少混匀矿质量波动。将混匀矿中≥8mm大颗粒比例占比降低至10%以下，大颗粒在烧结过程中使软化区间加大，不容易形成液相凝结块，使返矿率升高。同时对燃料粒度进行优化调整：固体燃料破碎粒度动态调整，将固体燃料中≤3mm占比与混匀矿中精粉率挂钩，其目的是有效改善烧结矿横断面下部液相凝结状态，减少气孔，防止出现大孔薄壁烧结矿。将生石灰5分钟活性度纳入跟踪监测，对比几家生石灰活性度差异，以便确定其消化路径，有针对性的补水，减少混合料水分的波动。

3.2提高料温减少过湿层影响

料层提高以后烧结过程中的冷凝现象加剧，造成过湿带变宽，降低料层透气性。为此，在混合料仓和二次混合机中通入蒸汽加强对混合料的预热的同时，通过对蒸汽加热生产水的方式加快生石灰的消化作用，同时进一步提高料温，使混合料温度预热到“露点”（65℃）以上，基本消除了冷凝现象。同时降低混合料水分率，混合料水分控制目标由7.2±0.4%降到6.8±0.2%，避免了过湿带的形成对料层透气性的影响。

3.3提高混合制粒效果

烧结混合机历经逆向导料、雾状加水后，制粒效果有一定改善，但在持续的效果跟踪下，我们发现新的不足点影响着制粒效果：1、二次混合在工艺要求下，加水量基本在2-4t/h，由于加水量小，螺旋喷头并不能起到雾化效果，仍然是柱状水流。2、混合机内按工艺要求本应该为两段6孔加水（靠近进出料口各一段），同样因加水量小而管径较大，导致水流全部在出料口段，而末端无水，不符合工艺要求。3、逆流衬板使用后，混合机填充率增加，其振动值明显偏高。于是我们选择更换小口径雾化喷头，后期将二混水管整体改小。同时重新设计加水点位，出料口段加水喷头数量减少，尽量往进料口段加水。两段混合机加水比例按8：2分配，减少二混负荷，提高造球制粒效果。改造后混合料1-6.3mm占比增加到61.9%以上，且综合粒径达3.72mm。同时将两端混合加水比例写入操作规程，同时加水喷头改小可能导致堵塞问题纳入日常检修消缺项目。

3.4自动布料优化控制方法

烧结采用自动布料装置，可根据设定料层厚度及层厚仪测量数据对比，调整辅门开度以此实现料层自动控制。但在上料工序断料、烧结开停机、清松料器、换台车、水分不稳定等异常生产状态下，该装置调整过于滞后，会使料层纵向高低起伏，布料高处无法烧透。我们选择在异常状态下改变控制方式，即由料面控制改为阀位控制，在停机前将当前阀位反馈值设定为阀位输入值，确保开停机过程中阀门开度不随料面变化，开机时能快速布平料面。混合料杂物卡辅门时，使圆辊给料机的调节器输出下降到最低。调大扇形门、活页板开度使大块落下，同时圆辊两侧刮料刀更换为耐磨件保证圆筒厚度可控。

3.5加强堵漏风工作

随着烧结机料层厚度的提高，风箱负压上升，漏风更加严重。因此，加强环冷机、大烟道卸灰阀的管控，并建立制度按周期检查每台卸灰阀都在正常工作运行，风道、灰斗通畅无积灰，提高了风机的有效进风量；定制度周期检查风箱、翻板阀、卸灰阀漏风情况，及时补漏。一期大烟道人孔尺寸改小，减少漏风。两期烟气含氧量分别降低至14.5%、14.1%。

由于边缘部分透气性过剩，吸入大量的冷空气，影响点火效果，容易造成边缘部分点火效果差。烧结过程不同步，在梯形坡面与水平面交汇处形成严重的裂缝，造成大量有害漏风。对此，通过延长梭式布料器在混合料仓两侧的停留时间，减轻混合料沿台车横向上的粒度偏析，使台车两侧的下料量大于中间。同时更换所有台车边部三根炉条为无空隙炉条，使台车挡板边部风量下降，加以减轻“边缘效应”，改善沿台车横向上的烧结均匀性，效果比较明显。

3.6布料圆筒改造

目前布料因原料夹杂石头或杂物，在前道工序未能有效拦截，就会导致石头卡在布料圆筒上方活页门处，使活页门开度变大。此时就需要岗位工及时前往现场调整活页门高度，排除石头；否则会造成局部冲料，料层增厚，烧结终点滞后，机尾未烧透，在环冷机出现二次燃烧的问题。以及下道皮带运输过程出现红矿燃烧皮带的生产安全事故。

我们用5W1H的方法作出对策表，针对布料圆筒冲料这一主要原因制定了对策、措施和目标。通过焊接24根导料圆钢均匀分布在圆筒辊皮表面，利用圆钢凸起的特点，在旋转过程顺利带出混合料中夹杂的石头等杂物。解决先前因石头卡住下不来，导致活页门间隙增大问题。同时修订了布料圆筒减速机更换标准作业卡中减速机找正作业内容、注意事项中校正要求和验收标准，保证作业标准的正确有效性，提高布料圆筒传动输出效率。 2024年烧结机检修对布料圆筒进行了改造，焊接24根导料圆钢均匀分布在圆筒辊皮表面。通过一段时间的运行后观察发现，增加导料圆钢后布料过程更加均匀，料层厚度变化幅度减小，从而烧结过程也更加均匀，烧结机尾断面红层厚度平整呈一条直线，对烧结矿质量也有一定提升效果，达到了改造效果。

3.7加装梯形布料、松料器等装置

烧结机台车墙板高度780mm，而烧结机料层提高至850mm，造成料层厚度大于台车栏板高度，布料过程中台车两侧出现大量掉料。为此，在平料板两侧加装三角形固定斜挡板，挡板下部与台车栏板对齐，上部向内略有倾斜，压实台车两侧布料，使台车两侧高于栏板部分的料层边缘形成一个斜坡，整体实现了梯形布料，既能提高料层厚度，也能减少烧结过程的边缘效应。

烧结松料器是固定在烧结机布料前端长度为1.8-2.0m的长条形圆钢，其主要作用是调整料层结构，影响气体的流动路径和速率，从而提升料层的透气性。初期松料器因原料携带的杂物以及本身含水，松料器就容易出现粘料挂杂物等问题，进一步造成料面拉钩、局部坍塌，烧结矿疏松强度差返矿率高。为此，我们对松料器的长度、高度、层数、松料杆的间距、直径等进行了多次调整，将三层松料器分别控制高度为200mm、400mm、600mm错位安装，，避免出现“打架”现象；利用手柄套筒套住松料器尾部米字结构旋转松料器，使其在生产状态下去除头部粘结料。从机尾断面来看，底部的致密层基本消除，液相分布均匀，烧结速度提高了8%。

4应用效果

采取上述一系列措施后，混合料透气性得到了很大的改善:

1、合料成球率由原来了23.6%提高到43.3%，混合料平均温度提高到67.4℃，料层过湿现象明显减轻；烧结料层有原来780mm提高到850mm，烧结负压也从原来的18.9kPa降低到17.8kPa，透气性明显好转。含氧量由16.1%降低至14.3%，烧结机尾断面均匀，边缘效应有所降低；烧结矿转鼓强度上升1.3%，RDI由61%稳定至72%以上，内返率由20.66%降低到18.22%，利用系数提高到1.436t/(m2·h)，效果明显。

2、烧结固体燃料消耗和电耗分别由2022年的52.70kg/t、41.80kWh/t降低到2024年下半年的49.62kg/t、36.45kWh/t，成本降低8.27元/t。

5总结

要使烧结工序能够降本增效，改善物料透气性是一个关键环节，通过本文的分析，得出改善物料透气性具有以下几个途径:

(1)坚持抓好漏风长期治理制度，临时补漏和检修补漏相结合，保障漏风率持续稳定在40%以下；风箱、导气管、膨胀节、卸灰阀等关要设备周期性排查，作好台车本体漏风治理，大小栏板、插销孔、防磨板、炉篦条、隔热垫时刻可靠，密封到位。

(2)用好混合机微波加水装置，保障混合料6.6-7.0%水分稳定率90%以上；提高料温到“露点”（65℃）以上，尝试二次混合机雾化加水试验，提高混合料成球率；改进混合机出料口防磨块设计，保障筒体长度不磨损，混匀制粒时间有保障。

(3)改善烧结过程粘结相数量及质量，保障尽量多的SFCA生成量，坚持混匀矿全粒级数据跟踪，杜绝平均粒径达标，两级分化情形出现。

(4)优化原料的同时，提高主操工超前预控能力，对上料波动及早判定，及早处置，避免波动放大；严格抓好配水、配煤控制要求，通过ESOP工艺操作卡固化操作，杜绝对烧结机质量影响。

参考文献

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