蒋海冰  张宏伟  温续宏  杨年全

（五矿营口中板有限责任公司炼铁厂）

摘  要  介绍了五矿营口中板炼铁厂竖炉工艺，通过“造、筛、炼”三个方面的工艺技术控制，完成了对竖炉“小粒级成品球”控制技术的研究工作。通过对球团工序2019年-2020年技术指标进行对比，更直观的体现该项研究对竖炉产能的优化作用。

关键词  小粒级  竖炉  球团矿  抗压强度  冶金性能

1  前言

球团，粉矿造块的重要方法之一。球团矿因其具有强度好、粒度均匀、形状规则、含铁品位高及污染小等优点[1-3]，是高炉优质的入炉原料，且适当的提高球团入炉量有助于高炉的节能减排[4-5]。最近几年我国球团工艺日趋完善，正向大型化、自动化方向发展[6-8]。尽管如此，竖炉球团工艺在一些中小企业乃至个别大型企业仍在采用[9]。

营钢球团矿粒级≥16mm占比达到46%以上，且表面粗糙有裂纹，同时焙烧不充分，导致碎球多，红球多，冷热态指标较差。

营钢针对此问题，通过原始数据分析、技术改造、工艺调整等多个方面进行控制技术研究，通过“造、筛、炼”的工艺技术控制，调整成品球团矿粒级分布。最终得出适合营钢竖炉生产的成品球粒级范围，达到了增产降耗的目的。

2  原始数据分析

2.1  生产条件

本次研究期间没有对球团的原料条件进行刻意调整，既正常生产情况下，根据公司配料计划进行生产，探究非实验状态下的技术可行性与实绩。

2.2  原始数据

营钢竖炉对球团的成品球的粒度组成没有统计，为此2019年11月份开始，进行了为期2个月的原始数据积累，具体数据如下：

由表1可知，球团工序成品球粒度组成范围，粒级大于16mm成品球占比达到46%以上。属于较高范畴。

3  技术改造

3.1  调整造球机倾角

通过两个月的原始调研，确认竖炉造球具备造小球的工艺条件，但是需要针对圆盘造球机进行部分调整。

营钢竖炉造球盘规格如下：

原有造球机倾角为47°，根据生产经验判断，如果想要达到“造小球”的工艺目的，造球加水量要进行适当的调小，因此，导致现有造球盘47°的倾角偏大，对生球破坏性强，故此调整至45°。

3.2  增加雾化喷淋装置

营钢竖炉造球圆盘，没有雾化水喷淋，由于“造小球”需要减少“母球区”加水量，为此，根据“滴水成球、雾水长大、无水紧密”的操作原则，在圆盘“长球区”。通过两根水管及自制喷头，制造了简易雾化喷淋设备。

具体位置如下：

3.3 生筛改造

营钢竖炉原有生筛为32根圆辊筛，为提高筛分效果，对生筛设备进行技改，增加16根圆辊筛以扩大筛分面积。调整倾角为φ12.5°，满足增大筛分面积后，对筛分速度的需求。

改造后生筛运行情况如下：

由于受造球能力限制，无法使用更短的生筛间距，只能通过实践摸索出适宜筛辊间距。促使48根筛辊的生筛既保证筛分质量，又保证生球量满足生产需求。保持前45根筛辊间隙为6mm，后三根生筛辊间隙为18mm。

4 焙烧制度调整

由于生球粒级降低，理论上生球比表面积增大，受热面积增大，水分由内向外迁移时间缩短，干燥时间缩短，干燥速度快。同时热利用率提高，固结速度增加，对焙烧风温的需求降低。通过生产实践，逐步调整焙烧制度，提高冷风量，增加氧化还原氛围，降低焙烧温度，减少煤气消耗。

最终，实现了降低燃烧室温度，提高冷风量的提产降耗攻关，同时由于粒级小，干燥快，固结速度增加，大大缩短了炉料在炉内的运动时间，实现了勤排多排的良性生产条件。

焙烧参数调整如下：

由表3可知，竖炉燃烧室温度实现大幅下降，平均下降18℃，而在实际生产中，2020年后期，同比2019年实现燃烧室温度降低30℃。冷却风量平均提升0.14Km³/h，末期实现风量提升0.3Km³/h。

4成果与讨论

4.1 成品球粒级提升

营钢竖炉成品球粒级以8mm-16mm占比为重点控制指标，来进行“小粒级成品球”的控制技术研究。主要从制定标准及生产实践两个方向着手，有效地将球团矿8mm-16mm粒级占比由50%提升至85%以上。

由表4可知，2019年至2020年，营钢竖炉成品球粒级逐步提高，于20年6月份达到高位稳定值86%。同时竖炉生产过程中并未出现结块、塌料、偏料、管道等异常炉况，可以认为对竖炉来讲，成品球粒级控制8mm-16mm区间占比85%以上，并不会对竖炉生产稳定性带来负面影响。

4.2  冷、热态强度

随着成品球粒级的提升，球团矿冷态强度指标也逐步提升，转股指数达到了94.5%，抗压强度也提升至2865N/球。由此可见，球团矿粒度均匀稳定，球团的冷态强度也会得到提升。

同时2020年球团矿热态指标RDI+3.15同比2019年提升2.54%。根据公司整体配矿计划，不考虑单月矿粉品种变化，总结年度指标时，我们认为，小粒级球团矿由于焙烧迅速，受热均匀，可以提高球团热态强度指标。

4.3 球团指标提升

2020年，两座10㎡竖炉平均日产3297吨，同比2019年提升137t/d。同时煤气单耗由221.69m³/t降低至193.40m³/t，降低28.29m³/t。

球团产量提升、煤气单耗降低直接效益约626万元/年，在创造经济效益的同时达到减少碳排放的目标。

5  结语

（1）为进行竖炉“小粒级成品球”控制技术研究，营钢对造球设备、生筛设备进行相应改造，并调整对应的工艺控制手段。

（2）研究表明，竖炉也可以冶炼小粒级球团矿，只要掌握合理区间范围，并不会导致异常炉况。

（3）小粒级球团矿可以使竖炉的技经指标得到有效提升，提产降耗，实践总结同比2019年提产4.33%，煤气消耗降低12.76%。

6  参考文献

[1] 唐敬坤，郭磊，郭占成.球团矿高温还原过程中抗压强度变化和机理[J].钢铁，2014,49（7）：66-71.

[2] 王维兴.钢铁工业能耗现状和节能潜力分析[J].节能减排，2011（4）：19-22.

[3] 陈晨，唐晓龙，杨永宏，等.云南省钢铁行业SO2排放系数核算研究[J].城市环境与城市生态，2012,25（5）：43-46.

[4] 丁春江，陈铁军，焦向科，等.巴西粗粒精矿配比对凌钢球团的影响研究[J].烧结球团，2017,42（6）：47-50.

[5] 许满兴，张玉兰.新世纪我国球团矿生产技术现状及发展趋势[J].烧结球团，2017,42（2）：25-30.

[6] 周取定.中国铁矿石烧结研究[M].北京：冶金工业出版社.1997:67-73.

[7] 王海涛，李光辉.几种高炉炉料冶金性能的对比研究[J].钢铁，2006，41（1）：1-5.

[8] 吴钢生，边美柱，沈峰满.碱性含镁球团矿的应用及合理物料结构研究[J].钢铁，2006,41（12）：19-21.

[9] 叶匡吾.我国球团生产的现状和展望[J].烧结球团，2003,28（1）：1-1.