汉钢烧结料场提升中和混匀效果生产实践

王轶韬，王建鹏，邓 波，包 路，王国龙

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司，陕西 勉县 724200）

陕钢集团汉中钢铁有限责任公司（全文简称汉钢）位于秦岭以南的陕西汉中勉县，烧结用含铁原料多以进口矿粉为主。受地理位置影响，汉钢烧结的原料稳定性相对较差，出现含铁料配比不能长期稳定、每月变更配料配比2～4次、含铁料成分波动较大等情况，不利于烧结矿指标的稳定。原料是烧结生产的基础，为保证烧结过程顺利进行，获得优质高产的烧结矿，必须精心备料，使烧结用料供应充足，成分稳定，粒度适宜，为高炉的稳定顺行创造条件[1]。为此，汉钢烧结开展提升含铁料中和混匀的技术研究，通过运用鳞形堆料及阶梯式取料、建立“BLOCK”单元堆料机制、使用“起终点渐变”堆料工艺、循环物料分类配加、料头料尾有效处置、建立混匀矿全成分评价体系等方式，有效提高了含铁料混匀效果，为超厚料层均质烧结的实施创造了良好的原料条件。

1 提升含铁料中和混匀效果技术措施

1.1 运用鳞形堆料及阶梯式取料方式

1）一次料场进口粉矿使用鳞形堆料。将一次料场进口粉矿堆料作业由人字形调整为鳞形堆料，降低进口粉矿粒度的偏析、成分的波动。取料作业实行行走和悬臂旋转、俯仰动作相互结合，料垛自上而下进行阶梯式取料，提升原料初混效果。

2）一次料场阶梯式取料。一次料场堆取料机取料实行行走和悬臂旋转、俯仰动作相互结合，料垛从上而下进行阶梯式取料，取料时采用分3～4层循环取料，每个取料断面不得超过6 m，减少水平偏差。

1.2 建立“BLOCK”单元堆料机制

汉钢烧结含铁料混匀过程中存在短板，混匀矿实际成分与预期目标成分存在偏差，烧结矿w（TFe）±0.2%、w（SiO2）±0.1%控制准确率仅为50%，影响烧结矿各项成分指标、物理性能及冶金性能的稳定性。

为降低烧结矿实际成分与目标成分的偏差，汉钢烧结实施“BLOCK”单元堆料技术，将混匀矿造堆分为5～6个单元，在堆前一个单元时，对使用原料取样化验，综合分析得出堆料混匀矿与目标混匀矿的成分差异，并在后续单元堆料过程中，通过堆料配比的调整，促使混匀矿成分不断向目标成分靠拢，降低成分偏差。

1.3 使用“起终点渐变”堆料工艺

混匀矿堆料时，向混匀垛两侧自然滑落，从混匀矿堆料产生的整体形状可以看为：1个断面为三角形的三角柱体，2个“半圆锥体”。半圆锥体的产生主要是堆料机行走至混匀垛两端时，混匀矿自然滑落产生，混匀垛垛头垛尾矿粉粒度自然偏析导致垛头垛尾粒度、成分存在偏析，影响混匀矿和烧结矿成分的稳定。

根据堆料过程中堆料流量、堆料机行走速度、混匀矿安息角、混匀矿堆比重四个参数，汉钢烧结研究“起终点渐变”堆料工艺（见图1），随着堆料层数的增加，变起点、变终点向内收缩的距离从大变小，实现混匀矿堆料起点、终点自动化化调整，减少混匀矿在端部的偏析，从而提升混匀矿质量，避免垛头尾粒度偏析。

图1“起终点渐变”堆料工艺示意图

1.4 循环物料分类配加

根据循环物料成分的差异性，将重力除尘灰与布袋除尘灰分类堆放，并根据重力除尘灰与氧化铁皮的回收储备情况分期配加，确保不同配比料垛之间含铁料原始FeO含量的稳定性，避免大幅度调整原燃料配比，为烧结矿指标窄区间控制创造条件。

1.5 料头料尾有效处置

提高含铁料中和混匀效果的措施还有除去料垛料头、料尾的影响[2]。汉钢烧结含铁料每月变更含铁料配比2～4次，形成料垛料头、料尾数量较多，成分差异较大，每次变垛期间烧结矿成分有所波动。

为此汉钢烧结对料垛料头、料尾的处置多次攻关，形成了目前的处置方案如下。

1）留料尾形成固定“挡墙”，后续堆料在“挡墙”内进行，减少料尾。缺点是随着堆料次数增加，“挡墙”长度加大数量增多，影响堆料场地。

2）取料过程中预留料头、料尾，当两垛料配比成分差异接近时，用铲车将料头、料尾原地推平留底，参与下次堆料。

3）取料过程中预留料头、料尾，当两垛料配比成分差异较大时，将料头、料尾用车辆转运至固定仓，在下垛料起垛时小比例配加。

4）采用“起终点渐变”堆料工艺，减少垛头、垛尾粒度偏析。

1.6 建立混匀矿全成分评价体系

为降低混匀矿成分的对烧结过程的影响，汉钢烧结在前期混匀矿质量评价方式的基础上，将FeO、CaO、MgO、Al2O3、S、TiO2等6种元素纳入评价标准，形成混匀矿质量全成分评价体系，降低烧结矿实际成分与目标成分的偏差（见表1），为提升混匀质量提供理论指导，确保了铁前工艺质量的稳定。

表1 混匀矿全成分评价 %

2 采取措施后的效果

1）充分发挥一次料场混匀作用，堆新吃旧，进口矿粉进入一次料场混匀率由81%提升至92%。

2）实施鳞形堆料及阶梯式取料，混匀矿w（SiO2）偏差从0.14%降低至了0.10%。

3）堆料作业率提升至95%以上，堆料层数稳定实现500层以上，送烧混匀矿稳定率（w（TFe）±0.5%、w（SiO2）±0.1%、w（FeO）±0.10%）稳定达到90%以上。

4）含铁料中和混匀效果提高，为烧结矿指标稳定做出了原料保障，烧结矿R±0.05稳定率、烧结矿w（FeO）±0.5%稳定率均能实现≥80%，烧结矿指标窄区间控制成效显著。

3 结语

含铁料中和混匀是根据高炉和烧结生产要求，充分考虑料场储存原料品种和数量差异，将各类含铁料按设定配比配料的重要工艺，混匀矿质量稳定性对烧结产质量和能耗指标影响很大。高炉炼铁以精料为基础，铁前工作者应将管控关口前移，在含铁料中和混匀工艺下功夫，有利于烧结矿产质量的稳定及高炉的稳定顺行。