摘 要 通过研究圆形竖炉炉内结块的原因，针对产生原因，通过管理制度、操作制度、实验室实验、技术改造等手段，提高了生球质量，减少入炉粉末，同时强化了竖炉本体操作。通过各项具体措施，减少了炉内结块次数，达到延长竖炉生产周期的目的。

关键词 圆形竖炉 钒钛球团矿 结块 稳定周期

1 前言

长期以来，国内多数高炉都采用高碱度烧结矿配加酸性球团矿或天然块矿的复合型炉料结构。高碱度烧结矿与酸性氧化球团矿组成的炉料结构具有互补性，能够最大限度地发挥高碱度烧结矿冶金性能好，以及球团矿品位高、SiO₂含量低、还原性好、强度高、粒度均匀的优越性。近二十年来，铁矿石细磨精矿技术和高炉冶炼技术的发展，促进了球团技术的发展和应用^【1】，而正是这些优点奠定了球团矿在现代高炉炉料结构中的重要地位。

承钢炼铁厂有两座12m²的圆形竖炉，每年可为高炉供应合格球团矿80万吨。由于竖炉自产球团矿成本低，可大幅降低高炉冶炼成本。所以，保证竖炉自产球的产量与质量，可降低高炉成本，为我厂创造经济效益。

竖炉以为高炉供应合格的球团矿为目的，稳定竖炉炉况、延长竖炉稳定生产周期是重要前提。承钢竖炉系统是具有一套完整的工艺流程，上料系统涵盖了配料、干燥、润磨、混料、造球、筛分工艺，竖炉本体包括干燥、预热、焙烧、均热、冷却工艺。但是由于干燥、润磨能力有限，部分铁精粉未经过干燥与润磨，导致生球质量较差；筛分能力不足导致入炉粉末较多，以及生球在干燥阶段爆裂产生较多粉末，粉末在炉内聚集后经过高温焙烧形成结块，结块严重影响炉内气流分布、氧化气氛不足，导致球团矿质量下降，产量降低。表-1列举了近年承钢竖炉结块次数。

表1 近年竖炉结块次数统计

经过研究，竖炉结块主要是由于入炉粉末较多，以及生球爆裂产生的粉末在炉内聚集，经过高温焙烧形成结块。要抑制炉内结块，主要是减少入炉粉末、提高生球质量减少生球爆裂、降低焙烧温度并合理控制各带温度与风量、加强操作减少炉况波动。

2 技术思路

竖炉结块产生的原因是由于入炉粉末多、生球爆裂产生的粉末在炉内聚集，针对其产生原因，通过管理制度、操作制度、实验室实验、技术改造等手段，对延长圆形竖炉的生产周期进行研究，达到延长竖炉生产周期的目的。

2.1 试验和实施方案

2.1.1 试验

为了检测不同皂土配比、水分含量时生球质量（包括落下强度、抗压强度）、以及生球爆裂温度，2012年1月份在技术中心进行了生球爆裂温度的实验室实验。实验方案如表2所示。

表2 生球爆裂温度实验方案

根据此次实验室实验结果，基本确定了现场生球质量控制的参数，生球水分7.5%左右爆裂程度最小，同时竖炉本体上部干燥温度控制上限为400℃。

2.1.2 实施方案

（1）管理制度

2012年初，为了稳定竖炉生产提高球团矿质量，同时为了提高岗位作业人员的操作水平，实行规范化操作，对竖炉工序重点岗位操作制度进行规范化管理，制订了《竖炉标准化、定量化、趋势化管理》。其对竖炉原料质量、干燥料与混合料水分、生球质量、配料跑盘制度、竖炉本体各项温度控制与料量控制进行了规范化，减少了操作的波动，稳定了竖炉生产；对清理结块的管理方面，实施定期清理炉内结块，发现竖炉参数发生较大变化时，综合各项数据、球团矿质量以及料口情况判断其是否存在结块，如果表明其存在结块立即进行处理，防止结块继续发展，影响球团矿质量。

（2）提高生球质量，减少入炉粉末

生球质量的好坏直接关系到成品球的质量，同时入炉粉末的多少直接影响炉内结块程度。为了提高生球质量，从造球混合料到造球分别采取了以下措施：

（a）加强原料跑盘制度，将铁精粉跑盘每班一次修改为每2小时一次，提高跑盘频次，以保证其配比准确，稳定其水分与粒度。

（b）更换了干燥窑筒体，加强铁精粉干燥制度，稳定造球混合料水分。由于干燥窑内扬料板脱落、磨损严重，干燥效果大幅降低，经过多次补焊扬料板氧化严重已无法补焊，所以重新更换筒体，稳定干燥窑生产以稳定混合料水分。

（c）保证干燥窑与润磨走料量。单台竖炉生产，造球混合料必须100%干燥与润磨；两台竖炉生产时，干燥窑走料必须大于50%，润磨走料必须大于75%，以稳定造球混合料水分与粒度。

（d）结合了生球爆裂温度实验室实验结果与实际情况，将生球水分由8.0-9.0%调整为7.0-8.0%，同时生球粒度由8-18mm调整为8-15mm，同时保证生球落下强度大于8次/球·0.5米，抗压强度大于18牛顿/球，以保证生球质量，提高其合格率，减少入炉粉末。

（3）加强竖炉本体操作

（a）调整煤气流量，控制合理的燃烧室温度从而达到降低焙烧温度的目的。根据生球的预热、干燥、焙烧情况及时调整高压冷风和调温风流量，以增加焙烧带的氧化气氛，加强球团矿的氧化放热，使球团矿充分氧化与焙烧。

（b）保证燃烧室温度控制稳定，风煤比控制在3：1左右，保证伞体废气量充足；及时调节调温风量，使干燥带温度控制在350～400℃；及时调节140m²电除尘器引风机开度，保证炉口微负压状态，充分利用废气对伞体生球进行干燥。

（c）保证炉内不亏料、伞体不粘料；定时观测炉内料面高度，发现炉内亏料严重时及时补上熟球。

（d）及时调节下料口，保证各料口下料均匀；发现下料口堵塞、卡块，及时进行处理。

（4）技术改造

2011年10月份，对2号竖炉导风墙进行了改造。由于2号竖炉设计导风墙无通风孔，导致导风墙内高压冷却风量较大，造成生球表面水分蒸发较快，产生裂纹，影响球团矿质量；同时下部经过冷却带的高压冷却风无法通过导风墙到达炉膛参与预热。为了均衡导风墙内的高冷风量，利用检修机会对导风墙上部38层进行了重新砌筑，从11.3米开始每隔300mm设计一排通风孔，共设计5排190个通风孔。在导风墙上增加一定数量的通风孔，可将部分导风墙内高冷风引入炉膛参与预热，同时降低导风墙内冷却风风量，减少因风量过剩导致生球表面裂纹的产生，减少生球爆裂现象，改善生球干燥效果；同时使竖炉内部气流分布更加均匀。

3 结果及分析

采取一系列制度与措施后，竖炉生产较为稳定，生产周期大幅度延长，炉内结块减少，尤其是1号竖炉稳定生产周期已超过12个月，且球团矿质量与炉况未出现异常，生产周期还可以继续延长。表3列出了近年竖炉清理结块的次数与稳定周期。

表3 竖炉稳定周期

从表3中数据可以看出，2012年1号竖炉清理结块次数较2010年与2011年分别减少2次与1次，生产周期延长5-6个月；2号竖炉2012年没有进行清理结块处理，生产周期分别延长4个月与2个月。

4 结论

（1）通过制订相关管理制度，对竖炉原料质量、干燥料与混合料水分、生球质量、配料跑盘制度、竖炉本体各项温度控制与料量控制等进行了规范，减少了操作的波动，稳定了竖炉各项参数。

（2）竖炉导风墙增加通风孔后，导风墙内气流流量与流速控制更加合理，可减少冷却风量过剩造成的生球爆裂，减少炉内因生球爆裂产生粉末聚集生成的结块。

（3）适当降低了竖炉焙烧温度，同时保证生球的干燥、预热和焙烧效果，在调整焙烧制度的基础上满足上部生球干燥、预热的要求，在操作上加强了各带风量的匹配，以满足球团矿焙烧的要求，从而保证球团矿质量达到高炉冶炼要求。

（4）各项管理制度、操作制度以及技术改造实施后，2座竖炉实际效果良好，竖炉稳定生产周期大幅延长，球团矿产量、质量均有所升高。