【文章內(nèi)容簡介】 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)看（表 ） ，平均品位 %，堿度 倍，轉(zhuǎn)鼓指數(shù) %，固體燃料消耗 55 kg/t，利用系數(shù) t/m2h。鞍本鋼集團擁有 18 臺燒結(jié)機，總面積 3025 m2，平均品位、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)高于重點大中型企業(yè)的平均水平，利用系數(shù)較低為 t/m2h。超過 1000 m2 燒結(jié)能力的企業(yè)還有寶鋼集團、首鋼集團、武鋼集團和沙鋼集團。寶鋼集團燒結(jié)利用系數(shù) h，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)為 %。表 全國重點鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)日期 品位，% 堿度，倍轉(zhuǎn)鼓指數(shù)，％固體燃耗，kg/t生產(chǎn)率，t/人利用系數(shù)，t/臺時產(chǎn)量，t/日歷作業(yè)率，％工序能耗，kgce/t2022 年一季度 54 1826 161 2022 年上半年 54 3593 162 2022 年前三季 54 5541 164 2022 年 53 7211 164 2022 年 54 6792 152 增減量 – – –1 419 – 12 – 燒結(jié)礦堿度指標(biāo)超過 2 倍的企業(yè)有濟鋼 倍、邯鋼 倍、安陽集團 倍、馬鋼集團 倍、首鋼 倍和唐鋼 倍。高堿度燒結(jié)礦石既是鐵料，又是熔劑，既有良好的機械強度和還原性，又有較好的軟熔性能及較低的低溫還原粉化率。高堿度燒結(jié)礦為高爐提供了良好的熱力學(xué)與氣體力學(xué)條件，有利于強化高爐冶煉。目前我國燒結(jié)生產(chǎn)還存在很多的問題，我國燒結(jié)機平均單機面積、利用系數(shù)、作業(yè)率，燒結(jié)礦 TFe 都要比日本的平均水平低，而 FeO、固體燃耗都比日本鋼鐵企業(yè)高。日本多數(shù)的燒結(jié)機進行脫 SOx，少數(shù)燒結(jié)機有脫 NOx 的裝置，中國配置的還較少，日本多數(shù)的燒結(jié)廠用人工智能系統(tǒng)控制燒結(jié)過程、燃料及管理等，而我國的比例較小。 80 年代以后西方發(fā)達國家投入大量人力和資金以降低能耗和提高燒結(jié)質(zhì)量為核心研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝使燒結(jié)生產(chǎn)工藝日趨完善，達到一定水平。目前世界燒結(jié)現(xiàn)狀有以下幾個特點：（1）燒結(jié)設(shè)備逐漸大型化，設(shè)備加工精度高，漏風(fēng)率低，主體結(jié)構(gòu)更加完善；（2）自動化水平逐漸提高。一般燒結(jié)廠都以微機為基礎(chǔ)的分散型控制系統(tǒng)，并積極開展人工智能的應(yīng)用，是燒結(jié)廠逐步走向無人操作；（3）各國大力發(fā)展提高燒結(jié)質(zhì)量和降低能耗的新工藝，并不斷地應(yīng)用于實踐。 10 / 47表 14 家重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)（2022 年 3 月）企業(yè)名稱 設(shè)備情況（總面積/總座數(shù)）平均品位（%）堿度（倍）轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（ %）固體燃料消耗（ kg/t）利用系數(shù)（t/m 2h）平均 55 同期 54 寶鋼 1350m2/3 臺 55 鞍本 3025m2/18 臺 唐鋼 673m2/5 臺 56 沙鋼 1045m2/4 臺 51 武鋼 1093m2/8 臺 52 首鋼 1260m2/14 臺 47 濟鋼 309m2/6 臺 49 萊鋼 315m2/3 臺 53 馬鋼 525m2/4 臺 52 華菱 223m2/3 臺 54 太鋼 380m2/4 臺 47 包鋼 720m2/6 臺 64 安陽 761m2/7 臺 54 酒鋼 390m2/3 臺 47 邯鋼 700m2/8 臺 63 燒結(jié)生產(chǎn)的歷史已有一個多世紀(jì)。大約在 1870 年前后，資本主義發(fā)展較早的英國，瑞典和德國就開始使用燒結(jié)鍋。1902 年最早了提出鐵礦粉燒結(jié)的方法。1911 年世界上第一臺帶式燒結(jié)機問世，迄今已有 90 多年的歷史。但得到較快發(fā)展是在 50 年代以后，特別是近 30 年來，更為迅速。當(dāng)今，燒結(jié)在鋼鐵冶金生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)重要的地位。具有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在過去的十年中全世界約有一半的生鐵是用燒結(jié)礦生產(chǎn)的 [21]。表 我國近十幾年燒結(jié)工藝技術(shù)進步的概況 [2223]節(jié)能 保護環(huán)境燒結(jié)特點 低溫?zé)Y(jié) 高還原性 高生產(chǎn)率 11 / 47原料的混合與制粒使用細(xì)粒鋪料 制粒設(shè)計 使用石灰石 HPS 微粒化 預(yù)先制粒 分別制?；旌狭喜剂?雙層布料 細(xì)棒(分別控制) ISF(密度控制)燒結(jié) 均勻溫度 提高臺車高度 提高產(chǎn)量節(jié)能和環(huán)保從冷卻器和主排氣道中進行余熱回收 從排氣中驅(qū)除 NOx 抑制 NOx排放 空氣泄漏測定和控制 臺車溫度 氣流速度 3D 結(jié)構(gòu)(X)射線為了穩(wěn)定高爐爐況，提高生產(chǎn)率，降低生鐵成本，人們不斷對燒結(jié)礦提出了更多有關(guān)質(zhì)量方面的要求。七十年代前，燒結(jié)生產(chǎn)強調(diào)的重點只是冷強度、低溫粉化率和還原率；從八十年代低開始，逐步加強對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度、粒度組成、還原度、低溫還原粉化率、高溫性能和礦相結(jié)構(gòu)的研究與改進，特別是礦相研究對燒結(jié)礦質(zhì)量的改進起了很大的推動作用 [2425]。目前，以提高燒結(jié)過程效率、推廣低能耗燒結(jié)、降低燒結(jié)成本、改進燒結(jié)工藝制度、控制污染保護環(huán)境等為主要目標(biāo)的技術(shù)研究己經(jīng)取得了顯著的成績。 高品質(zhì)燒結(jié)礦生產(chǎn)工藝分析 優(yōu)化配礦 傳統(tǒng)的配礦方式依據(jù)是含鐵原料的化學(xué)成分、粒度、品位、數(shù)量進行綜合搭配使用，對燒結(jié)礦的冶金性能以及含鐵原料的燒結(jié)特性考慮較少。優(yōu)化配礦是以傳統(tǒng)配礦方法的依據(jù)為基礎(chǔ)，同時綜合考慮含鐵原料的巖相特性、含鐵原料的燒結(jié)基礎(chǔ)特性(熔化性、同化性及互補性) 、脈石種類和數(shù)量、礦石結(jié)構(gòu)、粒度分布、燒結(jié)礦的冶金性能以及經(jīng)濟效益、社會效益等。優(yōu)化配礦的實現(xiàn)必須建立在燒結(jié)原料的水分、粒度和成分穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，特別是CaO、 H2O，燃料的灰分要穩(wěn)定。一般 3~4 種性能相近的鐵礦混合燒結(jié)能獲得優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦。由于硅含量降低導(dǎo)致燒結(jié)生成液相量少，燒結(jié)礦強度變差，因此在配礦時應(yīng)從礦粉的同化性，液相流動性，粘結(jié)相強度等方面來選擇合適的配礦結(jié)構(gòu) [26]，從而提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。 小球燒結(jié)　將混合料制成適當(dāng)粒度的小球（2~6mm）進行燒結(jié)，稱為小球燒結(jié)。小球燒結(jié)工藝集中了球團與燒結(jié)兩種造塊工藝的優(yōu)點，強化制粒并改善混合料透氣性，減少了燒結(jié)過 12 / 47程中料層的阻力，對提高燒結(jié)礦的質(zhì)量，以及優(yōu)化燒結(jié)過程都具有重要的意義 [2728]。 ，小球燒結(jié)不僅可以使燒結(jié)機利用系數(shù)得到大幅度的提高，而且使生產(chǎn)出的燒結(jié)礦內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。通過小球燒結(jié)提高了垂直燒結(jié)速度，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量；增加了氧化性氣氛，有利于鐵酸鈣的大量生成，改善了燒結(jié)礦的礦物組成，提高燒結(jié)礦強度和還原性：可進一步提高料層厚度，更加有效地利用熱能降低能耗，并使燒結(jié)過程反應(yīng)更加充分，使燒結(jié)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)更加均勻。 小球燒結(jié)法對原料并沒有特殊要求，可以從根本上解決我國細(xì)精礦燒結(jié)料層透氣性差的問題，從而實現(xiàn)高料層，低碳節(jié)能的操作制度。該工藝可以生產(chǎn)出高產(chǎn)量，高質(zhì)量，低燃耗的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦，然而要求增添的設(shè)備不多。因此，特別適合于細(xì)精礦燒結(jié)和老廠改造。投資少，見效快。 熱風(fēng)燒結(jié)熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)是在燒結(jié)機前段約占燒結(jié)機長度 1/3 的有效燒結(jié)面積上，將300～1000℃ 的熱風(fēng)抽入燒結(jié)料層用其物理熱代替部分固體燃料。將環(huán)冷機高溫段的熱風(fēng)引到燒結(jié)機作熱風(fēng)燒結(jié)，使熱廢氣循環(huán)利用，不僅可以減少燒結(jié)過程有害物質(zhì)排放而利于環(huán)境保護，而且可以提高燒結(jié)表層質(zhì)量，降低固體燃耗。熱風(fēng)燒結(jié)之所以能改善燒結(jié)礦質(zhì)量，降低燃料消耗的原因是：（1）燒結(jié)礦表層的成品率提高，返礦量下降。熱風(fēng)溫度平均在 300℃左右，大大高于室溫。大量熱空氣進入燒結(jié)料表層，緩減了表層燒結(jié)礦溫度下降，使其高溫持續(xù)時間相對延長，熱量供應(yīng)相對充足。從而避免了由于急冷應(yīng)力的破壞，減少了表層燒結(jié)中的玻璃質(zhì)的產(chǎn)生。使上部燒結(jié)礦質(zhì)量改善，強度增加，粉末減少，使燒結(jié)餅經(jīng)過破碎、機尾固定篩篩分、冷卻篩分后的成品率提高，冷返礦循環(huán)量減少。（2）利用熱廢氣循環(huán)燒結(jié)可以充分利用熱空氣所含有的大量熱能，能減少固體燃料用量，從而達到節(jié)能降耗的目的。（3）熱廢氣進入燒結(jié)料層，可以代替部分部分固體燃料，由于固體燃耗的降低，燒結(jié)過程的氧位又得到提高，即氧化性氣氛增強，有利于保持燒結(jié)層的過氧化性氣氛和有利于燒結(jié)礦 FeO 含量的進一步降低，從而具有一定的節(jié)能效果。又由于改善燒結(jié)礦的還原性及低溫還原粉化率，促進高爐增產(chǎn)節(jié)焦。此外，采用熱風(fēng)燒結(jié)，當(dāng)由于混合料配碳量波動等原因燒結(jié)不好時，可以根據(jù)需要臨時調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度，使燒結(jié)正常進行，從而更好的控制燒結(jié)礦的質(zhì)量。 低溫?zé)Y(jié)強度和還原性均好的鐵酸鈣的生成溫度區(qū)間在 1125 ~1250℃，且需氧化性氣氛。低溫?zé)Y(jié)溫度小于 1280℃（常規(guī)燒結(jié)最高溫度 1320～1350℃ )，因此，實行低溫?zé)Y(jié)工藝 13 / 47措施為針狀鐵酸鈣的生成創(chuàng)造了有利條件。在燒結(jié)過程中，Si 4+和 Al3+離子能作為類質(zhì)同象成分取代二元鐵酸鈣 (CaO2Fe2O CaOFe2O 2CaOFe2O3) 中的部分 Fe３+ 離子，生成復(fù)合鐵酸鈣，是一種固熔體 [29]。按其結(jié)晶形態(tài)，可分為針狀和柱狀兩種。針狀鐵酸鈣的間隙內(nèi)很少夾雜渣狀物，殘存原礦的微氣孔被堵塞的幾率小，微孔發(fā)達，所以還原性好；柱狀鐵酸鈣固熔物中有較多的Ａl 2O3 和 SiO2，從而引起的晶面收縮比針狀鐵酸鈣的大，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也較大，裂紋粗而長，且易擴展，所以柱狀鐵酸鈣的強度及抗低溫還原粉化性不如針狀鐵酸鈣。針狀鐵酸鈣生成的溫度范圍較窄，約為 1200～1250℃。溫度超過 1250℃，針狀鐵酸鈣量減少 [30]。因此，低溫?zé)Y(jié)為針狀鐵酸鈣的生成創(chuàng)造了有利的條件。由于針狀鐵酸的大量生成，生產(chǎn)出的燒結(jié)礦具有良好的還原性、強度及抗低溫還原粉化性。 厚料層燒結(jié)厚料層燒結(jié)是 70 年代發(fā)展起來的一項技術(shù)措施。我國從 70 年代開始進行厚料層燒結(jié)試驗，80 年代初迅速推廣普及。1 厚料層燒結(jié)的主要意義 [31]：厚料層燒結(jié)可以提高燒結(jié)礦的強度、降低 FeO、改善其還原性，因此可以改善燒結(jié)礦的質(zhì)量，提高成品率；此外采用厚料層燒結(jié)還可以降低燒結(jié)礦能耗。（1）燒結(jié)礦質(zhì)量有所改善的原因：①采用厚料層燒結(jié)的操作不但可以相對地減少燒結(jié)機表層低質(zhì)燒結(jié)礦的數(shù)量，同時由于機速減慢而使點火時間和高溫保持時間延長，表層供熱充足，冷卻強度降低，表層燒結(jié)礦強度提高，燒結(jié)礦的質(zhì)量得到改善。②料層提高，點火熱量增加，特別是燒結(jié)層的“ 自動蓄熱”作用得到充分發(fā)揮，使燒結(jié)料的配碳量減少，料層中的氧化性氣氛加強，有利于降低 FeO，促進鐵酸鈣的形成，因而增加了燒結(jié)礦的強度及還原性。（2）能耗降低的主要原因如下：①隨著料層變厚， “自動蓄熱作用 ”加強，因此蓄熱帶入熱量增加；②FeO 降低，燒結(jié)熱耗減少，燒結(jié)餅帶走熱量也減少；③由于燒結(jié)礦的強度增加，粉末減少，使燒結(jié)礦的成品率提高。推行厚料層燒結(jié),必須嚴(yán)格控制燒結(jié)機機速，確保燒好、燒透，使高溫固結(jié)時間延長，液相充分形成、發(fā)展，礦物結(jié)晶完善，從而達到改善燒結(jié)礦內(nèi)部結(jié)構(gòu)和提高燒結(jié)礦質(zhì)量的目的。2 厚料層與生產(chǎn)率的關(guān)系 [32]實行厚料層燒結(jié)可能減少生產(chǎn)率，因此，通過討論厚料層燒結(jié)中影響的生產(chǎn)率因素，進而采取措施，來提高生產(chǎn)率。厚料層是否降低生產(chǎn)率可由下面經(jīng)驗公式來說明。P=（Ｑ/A）（H/?P） n 14 / 47式中 P——透氣性參數(shù)Ｑ——抽風(fēng)量 m179。/minA—— 抽風(fēng)面積 m178。H——料層高度 m?P——抽風(fēng)負(fù)壓 t/m178。N——一般取 由于燒結(jié)垂直速度 V 與抽風(fēng)量成正比 公式可改寫為 P=KV1(H/ ?P)，通過公式可以看出：（1）若料層高度 H 上升，透氣性 P 沒改變，抽風(fēng)負(fù)壓?P 未變， 此時垂直速度 V1必下降，產(chǎn)量也要下降。若提高料層后，成品率的提高不能補償它，則產(chǎn)量下降。（2）若 H 上升，P 不變， 使?P 有可能上升 垂直速度 V1 下降比① 少一些，如此下降產(chǎn)量與成品率增加相當(dāng)，則產(chǎn)量不減或稍減。（3）若 H 上升，?P 不變，而料層 P 改善，垂直速度 V1 比①下降少一些，若 V1 下降引起產(chǎn)量損失與成品率增加相當(dāng)，則不僅產(chǎn)量不減，反而略有提高。因此要想在厚料層作業(yè)的同時不使燒結(jié)減產(chǎn)，我們可以提高料層透氣性、提高風(fēng)機的抽風(fēng)負(fù)壓能力及降低料層阻力、堵塞漏風(fēng)等措施。 高堿度燒結(jié) 高堿度燒結(jié)礦出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 60 年代，以其堿度高，冶金性能優(yōu)良，具有 FeO 低、還原性好和強度高等特征；根本原因是其主要粘結(jié)相為鐵酸鈣（SFCA）系礦物。所謂高堿度燒結(jié)礦，是指除滿足自身造渣需要的堿性氧化物外尚有多余的 CaO，可供天然富礦或球團礦中的酸性脈石造渣，即能起熔劑作用的燒結(jié)礦。高堿度燒結(jié)礦的研究和生產(chǎn)是在自熔性燒結(jié)礦大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)上提出來的。高堿度燒結(jié)礦的優(yōu)良特性及形成的具體原因是：（1）機械強度好，還原性好。燒結(jié)礦堿度是決定鐵酸鈣生成量的一個關(guān)鍵因素。適當(dāng)提高堿度為促進還原性和強度均較好的鐵酸鈣生成，而還原性差的玻璃質(zhì)減少。另外，由于大量的、呈網(wǎng)狀分布的鐵酸鈣將磁鐵礦溶蝕，形成強度和還原性較好的溶蝕結(jié)構(gòu)。此外，由于高堿度燒結(jié)礦的熔體表面張力較大，燒結(jié)過程不易被風(fēng)吹成薄壁大氣孔。這些都有助于改善燒結(jié)礦的機械強度和還原性。（2）粒度組成均勻。由于燒損大，殘存率低，收率大，加之料層溫度較低，不易產(chǎn)生過熔，因而大塊燒結(jié)礦減少；再因高堿度燒結(jié)礦強度好，粉化現(xiàn)象少，故粉末含量降低。因此高堿度燒結(jié)礦粒度組成比較均勻。（3）低溫還原粉化率較低 。由于高堿度燒結(jié)礦因鐵酸鈣的形成，使赤鐵礦含量明顯減少，所以還原粉化率降低。適當(dāng)提高堿度有利于改善燒結(jié)礦的強