试论小球烧结法工艺的应用

【摘要】小球烧结法是在普通烧结法的基础上，结合球团焙烧法的优点发展起来的一种新型人造块矿生产工艺。本文主要对小球烧结工艺的最新发展状况及国内几家烧结厂应用此工艺后的效果做一简要的叙述，供参考。

【关键词】小球烧结;发展;应用

小球烧结法是在普通烧结法的基础上，结合球团焙烧法的优点发展起来的一种新型人造块矿生产工艺。尤其在精粉较高时，采用传统工艺已很难实现低温厚料层烧结，通过采用小球烧结工艺能够进一步提高烧结矿质量，更好地满足高炉强化冶炼的要求，从而实现提高烧结机利用系数的目的。

１．小球烧结工艺的特点及最新发展

1．1小球烧结工艺的特点

小球烧结工艺过程是将铁矿粉、返矿、熔剂和燃料加水混合造球，制成直径大于3mm的小球，并且在小球表层裹一定比例的石灰和固体燃料，然后进行烧结。该工艺具有改善料层透气性(可提高料层厚度，改善烧结矿强度)、提高利用系数和降低燃耗等特点。

与传统工艺相比，小球烧结工艺具有如下的特点：

(1)原料的适应范围宽。从普通烧结用原料到全精矿烧结，从低碱度到高碱度，燃料采用焦粉或无烟煤粉，都能适应。

(2)增加了强化制粒和外滚煤粉的工艺环节。在一、二混之间增加了圆盘造球机，将混合料制成3～10mm的小球。采用燃料分加技术，在配料室内配20％，造球后外配80％。通过强化制粒使外滚煤包裹在生球表面，改变烧结过程中燃料的燃烧条件，改善了料层透气性，使生产能力提高，燃料消耗降低。

(3)燃料粒度要求较细，特别是对煤要求更严，需配备磨煤设备。

(4)为避免生球破碎，一般采用融合带式球团焙烧机布料系统的工艺，在烧结机前不设混合料矿槽，或在原系统上采取降低料槽的措施。

(5)烧结点火前，利用冷却机余热进行抽风干燥，以减少过湿层的影响和点火时生球的破裂。

1．2小球烧结工艺的最新发展

近年来，我国许多烧结厂高碱度烧结矿铁晶位达到或接近60％的国际先进水平，烧结矿中SiO2含量在3．5％～5％。可见，我国烧结技术已经达到或接近国际先进水平。但也必须指出，这种高碱度高铁低硅烧结矿的强度还有待于进一步提高，烧结燃耗还需要进一步降低等。一般认为，解决这些问题的最好办法是采用新型小球烧结技术。因为新型小球烧结法可以显著改善烧结料层的透气性，实现厚料层、高氧位、低温烧结操作制度，促进烧结矿中针状或柱状铁酸钙胶结相的生成。因此，该技术不仅能降低燃耗，且所生产的烧结矿具有强度高和冶金性能好的特点。

其主要技术措施包括：采用强力圆盘造球机，解决造小球的问题，在强力圆盘造球机内采用雾化水喷头，提高造球效果，将烧结混合料造成3mm以上的小球大于75％；同时采用石灰分加、燃料分加、偏析布料和在烧结机头部混合料矿仓内蒸汽预热混合料等新技术，使得布到烧结机上的混合料温度高、分布合理、透气性好，从而实现厚料层、高氧位、低温烧结操作制度。

2.小球烧结工艺在国内烧结厂的应用

2．1 首钢烧结厂主要采取的工艺措施

首钢矿业公司烧结厂始建于1991年9月，1992年陆续投入了6台180m2机上冷却烧结机，设计年产量611．58万t。其工艺流程为：配料系统分两个系列，一混3个系列，二混6个系列。成品处理系统分一、二筛两个部分，分别设4台振动筛。因其工艺环节不配套、设计不合理、原燃料质量波动大等原因，产量基本在年产500万t左右，同时生产中还存在许多工艺问题。对此，矿业公司采用小球团烧结等新技术、新工艺，不断挖掘改造，取得可喜成果。

(1)混合机加水，由传统的管道打眼形成注流状水改为用专用雾化喷头形成水，改善了混合料造球过程。测定结果表明，仅一混加雾化水时，到二混后

(2)为减少烧结中过湿带的影响，原用锅炉蒸汽预热混合料效果差、消耗高且不经济，故改用蒸锅加热混合料。结果表明：料仓加蒸汽预热后混合料料温较前提高了26℃以上，出混合机的料温提高6℃左右，每吨烧结矿耗用蒸汽量下降20％以上。

(3)为进一步提高混合料的制粒效果，在二混2号机加设机内布料器、导料板，混合机倾角由1．5°降到0．98°，物料在机内混合时间由176．9s延长到 268.17s，同时填充率由11．55％提高到17．51％。并同步进行了混合机提高转速的试验工作。

混合机改造后造球效果较好，特别是料中5-10mm粒级明显增多，7mm粒级减少，3～7mm增多，

(4)燃料分加工业试验。为了验证其现场实施效果，在实验室试验的基础上，结合本厂工艺流程特点和生产实际，采取了利用特制的抛煤机在二次混合机机尾按一定深度抛人的方法，为进一步推广小球烧结技术奠定了基础。试验结果表明：以强化混合制粒、燃料分加、提高混合料温度为主要特征的小球团烧结工艺可强化烧结、改善成品矿质量和降低消耗，实施后电耗可降低10kWh／t以上，燃料降低 8kg／t以上，利用系数可提高10％以上，成品矿运输到北京粉末可降低5％以上。

2．2 太钢烧结厂小球烧结技术

太钢烧结厂根据所用原料具有高硅、低碱度、高精粉率的特点，成功开发出了小球烧结技术。通过对混料机衬板及结构和加水方式、加水量的研究和改造，解决了造球能力不足、混料机料板造球与粘料的矛盾。通过对9辊布料装置和无动力转动压料装置的开发，使之偏析布料，得以实现600mm厚料层烧结。小球烧结技术的成功开发，解决了1．50-1．55碱度条件下烧结矿精粉率高、冶金性能差的技术难题，烧结矿FeO降低2．5％，固体燃耗降低近 8ks／t，实现了全精粉烧结，经济效益显著。

3.结语

小球烧结工艺是HPS工艺与我国实际相结合的产物，必须注意到，在实际生产中，小球团烧结法与普通造块方法有较大差异，小球烧结工艺的价值取决于现有的原料和造块条件，其效果因原料和造块条件的不同而发生变化，因此，在具体实施小球烧结工艺时，应通过大量的实验室和工业实验室获取最佳工艺设备参数。　[科]