攀钢集团攀枝花钢钒有限公司制造部 617067
摘要：根据攀钢集团攀枝花钢钒有限公司现有原料和设备工艺状况，通过优化原料结构、提高烧结料层和烧结矿二元碱度等技术措施，解决了低硅烧结矿转鼓强度低的问题，使360m2烧结机指标超过了设计水平，取得了较好的生产效果。
关键词：烧结矿；转鼓指数；料层；碱度
1 前言
攀钢钒公司2号360m2烧结机在投产初期，由于烧结机工艺设计不完善，设备故障多，物流不畅通，生产指标与设计有较大差距。设备进行了大量改造，2号烧结机车间围绕提高烧结矿转鼓强度这一中心, 通过优化原料结构，控制混合料水分、粒度和料温，FeO与烧结气氛，提高碱度，慢机速厚料层操作等，使烧结矿的转鼓强度逐步提高，烧结机各项指标逐步超过设计水平。
2 原料配比、原料化学成分情况
2.1 原料化学成分
2号烧结机车间的原料化学成分见表2，原料主要为攀精矿、富矿粉和三废物料，攀精矿的铁品位低、SiO2含量低、Al2O3含量高、而TiO2含量则高达12-13%。熔剂有生石灰、活性灰和石灰石。
3 提高烧结矿转鼓指数的措施
3.1 优化原料结构
烧结矿的强度主要取决于混合料在熔化过程中形成的液相数量，性质以及最终形成的矿物组成和结构。研究表明，液相的流动性好、粘度小、表面张力大则有利于混合料颗粒粘结，烧结矿强度就好。随着烧结矿TiO2含量增加，高熔点物质钙钛矿（CaO•TiO2）、钛榴石等含量有所上升，而低熔点铁酸钙含量减少。对烧结而言，混合料初熔、熔化温度上升，烧结液相粘度增加，气流通过料层阻力增大，不利于液相早期生成而最终影响烧结矿的强度。
为了降低攀精矿高TiO2含量对烧结矿性能的不利影响，2号烧结机车间逐步降低攀精矿使用比例，增加普通富矿粉的使用比例，使普通富矿粉配比已达到25%～30%，以达到提铁降TiO2的目的，从而提高烧结矿强度。2号烧结机目前烧结矿TiO2含量从投产时的6.73%降低到现在的6.24%，而其强度也随之得到了一定的提高。
3.2 推行厚料层操作
厚料层烧结，可以发挥厚料层的自动蓄热作用，延长料层高温保持时间，确保各种液相的形成和各种结晶相的发育生长。另外，还可以减少配炭量，提高料层气氛的氧位，从而抑制钙钛矿的生长，发展铁酸盐优质粘结相，同时料层厚度增加，强度较差的表层烧结矿占总烧结矿的比例减少，烧结矿成品率相应增大。所以厚料层烧结是提高烧结矿产质量的重要途径。2号烧结机采用多方面的措施不断提高料层厚度，进行慢机速操作。
3.2.1提高混合料料温
为了提高混合料温度，降低过湿层的阻力，采用蒸汽与热水预热混合料提高料温。内进行混合料预热，提高了蒸汽的使用量，由原来的2.0t/h提高到6t/h，使混合料的温度有原来的55℃提高到75℃，改善了混合料的粒度组成以及透气性。
3.2.2 烧结机布料的改进
烧结生产中，烧结机布料是关键环节，制约料层厚度的提高。因为厚料层烧结要求台车横向混合料的粒度分布要合理，边缘效应要小，料层的偏析要适宜。布料的好坏，对烧结机表层点火、风量的合理分布和利用以及料层厚度的提高都有直接的影响。为此，对布料系统进行了改进。
（1）松料器改进
取消烧结机机头布料靠两侧边缘松料器，每侧取消两根，由于台车两侧混合料粒度比较粗，透气性好，而中间部分粒度相对较细透气性差，造成台车横向的烧结不均匀，为此将烧结机两侧栏板部分的松料器取消两根，缓解台车中部与边缘混合料透气性的差异，抑制边缘发展，降低了边缘烧结速度。
（2）风动布料器
在送料器的上面安装两排风管，在布料过程中压缩空气通过风管上面的小孔喷出，使11辊下来的粒度较细的混合料分布在上层，粒度较粗的自然滚下，这样进一步使混合料在垂直方向上粒度分布上细下粗，增加料层的透气性。
3.2.3安装打孔机降低料层阻力
厚料层烧结需要改善透气性，将炼铁厂自行研制的料面打孔机安装在点火后的料层上方，对点火后固结的表层烧结矿进行均匀打孔，降低表层烧结矿的阻力。该装置8月11日制作安装完毕。
3.3 低温、低碳烧结，降低烧结燃料配入量
烧结矿FeO一般视为强度和还原性的标志，原料FeO对铁酸钙的生成及烧结矿强度有着重要影响。一般来说FeO含量高, 烧结矿强度较好, 但FeO含量过高,矿物表面会出现微小的裂纹, 这些裂纹一直充满到整块矿物的中心，导致矿物强度急剧下降。这主要是由于高配碳使烧结温度提高, 成品矿中成钙钛矿和硅酸二钙含量明显增加, 在冷却过程中, 硅酸二钙会伴随晶形转变, 体积膨胀, 导致烧结矿粉化。因此在生产中严格控制FeO含量，进行合理配碳，加之厚料层，保证了烧结气氛高氧位[1]。
3.4 提高烧结矿二元碱度
SiO2是液相生成的基础，对烧结矿的固结成型具有重要作用，适当降低SiO2含量可减少高炉渣量和能耗，改善烧结矿的高温冶金性能。但SiO2含量过低，会使烧结过程中产生的液相量变少，烧结矿强度变差、低温还原粉化加剧。为避免烧结过程中产生的液相量减少，采取增加熔剂配比实行高碱度烧结措施。料中熔剂量增加，增加了烧结矿CaO含量，有利于铁酸钙粘结相生成，改善烧结矿强度[2]。
4 中间操作参数
4.1 混合料水分、温度及粒度变化
2号烧结机投产初期参照老烧的水分（6.9±0.2%）加以控制，结果混合料粒度组成差，料层难以提高。后经探索逐步提高水分，由7.0±0.2%逐渐提高到7.5±0.2%，混合料粒度组成改善，加之生石灰作用，在水分提高后料层提高并未产生过湿层与点火不好的情况，烧结状况大为改善，7.5%为新1#烧结机目前较为适宜水分。
4.2 机速、料层的变化
通过采取以上措施，2号烧结机料层厚度逐步提高，从投产初期500mm达到目前的680mm左右。由于混合料粒度组成改善，在料层提高的情况下，机速并未降低（见图1），所以垂直烧结速度随料层上升而提高，垂直烧结速度提高后保持成品率不降低，因此产量必然上升。8月底抽烟机状况不好，料层也有下调。由于措施得当，料层提高后烧结终点（19#风箱）温度不但没有降低，反而随料层上升有提高，其变化趋势基本上与料层成正相关。为了延长烧结机隔热件、篦条寿命以及烧结机检修周期，在保证机尾烧透的情况下终点温度逐步下控。
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图1 2号烧结机料层、机速的变化趋势
5 结语
由于攀钢烧结原料主要为钒钛磁铁精矿，其物化性能在很大程度上制约着烧结矿转鼓强度的提高，因此需要围绕钒钛磁铁精矿其物化性能的改善来展开工作，2号烧结机结合攀钢烧结原料结构和条件以及生产工艺参数实际情况，制订出科学有效的措施：
1）根据现有资源合理搭配矿种，保证良好的料层透气性，寻求合适的铁料搭配比例，合适的混合料水分、温度及粒度组成，是改善烧结矿强度的重要手段；
2）厚料层烧结能延长高温保持时间，使烧结过程的热交换和物化反应充分，从而获得高强度的粘结相，是改善高碱度烧结矿质量的重要手段；
参考文献
[1]周取定.中国铁矿石烧结研究[D].冶金工业出版社.1997.
[2]甘勤.TiO2和精矿粒度对烧结性能的影响.