摘  要  本文介紹了馬鋼三鐵380m2燒結機燒結礦品質綜合提升的研究，闡述了自2010年實施900 mm超厚料層生產以來，實行 “小風量、低負壓”的生產模式，并圍繞厚料層燒結改善透氣性問題進行了一系列超厚料層均質燒結技術的開發與應用，在產質量指標上了一個臺階。

關鍵詞  燒結機  提質  穩定 

1  引言

燒結礦作為高爐的主要含鐵原料，其品質包括強度、粒度、品位等宏觀物理化學性能以及在高爐冶煉過程中所表現的高溫物理化學性能即燒結礦的冶金性能。高爐煉鐵生產實踐表明，燒結礦品質對于高爐冶煉過程的效率及效益有著舉足輕重的影響。隨著我廠高爐的穩定順行，對燒結礦的品質要求也越來越高，如何滿足高爐的需求，則是燒結生產必須解決的難題。

馬鋼三鐵兩臺380m2燒結機自2010年實施900 mm超厚料層生產以來，實行 “大風量、搞負壓”的生產模式，并圍繞厚料層燒結改善透氣性問題進行了一系列超厚料層均質燒結技術的開發與應用，在產質量指標上了一個臺階。但在燒結礦產能需求進一步提升，同時原料條件惡化的情況下，超厚料層燒結陷入產能瓶頸，被迫通過1.95 m/min以上燒結機速生產保證產量，燒結負壓時常達到17.5 kPa以上的主抽臨界高負壓，并面臨著透氣性惡化、生產過程穩定性下降，燒結礦返粉率上升有效產量下降、能耗上升等問題，超厚料層燒結面臨進退兩難的境況。所以，急需從生產組織和操作控制途徑開發一種綜合控制手段，以解決超厚料層生產條件下燒結礦產量和質量的穩定保供，進一步挖掘超厚料層燒結的生產潛力。

鑒于上述情況，在現有工藝設備條件下，燒結生產一方面要滿足高產、優質的需求，同時又要控制生產成本和實現燒結礦產質量與成本的最優效果，實施以技術創新與管理創新相結合為基礎的大型燒結機綜合技術是最佳的選擇。為此，從2010年開始，三鐵燒結為實施大型燒結機綜合技術進行了全面的可行性研究和技術準備，開發出了適合馬鋼380m2燒結機的燒結礦品質提升集成創新技術，并分步實施。經過多年來的生產運行，燒結礦品質大幅提升，實現了低返粉、低燃耗、高品位、高冶強、低成本的精益運營生產模式，進一步滿足了高爐的需求和實現了燒結長期穩定、經濟順行

2  優化系統保證能力建設

2.1  系統穩定保障的管理

燒結系統穩定是燒結高效生產的前提，是生產優質燒結礦的基本保障，只有構建唯“穩”不變的生產格局，在穩定高效的基礎上才能改善燒結礦品質，為高爐的穩定均衡高效生產提供原料保障。2.1.1  設備保障管理

通過建立點檢標準化、崗位巡檢標準化、設備檢修標準化管理機制，推動和健全區域點檢完全負責制和核心專檢覆蓋制；推動周三下午管理日，完善周修計劃形成和準備，推動生產、設備、協力作業區自我管理；推動周四下午技術日即設備故障案例點評會，問題分析措施驗證PDCA+認真開展，評價責任、能力和方法；推動管理覆蓋升級，周期性維護定修設備項目自動生成和檢查。并結合燒結設備周期性管理形成了“計劃+機會”檢修模式，大大減少了設備故障率，燒結機作業率逐年穩步提升，達到了國內燒結機連續高作業率的先進水平，為燒結順行和品質保障打下了堅實，歷年燒結生產作業率如圖1所示。

2.1.2  原料保供管理

2.1.2.1  穩定配礦結構

2014年下半年開始，逐步改變配礦被動的局面，以“穩定配礦結構和性能、減少小比例礦種配用”為最基本配礦要求為思路，在配礦時充分考慮基礎燒結性能以及成本等因素的前提下，合理兼顧含鐵料的性價比，在一定范圍內對混勻礦的配礦結構進行合理優化。配礦結構穩定后，有利于燒結過程和質量的穩定，如下圖所示。

2.1.2.2  穩定二次配料

（1）穩定燃料結構

通過完善焦粉進出平衡基礎數據臺賬，將每日焦粉進出的各計量點基礎數據，建立每日煤粉比例需求值，結合高爐槽下返回燒結焦粉量和燒結燃料需求變化趨勢，以經營計劃煤粉比例為組產目標，預知預調煤粉比例。同時2016年6月份開始利用港務料場F料條備焦調節，通過焦粉落地儲備緩沖，在燒結煤粉比例自平衡的基礎上，采用“焦多存儲、焦少落焦補充”的辦法為穩定燒結煤焦比例提供保障。通過以上措施，2016年5月份開始燒結煤粉比例由不穩定轉變為穩定，且比例逐步降低，有力促進了燒結礦質量提升和固耗降低。

（2）穩定輔料結構

通過建立輔料保供協調與溝通機制，并通過灰小庫擴容增加灰石儲備、瓦斯灰倉改造提高下料穩定性、OG泥噴漿系統的優化改造解決OG噴漿斷料等保障措施，減少了熔劑結構大幅變動和保證了瓦斯灰、氧化鐵皮、OG泥等輔料連續穩定配用。

（3）穩定配料下料

針對配料工藝秤逐步老化、零點經常漂移、給料精度下降的問題，結合現場實際優化了配料秤的校驗和維護管理管理制度，對秤在合理誤差范圍內采取“只標不校”的方法，即定期進行人工實物標定，對出現的偏差不校秤通過配比修正的方法減少配料秤零點漂移；建立燒結礦理論堿度與實際堿度趨勢管理理模型，能有效預防原料成分發生大的變化或配料系統下料或計量出現大的變化時堿度配比的糾偏；通過合理搭配圓盤使用和調整下料口閘門開度確保配料秤運轉頻率置于合理的區間。經過生產驗證，上述措施取得了較好效果。

2.2  燒結機綜合操作

2.2.1  優化布料

布料的好壞,對燒結機表面點火,熱能的有效利用,風量的合理分布和料層的提高均有直接影響。在滿足良好布料效果的基本要求前提下，對布料系統進行了設備上的優化。

（1）合理控制梭式布料器在料倉兩端的停留時間和行走時間。布料器行程時間設定以確?；旌狭系V倉兩端布料料面平整和兩端混合料粒度偏析程度最小為原則。

（2）消除泥輥兩側粘料的影響。通過調整泥輥兩端布料間隙，增加其布料量；將礦槽內部襯板下部做外擴，減少其內部結料；在泥輥兩側加裝自清料裝置，消除泥輥兩側積料造成的邊緣布料不均的情況。

（3）優化平料裝置。為減輕燒結機臺車兩側“邊緣效應”，在燒結機平料板前部兩側安裝兩個圓弧形引料裝置，將超出欄板的混合料引致平料板之下，減少兩側的散落料并形成了一次邊緣壓料；平料板寬度因小于臺車寬度造成兩側無法正常壓料，為此在平料板兩側加裝平料檔皮以保證兩側壓料平整；邊緣壓料輥采用軟連接吊掛式，使其緊貼臺車邊緣，將邊緣混合料均勻壓入，起到三次壓料作用。

（4）確保臺車寬度方向鋪底料厚度均勻。優化鋪底料擺動漏斗結構，消除了原來沿臺車寬度方向上鋪底料厚度不均勻導致邊緣效應嚴重夾生料的現象，實現內返率降低約0.2%左右，固耗降低約0.57kg/t左右。

2.2.2  優化燒結終點控制

針對操作中對燒結終點的連續性變化不易察覺，以及反饋參數滯后，調整周期過長等難點，對混合料水分、料層厚度、風量、負壓等異常引起的燒結終點變化，依據燒結機理變化情況，做到提前調整各項操作參數，縮短調整周期，及時扭轉燒結過程的不利發展趨勢，平衡水、碳、風等在燒結過程中的作用，爭取在燒結物料發生變化的一開始就做到小幅度、提前性、多手段綜合調整，從而避免發現異常后的長時間、大幅度調整，實現燒結過程的平穩過渡，使燒結終點維持在燒結機22號風箱處。避免因水分、料層、風量等變化引起終點提前或滯后帶來的不利影響。各參數發生變化的初期便有針對性地做提前調整，在燒結過程未表現出惡化之前將各種不利趨勢消除，實現燒結過程的平穩運行，達到燒結終點提前控制的目的。

2.3  水碳風最優匹配控制

燒結生產的核心是燒結機的抽風燒結過程，由燒結操作工（看火工和中控工）進行操作和控制，外在表現主要是燒結機表面布料以及厚度布料、控制機速和抽風負壓，使燒結過程正好在燒結機尾結束（即調節燒結終點）。燒結過程由于各種影響因素的不穩定性，操作工往往在布料層厚、機速、負壓的控制和廢氣溫度等重要參數的調整上掌握不住重點和操作的核心，他們不知道如何調整，有時盲目追求厚料層而導致燒結礦實物質量惡化。

結合長期積累的實際操作經驗進行了分析總結，推行了一套能夠直接指導操作者生產的標準操作指導法則，將一些參數的適宜性標準值依據原燃料和裝備工況等的變化進行了量化。技術思路：

（1）微負壓點火

通過在燒結點火爐對應的風箱下方設置微負壓裝置，通過控制風箱負壓，實現正常狀態下燒結點火爐內呈微負壓狀態（-10Pa ～0Pa），無火焰外噴和冷氣吸入及火焰飄動的現象，達到提高原始料層厚度及降低點火煤氣消耗的目的。

（2）穩定點火爐爐膛壓力

點火爐爐膛壓力是指點火爐爐膛內的壓力（以下簡稱膛壓）。適宜的膛壓對燒結過程的穩定與否至關重要，物料的原始透氣性和燒結過程將要發生變化時，都是最先通過膛壓值反映出來。在實際生產操作中可以此指標來量化燒結料的原始透氣性，并以此來指導調整點火前的過程控制是否適宜、指導點火后的燒結過程調整。因此，控制膛壓對于保證燒結過程的穩定有著極其重要的意義，其先進性在于通過對膛壓的預先控制，及時對生產過程中的相關參數和環節進行優化調整，將燒結過程的波動降至最低。實際操作中采用逐一排除法，即按照影響因素的可能性大小進行先后排列，逐一檢查各過程控制環節，發現一個調整一個。

（3）總管負壓為核心，通過調節布料層厚保持其值基本穩定。

①燒結過程的總管負壓直接反映物料冷態的原始透氣性、燒結熱態的過程透氣性、以及燒結抽風系統的風力利用水平（系統漏風），在以風為綱的燒結生產中，總管負壓是操作的核心所在，不管物料等如何變化，通過負壓能立即感知這種變化并指導其他參數做出合適調整。在相對短的一個時間周期內，應保持負壓基本不變。

②總管負壓應在主風機全壓升附近或比之略低。

③隨一個燒結系統檢修周期的臨近，系統漏風逐漸加劇，相對比較合適的總管負壓是逐漸下降的,這個合適的負壓要能基本保證有合適的風量和氧量進入燒結過程，從而得到充分的氧化性氣氛和合適的垂直燒結速度，依靠此二者來保證基本的燒結礦質量（氣氛決定）和產量（速度決定）。

④當負壓變高或變低時，要適時降低或提高布料層厚來保持負壓基本穩定。

（4）總管溫度保持在合理范圍內，燒結機速保持一基本值，且基本保持不變。

①總管溫度是我們要嚴密關注和控制的另一個重要參數，其保持在合理范圍內，是燒結礦實物質量得以保證的基礎。

②在保證層厚、負壓和廢氣溫度滿足條件的前提下，尋找燒結機機速和配料上料量之間的一個平衡，這是燒結礦產量得以保證的基礎。

③燒結機速在燒結過程中不隨意調整，基本保持不變。

④當終點位置發生幅度不大的偏移、總管溫度提前有趨勢變化時，實施既定的調整方案。

⑤當終點位置趨勢嚴重后移、總管溫度嚴重向下時，燒結機速度調整到0進行強制抽風3～5分鐘，再恢復原狀繼續生產。

2.3  風量分配

其控制思路是在透氣性差的階段采用較高抽風負壓，而在過濕層消失后透氣性較好階段采用低負壓燒結，形成了“低壓、恒速、均風、超厚料層”燒結的操作模式。通過優化燒結各段的抽風量分配后，燒結過程的不同階段垂燒速度均在一個適宜的范圍內，進而確保各個燒結段中料層有足夠的高溫保持時間和效率，將能使燒結生產得到深層次優化。

結合三鐵燒結厚料層燒結發展歷程，三鐵燒結礦質量好于二鐵（二鐵、三鐵的原料條件大致相同），以及負壓的降低，分析主要原因為低機速生產所致。同時實施風量再分配技術后（2015年為摸索階段），在其他生產條件變化不大的情況下，2016年燒結礦整體質量進一步提升（風量再分配技術鞏固階段），尤其轉鼓指數取得了新的突破，說明三鐵燒結機現在采用的風箱閥門開度控制措施，對穩定厚料層燒結過程和提升燒結礦質量有利。

2.4  生產體檢技術

燒結生產過程是一個時間短，速度快，影響因素多，變化快的復雜過程。燒結生產不是簡單的散料造塊，而是技術密集，操作復雜的物理化學變化過程。燒結過程控制以及燒結礦質量的穩定與否直接影響到高爐爐況的穩定順行，為促進燒結過程控制水平和燒結礦質量的全面穩定提升，更好地服務高爐，燒結工序于2014年7月份開始實行生產體檢制度，總體對燒結工序的穩定性進行有效把控，同時對各體檢參數的趨勢進行判斷分析，對波動因素進行研判和溯源，做到對問題的“對癥下藥”，強化預警以及預控調整，確保燒結過程的穩定和燒結礦實物質量的有效提升，為高爐爐況基本穩定順行奠定基礎。

生產體檢重點圍繞燒結過程穩定，形成一套系統科學先進的內部控制及評價體系，將主導“穩”為先的操作思路貫徹過程工藝操作當中。在優化和穩定配礦以及平衡參數的基礎上，突出過程參數為體檢核心，建立起對應于高爐順行的燒結工序體檢的評判體系。并通過強化過程分析和預控，基本實現燒結生產達到主穩顯異、溯因有效、預控合理、過程收斂、循序提升的成效，進一步促進高爐生產的穩定順行。

2.5  燒結礦冶金性能提升控制

在燒結配礦結構以及工藝操作制度大體基本穩定的前提下，具體操作上的優化改進：

（1）對溶液配制要求進行優化：前期為單池溶液配制作業與噴加作業同步進行，較難保證配制的準確性、同時噴加的濃度有較大的波動。重新優化為每日11：30開始進行溶液配制操作，溶液配制過程時禁止使用配制池，及時進行泵和閥門切換完成在用池同時供兩機CaCl2噴灑。

（2）對溶液配制過程以及正常噴灑過程的攪拌作業進行了相應規范，確保溶解充分、濃度均一。

（3）對前期噴加及配制操作要求進行修改，明確燒結礦產量、CaCl2水溶液流量和水池液面變化量的對應關系。

（4）嚴格過程管理控制要求并落實到人。

（5）通過操作的穩定，減少人為操作因素的影響，確保冶金性能數據作為結果參數的代表性和可信度，能夠反映出過程參數變量的影響。 

3  實施效果

4  結論

（1）我廠燒結技術發展歷程和成果，為我廠今后燒結技術的進步提供了寶貴的基礎數據和經驗, 實現了燒結礦品質提升的自主技術創新。

（2） “技術先行、管理跟進”的燒結技術管理先進理念，對燒結生產組織、操作策略調整、質量改善提供了典范和新思路。

（3）創新性地提出了“以燒結系統穩定為保障，以經濟機速、厚料層燒結為基礎，以水、碳、風最優匹配為支撐，以過程穩定和組織高效為導向”的燒結技術基本路線架構，為我廠今后燒結技術和管理明確了發展方向。