張 國 華
摘 要：闡述了燒結生產(chǎn)操作各參數(shù)、曲線變化所表達的含義，認為燒結生產(chǎn)的穩(wěn)定順行，除含鐵原料化學成分、基礎特性、物理性能、固體燃料及熔劑的質量、粒度組成、加水方式、位置、加水量和混料制粒時間外，燒結主控的日常操作同樣非常重要，燒結主控是燒結生產(chǎn)的絕對核心崗位，猶如戰(zhàn)艦舵手一般。為確保燒結礦轉鼓強度和冶金性能，燒結礦主控、段長要深入理解、掌握燒結“操作語言”，如操作過程中的混合料加水量、混料制粒時間、混合料溫度、混合料流量、固定碳含量、返礦平衡、小礦槽料位、布料偏析、燃料粒度、熔劑粒度、料層厚度、料層透氣性、料層密實度、自動蓄熱、點火負壓、點火操作、主抽風量、煙道負壓、燃燒比、終點位置、廢氣溫度、液相流動性、冷卻制度、燒結礦外觀結構等主要參數(shù)。而且重點要認識并熟練掌握煙道負壓、終點溫度和終點位置以及下紅礦的各種處理技巧。
關鍵詞：燒結 主控操作 操作語言
世間萬物皆有語言，人類、動物、計算機及各行各業(yè)、各種設備都有各自相應的語言，比如軍隊常用的旗語、燈語以及各種明語方言、暗語等等，只要交流、運行就會有語言。燒結生產(chǎn)過程的燃燒比、煙道負壓、煙道溫度、點火溫度、燒結機速、料層厚度，以及各風箱的溫度、負壓等主要參數(shù)， 連續(xù)記錄并顯示在主控室操作電腦和大型顯示屏上，為主控操作和燒結系統(tǒng)生產(chǎn)管理提供參考。這些參數(shù)的集中畫面，叫冶煉進程曲線， 也叫操作曲線。它是燒結生產(chǎn)過程的放大鏡和顯微鏡，比一般工程施工圖紙更重要，因為圖紙是靜態(tài)的，僅能提供實物特征、尺寸和配筋等情況，而操作進程曲線是動態(tài)的，它把燒結過程的狀態(tài)、變化告訴你，你對它了解越深刻， 它“告訴”你越全面。燒結主控、工段長、燒結工程師， 必須深入了解、掌握生產(chǎn)進程曲線中的“語言”，只有熟練掌握這種“語言”，才能駕馭燒結系統(tǒng)生產(chǎn)操作。操作者和管理者必須精通燒結操作“語言”。及時分析、思考燒結操作“語言”所提供的信息，才能做到操作及時、準確。相反主控不懂或不精通燒結操作“語言”，忽視反映特征曲線或不清楚特征曲線的含義， 必然盲目地操作，甚至還會發(fā)生反向操作。燒結管理者要不斷通過培訓、學習，提高主控理解燒結操作“語言”的能力，適應燒結生產(chǎn)操作。在此筆者將燒結操作過程中的各項參數(shù)曲線的變化所代表的語言含義做如下解析：混合料加水量：在燒結生產(chǎn)過程中混合料加水是非常重要的工藝環(huán)節(jié)，加水的目的是促進含鐵料細粒料成球。水量是否合適對后續(xù)制粒能力、料球強度、臺車料層透氣性均有較大的影響，為此燒結工長、段長必須充分了解水分在燒結過程中的作用，并高度重視混合料的水分含量是否合適。燒結料層中水分的主要作用分別是:制粒作用、助燃作用、潤滑作用、導熱作用。混合料加水還要考慮季節(jié)因素和堿度金屬，冬季水分蒸發(fā)較少，低堿度時水量消耗較少，水分可控制在下限，而夏季水分蒸發(fā)快，高堿度時水分消耗也較快，水分應控制在上限?；旌狭纤趾康牟▌?，意味著后續(xù)料層透氣性、煙道負壓、廢氣溫度、終點位置的變化，當燒結主控發(fā)現(xiàn)水量波動時，為防止燒結生產(chǎn)出現(xiàn)波動，要提前采取相應的應對操作措施。不同的鐵料結構其混合料適宜的水分含量也不同，具體的水分范圍需要根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。其次是對加水方式、加水點、加水角度、加水溫度的控制，加水方式一般是沿一混長度方向上均勻加水，其加水量占總水量的80%～90%，二混采用分段加水，加水量占總水量的10%～20%，加水方式需要按照“滴水成球”、“霧水長大”、“無水緊密”的原則布置加水點，達到提高制粒效果、加速料球長大并提高料球強度的目的。加水點的布置方式因不同企業(yè)對含鐵料預處理方式不同而不同，需要根據(jù)各企業(yè)的特點和方式進行靈活調(diào)整，此處不再過多敘述。加水點噴頭的角度需要根據(jù)物料流量、混料機和制粒機的旋轉方向及旋轉速度的不同進行不同的調(diào)整，同樣需要現(xiàn)場檢測確認。對于水溫的要求無論南方鋼企還是北方鋼企，其溫度越高越好，不僅有利于生石灰的消化反應，也有利于提高混合料溫度?；旌狭霞铀绞郊霸?、目的見燒結工藝改造圖。混料制粒時間：混合料在混料制粒過程中隨著混料機的回旋而不斷地運動，物料在混合機里受到摩擦力、重力等作用，混合料在滾筒內(nèi)沿著滾筒內(nèi)壁被帶到一定高度，形成翻動和滾筒狀態(tài)，因而被混合混勻。由于混合機的旋轉，使得初步形成的團粒物料在機械力的作用下，團粒不斷地滾動、擠壓，物料顆粒和顆粒之間的接觸越來越緊密，顆粒之間的空氣被擠出，空隙變小。在毛細力的作用下，水分充填所有空隙，料球顆粒也就變得比較結實，也是料球顆粒在混料機、制粒機內(nèi)繼續(xù)滾動逐步長成具有一定強度和一定粒度組成的混合料，也是在制粒機內(nèi)“霧水長大”后“無水緊密”的過程。為保證混合料能夠進行充分的濕潤、混勻和料球粒度及強度，混合料在混料機及制粒機內(nèi)需要有足夠的混勻制粒時間，一般情況下混勻制粒時間應保持6～8分鐘,混合機和制粒機轉速控制在6.0～6.5r/min，并且二混制粒機轉速要大于一混混合機轉速。混料制粒溫度：防止燒結料層過濕，混合料料溫水平和穩(wěn)定性對產(chǎn)、質量和成本有較大影響，隨著混合料溫度的升高，燒結礦的配碳量呈現(xiàn)降低的趨勢，并在混合料溫度達到55℃后達到較低值。一是隨著混合料溫度的升高，臺車過濕層的厚度減少，有利于提高燒結料層溫度和熱量的傳遞，達到降低配碳量的目的。二是隨著混合料溫度的升高，返礦率逐漸降低，過濕層減少以后，提高了成礦率。三隨著混合料溫度提升臺車料層透氣性增加，煙道負壓下降，燒結垂直燃燒速度逐漸升高，產(chǎn)量也隨之增加。四是提高混合料溫度后，減少了過濕層厚度，有利于風量的提高和溫度的熱量傳遞增加料層預熱時間，有利于鐵酸鈣液相量的生成發(fā)育，從而提高燒結礦轉鼓強度。五是提高混合料溫度有利于增加混合料的熱量平衡，降低噸礦燒結配碳量。但是混合料料溫不易過高，控制在60～70℃之間，防止混合料顆粒膨化碎裂反而影響料層透氣性。提高料溫的方式，除在混料系統(tǒng)使用蒸汽及熱水外，在圓輥布料機上部，小礦槽底部還應增加蒸汽噴射管，用以提高混合料溫度，具體方式見燒結工藝改造圖。混合料流量：混合料流量的穩(wěn)定性不僅是燒結礦成分穩(wěn)定的基礎，還是臺車料層透氣性的基礎，混合料流量的波動會導致燃料、溶劑量配比出現(xiàn)變化，不僅會造成燒結礦成分和質量的變化，還會造成混合料水分及小礦槽料位的變化，對布料偏析、臺車料層透氣性都有不同的影響。尤其是燃料分加的企業(yè)，混合料流量的波動對燒結礦質量的影響更為嚴重，所以說在燒結操作過程中，主控工長及段長應注意混合料流量的穩(wěn)定，國內(nèi)一些企業(yè)更是把穩(wěn)定混合料流量作為硬性規(guī)定，要求燒結系統(tǒng)無條件執(zhí)行。固定碳含量：固定碳含量的穩(wěn)定性是燒結礦質量的保證，對燒結礦質量極為關鍵，不僅影響燒結礦轉鼓強度、還原性能，還對燒結礦的實際燃耗和燃燒比有較大的影響。在混合料流量不變時，固定碳的變化對燒結礦燃燒帶溫度、高溫保持時間、液相生成量、液相流動性、燒結氣氛都有較大的影響，日常操作過程中，燒結工長和段長應勤關注進廠燃料固定碳的變化和調(diào)整。其次是燒結焦粉和無煙煤調(diào)整配比時及配加高碳除塵灰時，需要注意整體固定碳的平衡對燒結礦質量的影響。為確保燒結礦產(chǎn)量和質量的穩(wěn)定性，在燒結生產(chǎn)過程中固定碳含量也要作為硬性規(guī)定，要求燒結系統(tǒng)無條件執(zhí)行。返礦平衡：所謂返礦平衡是指燒結礦生產(chǎn)中，篩分所得的返礦與配入到燒結混合料中的返礦比例為1.0，正常波動范圍最好控制在0.05范圍之內(nèi)。返礦不僅可以改善燒結料層透氣性，同時由于其熔點較低的原因，燒結過程中有助于燒結過程中液相量的生成。返礦量是由原料特性、質量要求、裝配水平、工藝操作水平?jīng)Q定的，返礦的質量和數(shù)量直接影響燒結礦的產(chǎn)量和質量，應當嚴格加以控制。正常的燒結生產(chǎn)是在返礦平衡的條件下進行的，返礦量的波動會影響混合料流量的穩(wěn)定性和燃料配比的穩(wěn)定性。為確保返礦量率的穩(wěn)定，可以通過調(diào)整料層高度或燃料用量、點火制度的方式進行調(diào)節(jié)，返礦波動區(qū)間代表工藝操作的穩(wěn)定性，在燒結環(huán)保限產(chǎn)，高爐配加大量落地燒結礦時，為確保整體燒結礦質量和產(chǎn)量的平衡穩(wěn)定，對富余的高爐返礦燒結主控應慎重使用。小礦槽料位：混合料緩沖料槽也叫小礦槽，其作用是用以平衡、緩沖混合料的流量、料位高度、物料分布狀態(tài)、混合料水分、粒度組成及各組分物料堆密度差異對布料的影響。為確?；旌狭喜剂系木鶆蚝侠硇?，在生產(chǎn)過程中燒結主控需要嚴格控制小礦槽1/2～2/3的料位高度，用以穩(wěn)定混合料出口的壓力變化，避免臺車布料量波動，從而影響布料的不均勻性，小礦槽料位是穩(wěn)定燒結機工藝參數(shù)的保障。小礦槽料面的平整程度及形狀，對縱向料面布料的不均勻性及臺車寬度方向布料不均勻性影響較大，混合料倉內(nèi)的料面控制兩側高中間低，讓大顆粒混合料往料倉中間集中，有助于在燒結機臺車布料的寬度方向上粒級偏析程度趨于合理，有助于均勻均質燒結。其料位高度的波動也會因混合料的粒度、堆密度的差異及高溫蒸汽對水分的影響，產(chǎn)生粒度和成分的偏析，造成燒結礦料層上、中、下各層成分、質量、溫度分布、液相生成量、燒結氣氛、燒結礦相結構組成的不均勻。為此在生產(chǎn)過程中燒結主控工長，必須無條件保持小礦槽料位的穩(wěn)定性，嚴禁小礦槽料位的大幅度波動，為確保布料的穩(wěn)定性及燒結礦質量、成分的穩(wěn)定性，建議作為硬性規(guī)定并嚴格執(zhí)行。布料偏析：在燒結生產(chǎn)過程中，布料偏析是始終存在的現(xiàn)象，布料偏析對燒結礦質量的影響確實較大，在厚料層“自動蓄熱”能力的加持下，布料偏析對燒結礦上、中、下各層質量的影響更為明顯，為此如何治理布料偏析便成為各企業(yè)技術攻關的重點項目。為避免燒結上中線三層布料偏析，很多企業(yè)通過對小礦槽料位、活頁門、給礦機、九輥布料器設備進行適當?shù)恼{(diào)整，使之符合燒結生產(chǎn)合理偏析布料的要求。其原理是顆粒在斜面滾動時，大顆粒物料受到的阻力小，移動速度快，通過對布料設備角度、速度、縫隙的調(diào)整，達到沿料層高度粒度自上而下逐漸變粗，碳含量的分布自上而下逐漸減少的目的。最終使燒結礦上、中、下各層質量、溫度分布、液相生成量、燒結氣氛、燒結礦相結構組成穩(wěn)定均勻，從而滿足高爐所需求的質量要求。具體改造方式見燒結工藝改造圖。燃料粒度：燃料粒度不僅影響燃燒速度、高溫區(qū)的溫度水平和速度，還對料層的氣氛性質、透氣性、燒結均勻性有較大的影響，從而對燒結礦的產(chǎn)量和質量產(chǎn)生較大的影響。當前很多企業(yè)為降低固體燃料消耗和成本，燃料結構普遍采用“焦粉＋燒結煤粉”的模式。燃料粒度對燒結礦產(chǎn)質量的影響尤為明顯，當燃料粒度過大時，燒結過程中使燃燒帶變寬，從而使燒結料層透氣性惡化。在燃料配加量一定時，粒度越大其在燒結料層中的分布也愈不均勻，使得在大顆粒燃燒的周圍物料熔化厲害，離燃料顆粒遠的地方的物料不能很好地燒結。粗顆粒燃料周圍還原性氣氛較強，而沒有燃料的地方，空氣得不到利用。同時因燒結料中大顆粒燃料的存在，使得在燒結布料時易產(chǎn)生布料偏析，使大顆粒燃料過多地集中在料層下部，加上燒結料層下部的蓄熱作用，使燒結料層上下溫度相差很大，造成上部燒結礦強度差，下部過熔亞鐵含量偏高，因此固體燃料粒度過大不利于燒結和燒結礦質量的提高，實際生產(chǎn)應嚴格控制燃料粒度上限。當燃料粒度過小時燒結過程中燃料燃燒快，燒結速度也快，燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量難以使燒結料層達到所需要的足夠高的溫度，生成的液相數(shù)量減少，從而使燒結礦強度降低。過小的燃料顆粒（＜0.5mm），使燒結料層的透氣性變化，并有可能被抽風帶走增加燃料損失，由此可見無論燃料粒度過大或過小，對燒結過程及燒結質量的提高都是不利的。燃料粒度：焦粉粒度：0～3mm≥75%、3～5mm≤20%、5～8mm占比＜3%。 煤粉粒度：0～3mm≥65%、3～5mm≤30%、5～8mm占比＜5%。為此生產(chǎn)過程中，燒結系統(tǒng)要重點關注燃料粒度的變化，防止因燃料粒度變化造成不良影響。此外燃料粒度的控制范圍，還應根據(jù)鐵料結構及混合料粒級組成進行靈活調(diào)整，以確保燒結礦質量的最佳范圍。熔劑粒度：石灰石和白云石粉的粒度小于3mm占比應＞80%，以保證在燒結過程中能夠充分地分解和礦化。當粒度過粗時會出現(xiàn)兩種現(xiàn)象的發(fā)生，一是礦化不完全，在燒結礦中殘存的游離鈣“CaO”白點，在儲存過程中吸水消化產(chǎn)生Ca（OH）2，造成體積膨脹，引起燒結礦粉化。二是因容積分解消耗的熱量較高，造成燒結礦局部溫度較低，液相生成量少或晶格發(fā)育不完整，容易形成骸晶狀晶體結構，其次是生成2CaO·SiO2，隨著2CaO·SiO2的增加，燒結礦內(nèi)引起很大的內(nèi)應力導致燒結礦在冷卻過程中自行粉化。另外石灰石粉和白云石粉都屬于吸熱溶劑，考慮到燒結過程中的熱量平衡問題，隨著上述兩種溶劑配比的變化，相應的燃料配比也得做出變化，以確保因局部熱量不足造成燒結礦質量下降。料層厚度：臺車料層的厚度不僅直接影響燒結礦的風量、負壓、產(chǎn)量、質量，同時受“自動蓄熱”能力的影響，對固體燃料消耗的影響也很大。生產(chǎn)過程中料層薄，機速快，生產(chǎn)率高，但是薄料層操作時表層強度差的燒結礦數(shù)量占比相對增加，使燒結礦的平均強度下降，返礦率增加，成品率下降，同時還會受“自動蓄熱”能力的影響，固體燃料消耗也會增加，燒結氣氛也會發(fā)生變化，隨還原性氣氛的增加，燒結礦的還原性勢必下降。在生產(chǎn)過程中在透氣性適中、燒好、燒透的前提下，為降低固體燃料消耗、提高燒結礦平均質量及較好的還原性，應盡量采用厚料層操作。提高燒結料層的具體對策，在燒結工藝改造圖中有詳細的講解及改造內(nèi)容，此處不再過多講述。料層透氣性：燒結料層透氣性是指料層允許氣體通過的難易程度，也是衡量混合料孔隙率的標志。其實臺車料層透氣性分為原始料層透氣性和點火后燒結礦過程中料層透氣性，在加水、制粒、布料偏析、松料設備、壓料設備不做調(diào)整的條件下，燒結料層的原始透氣性變化不大。點火后燒結料層的透氣性受煙道負壓的影響料層被壓緊密實，同時因燒結溫度升高產(chǎn)生軟化、熔融、固結、過濕層厚度、燃燒帶寬度對透氣性的變化影響較大。為此日常生產(chǎn)過程中應從加水點、加水方式、加水角度、制粒時間、布料操作、松料設備、壓料板傾斜角度、壓料輥使用方式、鐵料結構配比、粒度組成等方面進行平衡調(diào)整。燒結主控操作應針對不同鐵料結構配比、鐵料特性對燒結礦質量、產(chǎn)量、成本的影響和不同時期高爐生產(chǎn)的需求，分別控制不同范圍的料層透氣性。料層密實度：臺車料層密實度和料層透氣性有直接的聯(lián)系，影響料層密實度的因素有混合料結構組成、混合料流量的穩(wěn)定性、小礦槽料位高度、活頁門瞬間開度、松料器設備形式、壓料板的傾斜角度及壓料輥的高度控制、點火初期風門的開度控制等。料層密實度對臺車料層的透氣性的影響較為直接，在日常生產(chǎn)過程中，混合料結構組成、松料器設備形式屬于非操作因素，因此其對透氣性的影響不是通過操作手段能夠輕易改善的。然而混合料流量的穩(wěn)定性、小礦槽料位高度、活頁門瞬間開度、壓料板傾斜角度及壓料輥的高度控制、點火初期風門的開度屬于日常操作的可控因素，為此燒結主控操作應注意對可操作因素的調(diào)整與控制，防止因料層密實度的波動料層透氣性、臺車垂直燃燒速度、各風箱廢氣溫度出現(xiàn)異常波動從而引起燒結礦質量的波動。其中混合料流量的穩(wěn)定性和小礦槽料位高度是相互影響的，混合料流量不穩(wěn)定，小礦槽料位高度勢必出現(xiàn)波動，從而導致混合料出口的壓力變化造成混合料密實度的變化?；铐撻T瞬間開度勢必造成混合料布料的瞬間波動，在壓料板和壓料輥高度不變的前提下，同樣會造成料層密實度的短暫的波動，其影響是不僅后續(xù)風箱廢氣溫度出現(xiàn)“V”字形的劇烈波動，還會因燒結溫度的劇烈波動，液相結晶速度異常，造成燒結礦質量的波動。對活頁門和刮料板傾斜角度的改造，在燒結工藝改造圖中有詳細的講解及改造內(nèi)容，此處不再過多講述。自動蓄熱：燒結料層自動蓄熱能力大小和料層厚度成正比，燒結料層點火以后其上部的燒結礦層從某種意義上講類似于加熱空氣的蓄熱器。對燒結礦帶來講相當于高爐的熱風爐，其主要作用是被抽入的冷空氣進入料層被迅速加熱以后，進入燒結燃燒帶并提高燃燒帶的物理溫度，環(huán)冷機末端高溫氣體的循環(huán)使用同樣類似于高爐熱風爐前端的預熱爐（該工藝裝備在首鋼高爐比較常見），其目的都是為提高冷風的溫度，達到降低固體燃料消耗的目的。自動蓄熱的作用是燒結料層中各層的最高溫度逐步上升，為此采用厚料層燒結，不僅可以達到降低固體燃料消耗，還能起到延長燒結高溫時間、提高燒結礦強度的目的。在生產(chǎn)過程中在透氣性適中、燒好、燒透的前提下，為降低固體燃料消耗、提高燒結礦平均質量及較好的還原性，應盡量采用厚料層操作，以提高燒結料層的自動蓄熱能力。點火負壓：對于點火初期機頭風箱負壓的控制區(qū)間范圍各企業(yè)有所不同，大量的生產(chǎn)實踐證明，低負壓點火無論是對后續(xù)過程中料層負壓的下降，還是對噸礦電耗、垂直燃燒速度、燒結礦產(chǎn)量、還原度都是非常有利的。其原因一是點火過程中抽風負壓小，減少了上部料層對下部料層的擠壓，使得料層相對松散、料層密實度相對較小、料層透氣性較好，有利于提高垂直燃燒速度和燒結礦的產(chǎn)、質量。二是改善了燒結料層透氣性，使得熱量的傳遞更為迅速，燒結過程中各種化學反應產(chǎn)生的熱量更容易通過料層。三是由于透氣性好，化學反應較為穩(wěn)定，除表層燒結礦外，其余生成的燒結礦結晶相對完全，燒結礦平均強度增加，產(chǎn)量也隨之增加。四是由于料層透氣性好轉、整體煙道負壓下降，主抽風機負荷降低，噸礦耗電量下降。對點火負壓的控制應當采用梯度控制方式，1#～3#風箱負壓分別按照主抽負壓的40%、50%、60%控制，這樣可以使料層不至于過于松散，造成表層強度較差燒結礦的厚度過大。 微負壓點火即可改善臺車兩側邊部點火效果，又可延長臺車表面高溫保持時間，氣體燃料燃燒所產(chǎn)生可燃物在料層表面燃燒降低煤氣消化，同時在點火爐下微負壓點火使火焰不被拉長造成煙氣中氮化物的升高。點火操作：點火操作不僅是混合料燒結過程的開始，也是燒結的最后一道工序，更是最為關鍵的一道工序，點火質量的好壞直接影響燒結過程的正常進行和燒結礦質量。為使燒結點火達到最佳狀態(tài)，整個臺車點火面積溫度分布均勻，點火高溫燃燒產(chǎn)物順利進入料層，沒有反射外撲的現(xiàn)象，臺車料面離開點火器后，赤紅的表面很快消退，表面極不過熔結殼，也不欠熔出現(xiàn)“花臉”，料層表面呈青色或黑色。為使燒結料層獲得足夠的熱量，生產(chǎn)過程中燒結主控首先應掌控好點火溫度、點火時間和點火負壓，為進一步規(guī)范點火操作，燒結點火操作分為預點火、點火和保溫點火，其次是為延長臺車欄板使用壽命和邊緣礦的質量，邊緣點火溫度和中心點火的煤氣閥門開度也有所不同。三段點火溫度也根據(jù)鐵料結構的不同進行適當調(diào)整，尤其是褐鐵礦配比偏高時，預點火的溫度不宜過高，避免因點火溫度過高，結晶水含量高的褐鐵礦大量爆裂，對原本質量就不好的表層燒結礦質量更差，同時為確保燒結礦質量還應適當延長燒結點火時間及高溫保持時間。赤鐵礦或磁鐵礦配比偏高時，三段點火溫度的控制范圍與褐鐵礦又有所不同，主控操作應根據(jù)不同的情況進行適當?shù)恼{(diào)整。點火時間一般為60～90秒，具體點火時間應根據(jù)垂直燃燒速度和終點位置進行靈活調(diào)整，點好火是確保燒結產(chǎn)、質量的一項關鍵操作。主抽風量：燒結過程之所以能夠順利進行，主要是氣流（風量）在料層中自上而下運動的結果（這一點和高爐類似，只是方向不同），沒有氣流（風量）運動，也就沒有氧量傳輸，燒結過程就會終止。生產(chǎn)過程中燒結礦的產(chǎn)量與風量成正比，燒結產(chǎn)量的高低取決于風速，而風速的大小在主抽風機一定的前提下取決于通過燒結料層的風量，通過燒結料層的風量越大，產(chǎn)量就越高。為提高燒結的有效抽風量（刨除漏風點進入的風量），燒結管理及操作人員均應采取強化混勻制粒、合理控制水分、提高料球強度、提高混合料溫等系列措施，為改善料層透氣性、提高有效風量創(chuàng)造條件。煙道負壓：對于煙道負壓的控制范圍，各企業(yè)的觀點也不盡相同，影響煙道負壓的因素較多，個人認為在厚料層的條件下，采取大風量低負壓的操作方式是較為常見的操作方式。但由于鐵料結構因素的影響，在采用高比例褐鐵礦和低比例褐鐵礦時，對煙道負壓的控制也存在很大的區(qū)別，然而大風量高負壓的操作方式雖然可以應對高比例褐鐵礦，不僅對燒結礦的還原性不利，對風機轉子的磨損、噸礦電量消耗及系統(tǒng)漏風的影響程度都比較大。煙道負壓過高，意味著料層透氣性差、垂直燒結速度慢、生產(chǎn)率低、機尾有生料、返礦量大而且返礦質量差。煙道負壓過低，料層透氣性過剩、垂直燃燒速度快、高溫保持時間短、熱量損耗較大成品率低、返礦量大，燒結礦轉鼓質量變差。 從另一角度來講，煙道負壓的波動意味著料層透氣性的變差，如不對燒結機速、風機頻率、料層厚度進行調(diào)整，終點位置也是隨之波動，各企業(yè)在生產(chǎn)過程中對負壓的控制方式不同，個人觀點是通過調(diào)整風機頻率的方式調(diào)整負壓，盡量保持料面高度不動，避免引起“自動蓄熱”能力及下層燒結礦質量連鎖反應。抑或是通過調(diào)整一二混水量的加水方式、平料板水平高度，來調(diào)整煙道負壓，確保燒結終點位置不變。燃燒比：燒結燃燒比是衡量燒結過程中炭的化學能的利用程度，表明還原性氣氛和氧化性氣氛強弱程度，其公式為ηCO=CO/(CO+CO2)。燃燒比計算公式類似于高爐煤氣利用率的計算公式，高爐煤氣利用率是指煤氣的碳素利用率，是衡量煉鐵過程中高爐煤氣固相還原反應中一氧化碳轉化為二氧化碳的程度的指標，從而表明高爐內(nèi)碳氧化的程度和間接還原發(fā)展的程度，其公式為ηCO=CO2/(CO+CO2)。燃燒比越大碳素利用率越差，還原性氣氛較強，F(xiàn)eO含量升高、鐵橄欖石液相占比升高，鐵酸一鈣粘結相占比下降，燒結礦的轉鼓強度雖高、但還原性變差。反之燃燒比越低碳素利用率越好，氧化性氣氛較強，F(xiàn)eO含量下降，鐵橄欖石粘結相占比下降，鐵酸一鈣粘結相占比升高，燒結礦不僅轉鼓強度升高，還原性也升高。 燃料粒度變細＜3mm占比＞80%以后，燃燒比升高（CO2+C = 2CO）；混合料中燃料含量增加，燃燒比升高 （CO2+C = 2CO）；燒結負壓升高，燃燒比升高（燃燒產(chǎn)生的CO來不及燃燒）；料層高度提高，燃燒比增大（燒結時間延長和燒結溫度提高）；返礦量減少，燃燒比升高（燃料分布密度增大，燒結時間延長和燒結溫度提高）。終點位置：生產(chǎn)過程中準確控制終點風箱位置，即是充分利用燒結機的有效面積，防止機上冷卻現(xiàn)象的出現(xiàn)，也是確保優(yōu)質高產(chǎn)和發(fā)電效率的重要條件。終點位置前移意味著燒結面積下降，有效面積未得到充分利用，同時造成后部燒結料層透氣性過好，大幅度的風量從燒結后部通過，打破整體的料面抽風制度，致使燒結礦產(chǎn)量下降。在混合料透氣性變化不太明顯時，應以穩(wěn)定料層厚度，加快機速來控制終點位置。終點位置滯后勢必造成機尾生料增多，返礦量增加，成品率下降，同時沒有完全燃燒的燃料在進入環(huán)冷或帶冷機后還會繼續(xù)燃燒，造成設備損壞。此時應當減慢機速，若透氣性變化很大時，單靠調(diào)節(jié)機速不僅難以控制終點，還會影響正常點火，此時調(diào)整料層厚度，同時注意機速的適應性。從燒結機尾來看，終點位置前移，黑色礦層變厚、紅色礦層變薄。終點位置滯后，不僅黑色礦層變薄、紅色礦層變厚，而且紅層下緣還會出現(xiàn)火苗，并夾雜有未燒透的生料。對于終點位置的精準調(diào)節(jié)，有一個說法就是“穩(wěn)定料層厚度，匹配水和碳、提前干預BRP點，控制BTP點”，就是對終點風箱位置的合理把控，讓燒結機有效的抽風面積等到充分利用，平衡好大煙道溫度、環(huán)冷機(帶冷機)高溫段一段溫度和終點廢氣溫度。另外也可以把過濕帶消失的風箱做為參考風箱，根據(jù)參考風箱溫度的變化，提前判斷終點風箱的位置是否合理，提前控制機速、主抽風機風量和是否對料層進行壓料處理。為確保燒結機的利用系數(shù)和質量，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)終點位置變化時，應及時進行調(diào)節(jié)使其盡快恢復正常，精準控制終點位置。廢氣溫度：在生產(chǎn)過程中廢氣溫度的變化與漏風率、燒結料溫度、總管負壓、燒結機速、料層厚度、固體燃料配比、固定碳含量、燒結粒度組成及燒結“自動蓄熱”作用有關。隨著燒結過程的進行，由于料層阻力的變化，煙道負壓、廢氣溫度及廢氣流量不斷變化，燒結過程開始時，廢氣溫度不同于煙道負壓和廢氣流量的趨勢變化，前期廢氣溫度較為平穩(wěn)波動區(qū)間也不大，隨著燒結進程的進行，在過濕帶消失時廢氣溫度陡然升高，在其他條件不變的情況下，廢氣溫度陡然升高的位置變化也可視為混合料水分的波動，此時應提前調(diào)整機速，確保精準的終點位置。一般總管廢氣溫度控制在110～150℃，廢氣溫度過低結露煙氣中的SO2和水結合容易形成亞硫酸根，對除塵設備和風機殼體造成腐蝕，降低設備使用壽命。溫度過高不僅造成燒結熱量損耗和燃料消耗升高，還會因高溫維持時間短或高溫區(qū)間不足造成燒結礦質量下降。另一方面廢氣溫度升高，意味著料層透氣性過好，細小顆粒會被強大的氣流帶走，對煙道耐材及風機轉子的沖刷也會隨之增加。液相流動性：目前很多企業(yè)試驗設備配置較為齊全，對港口含鐵原料的基礎特性檢測也較多，即便同一品種的含鐵原料，其液相流動性指數(shù)的波動也不相同，但大體在其范圍之內(nèi)。含鐵原料和燒結礦的液相流動性，在生產(chǎn)過程中從燒結礦的氣孔形狀、顏色、黏結程度、固結強度，也能看出其大體規(guī)律。燒結礦氣孔較大、表面熔融光滑，顏色呈金屬灰色，液相黏度小流動相比較好。松散狀結構說明不僅說明液相數(shù)量不足，其液相黏度較大、流動性也差，無法有效將未熔的礦物顆粒固結在一起黏結成塊，燒結礦顆?？p隙較為明顯， 外觀的顆粒僅僅是點接觸黏結。微孔海綿狀結構，顏色呈深度金屬灰色，不僅說明液相量合適，液相量黏度較大，流動性尚可，礦物顆粒溶蝕包裹較好。石頭狀結構燒結礦氣孔顏色呈灰白色說明鐵料過熔、液相量較大、流動性一般。冷卻制度：燒結礦冷卻的目的是便于整粒，以改善高爐料柱的透氣性，在燒結冷卻過程中冷卻制度的制定與執(zhí)行，不僅對燒結礦的轉鼓強度和低溫還原粉化指標影響較大，還會影響預熱發(fā)電量和運轉設備的使用壽命。冷卻制度的核心在于對冷卻速度的控制，在燒結礦料層中不同部位的冷卻速度差別很大。當冷卻速度過快時，結晶能力差的礦物質來不及結晶就形成容易碎裂的非晶質玻璃相，這也是表層燒結礦質量較差的原因。在巴西赤鐵礦和磁鐵精粉配比偏高，液相生成溫度較高及熔融溫度區(qū)間較窄時，冷卻過快時因結晶發(fā)育不完全，極易生成骸晶狀晶體，造成燒結礦固結強度下降。再有就是燒結礦各種礦物結晶體的膨脹系數(shù)不同，產(chǎn)生的熱內(nèi)應力也不同，當冷卻速度過快時受內(nèi)應力的影響尤其是燒結礦表面與中心的溫差應力，燒結礦很容易形成細微裂紋，導致燒結礦轉鼓強度下降。1280～1100℃ 降溫階段是鐵酸鈣的主要形成階段尤其是針狀鐵酸鈣，當冷卻速度過快時非常不利于鐵酸鈣的形成，當溫度降至675℃時β-2CaO·SiO2轉變成γ-2CaO·SiO2，體積膨脹10-20%，造成燒結礦出現(xiàn)裂紋，強度隨之下降。當環(huán)冷機冷卻速度過慢時不僅造成燒結機產(chǎn)量下降，還會造成燒結礦溫度偏高影響轉運設備的使用壽命，嚴重時會導致膠帶機失火燃燒。為此生產(chǎn)過程中燒結主控應根據(jù)料層厚度、粒度大小、冷卻風量等情況，調(diào)整環(huán)冷機機速或料層厚度，使冷卻效果達到最佳值，尤其是延長1280～1100℃ 降溫冷凝時間。燒結礦外觀結構：在生產(chǎn)過程中從燒結礦成品皮帶上根據(jù)燒結礦孔隙的大小、孔壁的厚薄通過肉眼來判斷配碳量的大小。成品燒結礦常見的外觀結構有四種：分別是石頭狀結構：出現(xiàn)這種狀態(tài)意味著配碳量更高、氣孔很小，顏色呈灰白色。大氣孔薄壁狀結構：這種狀態(tài)意味著配碳量較高、液相量大、液相黏度小、液相流動性好，氣孔比較粗，有熔融的光滑表面，但是轉鼓強度較低。微孔海綿狀結構：這種結構意味著配碳量合適，液相量適中在30%左右，液相黏度較大、轉鼓強度高、還原性好。松散狀結構：燃料用量較低，液相生成數(shù)量少，礦物顆粒僅僅是點接觸黏結，原生顆粒清晰可見，轉鼓強度較低。
參考文獻
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