摘  要  本文介绍了马钢三铁380m2烧结机烧结矿品质综合提升的研究，阐述了自2010年实施900 mm超厚料层生产以来，实行 “小风量、低负压”的生产模式，并围绕厚料层烧结改善透气性问题进行了一系列超厚料层均质烧结技术的开发与应用，在产质量指标上了一个台阶。

关键词  烧结机  提质  稳定 

1  引言

烧结矿作为高炉的主要含铁原料，其品质包括强度、粒度、品位等宏观物理化学性能以及在高炉冶炼过程中所表现的高温物理化学性能即烧结矿的冶金性能。高炉炼铁生产实践表明，烧结矿品质对于高炉冶炼过程的效率及效益有着举足轻重的影响。随着我厂高炉的稳定顺行，对烧结矿的品质要求也越来越高，如何满足高炉的需求，则是烧结生产必须解决的难题。

马钢三铁两台380m2烧结机自2010年实施900 mm超厚料层生产以来，实行 “大风量、搞负压”的生产模式，并围绕厚料层烧结改善透气性问题进行了一系列超厚料层均质烧结技术的开发与应用，在产质量指标上了一个台阶。但在烧结矿产能需求进一步提升，同时原料条件恶化的情况下，超厚料层烧结陷入产能瓶颈，被迫通过1.95 m/min以上烧结机速生产保证产量，烧结负压时常达到17.5 kPa以上的主抽临界高负压，并面临着透气性恶化、生产过程稳定性下降，烧结矿返粉率上升有效产量下降、能耗上升等问题，超厚料层烧结面临进退两难的境况。所以，急需从生产组织和操作控制途径开发一种综合控制手段，以解决超厚料层生产条件下烧结矿产量和质量的稳定保供，进一步挖掘超厚料层烧结的生产潜力。

鉴于上述情况，在现有工艺设备条件下，烧结生产一方面要满足高产、优质的需求，同时又要控制生产成本和实现烧结矿产质量与成本的最优效果，实施以技术创新与管理创新相结合为基础的大型烧结机综合技术是最佳的选择。为此，从2010年开始，三铁烧结为实施大型烧结机综合技术进行了全面的可行性研究和技术准备，开发出了适合马钢380m2烧结机的烧结矿品质提升集成创新技术，并分步实施。经过多年来的生产运行，烧结矿品质大幅提升，实现了低返粉、低燃耗、高品位、高冶强、低成本的精益运营生产模式，进一步满足了高炉的需求和实现了烧结长期稳定、经济顺行

2  优化系统保证能力建设

2.1  系统稳定保障的管理

烧结系统稳定是烧结高效生产的前提，是生产优质烧结矿的基本保障，只有构建唯“稳”不变的生产格局，在稳定高效的基础上才能改善烧结矿品质，为高炉的稳定均衡高效生产提供原料保障。2.1.1  设备保障管理

通过建立点检标准化、岗位巡检标准化、设备检修标准化管理机制，推动和健全区域点检完全负责制和核心专检覆盖制；推动周三下午管理日，完善周修计划形成和准备，推动生产、设备、协力作业区自我管理；推动周四下午技术日即设备故障案例点评会，问题分析措施验证PDCA+认真开展，评价责任、能力和方法；推动管理覆盖升级，周期性维护定修设备项目自动生成和检查。并结合烧结设备周期性管理形成了“计划+机会”检修模式，大大减少了设备故障率，烧结机作业率逐年稳步提升，达到了国内烧结机连续高作业率的先进水平，为烧结顺行和品质保障打下了坚实，历年烧结生产作业率如图1所示。

2.1.2  原料保供管理

2.1.2.1  稳定配矿结构

2014年下半年开始，逐步改变配矿被动的局面，以“稳定配矿结构和性能、减少小比例矿种配用”为最基本配矿要求为思路，在配矿时充分考虑基础烧结性能以及成本等因素的前提下，合理兼顾含铁料的性价比，在一定范围内对混匀矿的配矿结构进行合理优化。配矿结构稳定后，有利于烧结过程和质量的稳定，如下图所示。

2.1.2.2  稳定二次配料

（1）稳定燃料结构

通过完善焦粉进出平衡基础数据台账，将每日焦粉进出的各计量点基础数据，建立每日煤粉比例需求值，结合高炉槽下返回烧结焦粉量和烧结燃料需求变化趋势，以经营计划煤粉比例为组产目标，预知预调煤粉比例。同时2016年6月份开始利用港务料场F料条备焦调节，通过焦粉落地储备缓冲，在烧结煤粉比例自平衡的基础上，采用“焦多存储、焦少落焦补充”的办法为稳定烧结煤焦比例提供保障。通过以上措施，2016年5月份开始烧结煤粉比例由不稳定转变为稳定，且比例逐步降低，有力促进了烧结矿质量提升和固耗降低。

（2）稳定辅料结构

通过建立辅料保供协调与沟通机制，并通过灰小库扩容增加灰石储备、瓦斯灰仓改造提高下料稳定性、OG泥喷浆系统的优化改造解决OG喷浆断料等保障措施，减少了熔剂结构大幅变动和保证了瓦斯灰、氧化铁皮、OG泥等辅料连续稳定配用。

（3）稳定配料下料

针对配料工艺秤逐步老化、零点经常漂移、给料精度下降的问题，结合现场实际优化了配料秤的校验和维护管理管理制度，对秤在合理误差范围内采取“只标不校”的方法，即定期进行人工实物标定，对出现的偏差不校秤通过配比修正的方法减少配料秤零点漂移；建立烧结矿理论碱度与实际碱度趋势管理理模型，能有效预防原料成分发生大的变化或配料系统下料或计量出现大的变化时碱度配比的纠偏；通过合理搭配圆盘使用和调整下料口闸门开度确保配料秤运转频率置于合理的区间。经过生产验证，上述措施取得了较好效果。

2.2  烧结机综合操作

2.2.1  优化布料

布料的好坏,对烧结机表面点火,热能的有效利用,风量的合理分布和料层的提高均有直接影响。在满足良好布料效果的基本要求前提下，对布料系统进行了设备上的优化。

（1）合理控制梭式布料器在料仓两端的停留时间和行走时间。布料器行程时间设定以确保混合料矿仓两端布料料面平整和两端混合料粒度偏析程度最小为原则。

（2）消除泥辊两侧粘料的影响。通过调整泥辊两端布料间隙，增加其布料量；将矿槽内部衬板下部做外扩，减少其内部结料；在泥辊两侧加装自清料装置，消除泥辊两侧积料造成的边缘布料不均的情况。

（3）优化平料装置。为减轻烧结机台车两侧“边缘效应”，在烧结机平料板前部两侧安装两个圆弧形引料装置，将超出栏板的混合料引致平料板之下，减少两侧的散落料并形成了一次边缘压料；平料板宽度因小于台车宽度造成两侧无法正常压料，为此在平料板两侧加装平料档皮以保证两侧压料平整；边缘压料辊采用软连接吊挂式，使其紧贴台车边缘，将边缘混合料均匀压入，起到三次压料作用。

（4）确保台车宽度方向铺底料厚度均匀。优化铺底料摆动漏斗结构，消除了原来沿台车宽度方向上铺底料厚度不均匀导致边缘效应严重夹生料的现象，实现内返率降低约0.2%左右，固耗降低约0.57kg/t左右。

2.2.2  优化烧结终点控制

针对操作中对烧结终点的连续性变化不易察觉，以及反馈参数滞后，调整周期过长等难点，对混合料水分、料层厚度、风量、负压等异常引起的烧结终点变化，依据烧结机理变化情况，做到提前调整各项操作参数，缩短调整周期，及时扭转烧结过程的不利发展趋势，平衡水、碳、风等在烧结过程中的作用，争取在烧结物料发生变化的一开始就做到小幅度、提前性、多手段综合调整，从而避免发现异常后的长时间、大幅度调整，实现烧结过程的平稳过渡，使烧结终点维持在烧结机22号风箱处。避免因水分、料层、风量等变化引起终点提前或滞后带来的不利影响。各参数发生变化的初期便有针对性地做提前调整，在烧结过程未表现出恶化之前将各种不利趋势消除，实现烧结过程的平稳运行，达到烧结终点提前控制的目的。

2.3  水碳风最优匹配控制

烧结生产的核心是烧结机的抽风烧结过程，由烧结操作工（看火工和中控工）进行操作和控制，外在表现主要是烧结机表面布料以及厚度布料、控制机速和抽风负压，使烧结过程正好在烧结机尾结束（即调节烧结终点）。烧结过程由于各种影响因素的不稳定性，操作工往往在布料层厚、机速、负压的控制和废气温度等重要参数的调整上掌握不住重点和操作的核心，他们不知道如何调整，有时盲目追求厚料层而导致烧结矿实物质量恶化。

结合长期积累的实际操作经验进行了分析总结，推行了一套能够直接指导操作者生产的标准操作指导法则，将一些参数的适宜性标准值依据原燃料和装备工况等的变化进行了量化。技术思路：

（1）微负压点火

通过在烧结点火炉对应的风箱下方设置微负压装置，通过控制风箱负压，实现正常状态下烧结点火炉内呈微负压状态（-10Pa ～0Pa），无火焰外喷和冷气吸入及火焰飘动的现象，达到提高原始料层厚度及降低点火煤气消耗的目的。

（2）稳定点火炉炉膛压力

点火炉炉膛压力是指点火炉炉膛内的压力（以下简称膛压）。适宜的膛压对烧结过程的稳定与否至关重要，物料的原始透气性和烧结过程将要发生变化时，都是最先通过膛压值反映出来。在实际生产操作中可以此指标来量化烧结料的原始透气性，并以此来指导调整点火前的过程控制是否适宜、指导点火后的烧结过程调整。因此，控制膛压对于保证烧结过程的稳定有着极其重要的意义，其先进性在于通过对膛压的预先控制，及时对生产过程中的相关参数和环节进行优化调整，将烧结过程的波动降至最低。实际操作中采用逐一排除法，即按照影响因素的可能性大小进行先后排列，逐一检查各过程控制环节，发现一个调整一个。

（3）总管负压为核心，通过调节布料层厚保持其值基本稳定。

①烧结过程的总管负压直接反映物料冷态的原始透气性、烧结热态的过程透气性、以及烧结抽风系统的风力利用水平（系统漏风），在以风为纲的烧结生产中，总管负压是操作的核心所在，不管物料等如何变化，通过负压能立即感知这种变化并指导其他参数做出合适调整。在相对短的一个时间周期内，应保持负压基本不变。

②总管负压应在主风机全压升附近或比之略低。

③随一个烧结系统检修周期的临近，系统漏风逐渐加剧，相对比较合适的总管负压是逐渐下降的,这个合适的负压要能基本保证有合适的风量和氧量进入烧结过程，从而得到充分的氧化性气氛和合适的垂直烧结速度，依靠此二者来保证基本的烧结矿质量（气氛决定）和产量（速度决定）。

④当负压变高或变低时，要适时降低或提高布料层厚来保持负压基本稳定。

（4）总管温度保持在合理范围内，烧结机速保持一基本值，且基本保持不变。

①总管温度是我们要严密关注和控制的另一个重要参数，其保持在合理范围内，是烧结矿实物质量得以保证的基础。

②在保证层厚、负压和废气温度满足条件的前提下，寻找烧结机机速和配料上料量之间的一个平衡，这是烧结矿产量得以保证的基础。

③烧结机速在烧结过程中不随意调整，基本保持不变。

④当终点位置发生幅度不大的偏移、总管温度提前有趋势变化时，实施既定的调整方案。

⑤当终点位置趋势严重后移、总管温度严重向下时，烧结机速度调整到0进行强制抽风3～5分钟，再恢复原状继续生产。

2.3  风量分配

其控制思路是在透气性差的阶段采用较高抽风负压，而在过湿层消失后透气性较好阶段采用低负压烧结，形成了“低压、恒速、均风、超厚料层”烧结的操作模式。通过优化烧结各段的抽风量分配后，烧结过程的不同阶段垂烧速度均在一个适宜的范围内，进而确保各个烧结段中料层有足够的高温保持时间和效率，将能使烧结生产得到深层次优化。

结合三铁烧结厚料层烧结发展历程，三铁烧结矿质量好于二铁（二铁、三铁的原料条件大致相同），以及负压的降低，分析主要原因为低机速生产所致。同时实施风量再分配技术后（2015年为摸索阶段），在其他生产条件变化不大的情况下，2016年烧结矿整体质量进一步提升（风量再分配技术巩固阶段），尤其转鼓指数取得了新的突破，说明三铁烧结机现在采用的风箱阀门开度控制措施，对稳定厚料层烧结过程和提升烧结矿质量有利。

2.4  生产体检技术

烧结生产过程是一个时间短，速度快，影响因素多，变化快的复杂过程。烧结生产不是简单的散料造块，而是技术密集，操作复杂的物理化学变化过程。烧结过程控制以及烧结矿质量的稳定与否直接影响到高炉炉况的稳定顺行，为促进烧结过程控制水平和烧结矿质量的全面稳定提升，更好地服务高炉，烧结工序于2014年7月份开始实行生产体检制度，总体对烧结工序的稳定性进行有效把控，同时对各体检参数的趋势进行判断分析，对波动因素进行研判和溯源，做到对问题的“对症下药”，强化预警以及预控调整，确保烧结过程的稳定和烧结矿实物质量的有效提升，为高炉炉况基本稳定顺行奠定基础。

生产体检重点围绕烧结过程稳定，形成一套系统科学先进的内部控制及评价体系，将主导“稳”为先的操作思路贯彻过程工艺操作当中。在优化和稳定配矿以及平衡参数的基础上，突出过程参数为体检核心，建立起对应于高炉顺行的烧结工序体检的评判体系。并通过强化过程分析和预控，基本实现烧结生产达到主稳显异、溯因有效、预控合理、过程收敛、循序提升的成效，进一步促进高炉生产的稳定顺行。

2.5  烧结矿冶金性能提升控制

在烧结配矿结构以及工艺操作制度大体基本稳定的前提下，具体操作上的优化改进：

（1）对溶液配制要求进行优化：前期为单池溶液配制作业与喷加作业同步进行，较难保证配制的准确性、同时喷加的浓度有较大的波动。重新优化为每日11：30开始进行溶液配制操作，溶液配制过程时禁止使用配制池，及时进行泵和阀门切换完成在用池同时供两机CaCl2喷洒。

（2）对溶液配制过程以及正常喷洒过程的搅拌作业进行了相应规范，确保溶解充分、浓度均一。

（3）对前期喷加及配制操作要求进行修改，明确烧结矿产量、CaCl2水溶液流量和水池液面变化量的对应关系。

（4）严格过程管理控制要求并落实到人。

（5）通过操作的稳定，减少人为操作因素的影响，确保冶金性能数据作为结果参数的代表性和可信度，能够反映出过程参数变量的影响。 

3  实施效果

4  结论

（1）我厂烧结技术发展历程和成果，为我厂今后烧结技术的进步提供了宝贵的基础数据和经验, 实现了烧结矿品质提升的自主技术创新。

（2） “技术先行、管理跟进”的烧结技术管理先进理念，对烧结生产组织、操作策略调整、质量改善提供了典范和新思路。

（3）创新性地提出了“以烧结系统稳定为保障，以经济机速、厚料层烧结为基础，以水、碳、风最优匹配为支撑，以过程稳定和组织高效为导向”的烧结技术基本路线架构，为我厂今后烧结技术和管理明确了发展方向。