全精料全熟料煉鐵生產(chǎn)工藝

　　1．燒結(jié)工藝

　　燒結(jié)是煉鐵原料準(zhǔn)備的中間工序。主要工藝過程是將選礦廠來的精礦粉和回收的含鐵塵泥，混以燃料和溶劑，在高溫下燒結(jié)成塊，經(jīng)破碎、篩分后的燒結(jié)礦送入高爐煉鐵，篩下的粉末返回?zé)�結(jié)燃料系統(tǒng)中心配礦。

　　2．燒結(jié)的原料

　　含鐵礦粉、焦粉、無煙煤、石灰石及其他冶金廢物（如鋼渣、含鐵塵泥、瓦斯灰、軋鋼鐵皮等）。

　　3．燒結(jié)污染源及特征

　�、購U氣來源：

　　燒結(jié)礦是煉鐵的主要原料。燒結(jié)工藝流程產(chǎn)生的廢氣有以下四種：

　　a．各種原料在卸落、破碎、篩分和貯存轉(zhuǎn)運(yùn)過程中產(chǎn)生的常溫含塵廢氣；

　　b．混合料系統(tǒng)中產(chǎn)生的具有一定溫度的水氣——粉塵共生的氣體；

　　C．混合料在燒結(jié)機(jī)上燃燒時，產(chǎn)生含有煙塵、SO2和NOx的高溫?zé)煔猓?/P>

　　d．燒結(jié)礦在破碎、篩分、貯存和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生具有一定溫度的含塵廢氣。

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　　a．燒結(jié)廠產(chǎn)生的廢氣和粉塵量大，含塵濃度高，污染嚴(yán)重。生產(chǎn)一噸燒結(jié)礦，大約產(chǎn)生6000－15000立方米廢氣和20－40千克粉塵；

　　b．廢氣中SO2含量高。燒結(jié)廠使用的鐵礦粉、燃料、溶劑等都含有硫分，在燒結(jié)過程中，隨煙塵排入大氣。

　　精料是高爐冶煉實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低耗的基礎(chǔ)，燒結(jié)和球團(tuán)工藝是原料在冶煉前進(jìn)行準(zhǔn)備和處理精料的重要措施。

　　礦石經(jīng)過燒結(jié)或球團(tuán)成塊以后的“熟料”，不僅可以滿足冶煉對原料粒度的要求，而且在造塊過程中加入溶劑可以使原料達(dá)到自熔，這樣高爐冶煉就可以少加或不加石灰石。另外，在造塊的焙燒過程中可以除去原料中的有害雜質(zhì)硫等，對原料中的其他有益元素也可進(jìn)行綜合回收。

　　二、優(yōu)化原料配置和生產(chǎn)工藝

　　為了改變落后局面，濟(jì)鋼通過優(yōu)化原料和生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)，采取了鋪底料、低溫燃燒、原料層操作工藝，提高原料（礦粉）和燃料品質(zhì)，實(shí)施全熟料、全精料等清潔生產(chǎn)技術(shù)。

　　1．優(yōu)化原料及配置

　�。�1）擴(kuò)建原料場。

　　為穩(wěn)定燒結(jié)用料的配比，減少成份波動，改造了原料場。原料場在擴(kuò)建前，占地面積為2．5萬平方米，儲存能力不足10萬噸，原料進(jìn)廠機(jī)械化水平低，主要靠人工卸車，并且“一卸就滿，一吃就光”，嚴(yán)重制約了高爐生產(chǎn)。改造后的料場，占地面積由原來的25萬平方米增加到19．4萬平方米，年受料量400萬噸以上，混勻料年處理量255萬噸。

　�。�2）提高原料（精礦）品位和燃料質(zhì)量。

　　在優(yōu)化原料、燃料結(jié)構(gòu)中，堅(jiān)持低雜質(zhì)、高品位、高效益的原則。從原料采購抓起，制定了嚴(yán)格的采購標(biāo)準(zhǔn)，按照造球用鐵精粉品位和200目細(xì)度含量“雙 65％”。

　　在制定年度配料計(jì)劃時，以實(shí)現(xiàn)煉鐵低渣量、鐵水成本低為目標(biāo)，努力降低火爐料中的有害雜質(zhì)，合理控制高爐爐渣三氧化二鋁含量，在保證公司內(nèi)含鐵廢料充分利用的同時，大量選用品位高，非金屬物含量低的巴西、澳大利亞、印度等進(jìn)口礦，提高進(jìn)口礦和高質(zhì)量礦使用比例，改變了過去大量吃雜礦、生礦，“買著便宜吃著貴”，鐵成本高的狀況。經(jīng)過優(yōu)化，1998年燒結(jié)礦的品位達(dá)到55．24％，高爐火爐品位達(dá)到56．9％，噸鐵渣量由1995年的509公斤降至390公斤，降低119公斤。

　　根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)要求，努力穩(wěn)定中和料的配比，提高中和料質(zhì)量。1998年二次料場供料率達(dá)到100％。通過加強(qiáng)工序質(zhì)量控制，使全鐵穩(wěn)定率和二氧化硅穩(wěn)定率大幅度提高，為穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)、降低團(tuán)體燃耗創(chuàng)造了良好的條件。

　　通過優(yōu)化焦?fàn)t配煤結(jié)構(gòu)，提高焦炭質(zhì)量，降低焦炭灰份，所有高爐用焦全面整料入爐，為高爐穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造條件。對進(jìn)廠煤按照提高焦炭強(qiáng)度，降低灰份、硫份，提高冶金焦率和降低焦炭成本的要求選擇煤礦、煤井，按結(jié)構(gòu)要求穩(wěn)定供應(yīng)。利用自動配煤技術(shù)，使各種煤的配比穩(wěn)定，發(fā)揮了各種煤的優(yōu)點(diǎn)和互補(bǔ)作用，配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化，成本沒有增加，質(zhì)量明顯改善。為了利用低價值資源焦粉，開發(fā)了濕法細(xì)磨焦粉配煤技術(shù)，為彌補(bǔ)弱粘性煤的不足，降低焦炭灰份、硫份，提高抗碎、耐磨強(qiáng)度發(fā)揮了重要作用，細(xì)磨焦粉配比2％，年配量2萬噸以上，年效益近900萬元。焦?fàn)t用煤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，為高爐提供了優(yōu)質(zhì)的焦碳。1998年焦炭灰份降到11．91％，硫份降到0．52％，分別比1995年下降l．4和0．16個百分點(diǎn)，M40由1995年的75．7％提高到了83．7％，同時，煉鐵采用切焦機(jī)進(jìn)行焦炭整粒，提高焦炭利用率2％以上。

　�。�3）優(yōu)化溶劑結(jié)構(gòu)。

　　在優(yōu)化溶劑結(jié)構(gòu)方面，經(jīng)過多年的探索，分別不同容量燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)礦的堿度進(jìn)行了控制，對90平方米、36平方米燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的燒結(jié)礦堿度均保持在1．8左右，第二煉鐵廠24平方米燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的燒結(jié)礦堿度基數(shù)穩(wěn)定在1．7－1．8。第三煉鐵廠對平方米燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的燒結(jié)堿度控制在2．0。

　　為解決高爐渣中MgO含量低、爐渣性能差的問題，在36平方米燒結(jié)機(jī)配加 4％的輕燒白云石粉和 6％的水淬鋼渣，燒結(jié)礦MgO含量由過去的1．6％提高到2．3％。90平方米燒結(jié)機(jī)配加5％左右的破碎鋼渣，燒結(jié)礦中MgO含量提高到1．9％，高爐渣中MgO含量達(dá)到9－11％，爐渣堿度由1．19降到1．5，使?fàn)t渣流動性改善，脫硫效率提高。配加鋼渣后燒結(jié)礦強(qiáng)度提高，含粉率下降，滿足了高爐強(qiáng)化冶煉的需要。

　　90平方米燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦含粉率由20％以上下降到13．29％。36平方米燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦含粉7．99％下降到7．14％。實(shí)驗(yàn)證明，每配用100噸鋼渣，相當(dāng)于回收鐵礦粉28噸，輕燒白云石20噸，生石灰16噸，按1998年價格測算，每噸鋼渣直接效益為137元，1998年兩個燒結(jié)廠共消化鋼渣22萬噸，年經(jīng)濟(jì)效益3014萬元。在球團(tuán)礦生產(chǎn)方面，使用-260網(wǎng)目鎂質(zhì)復(fù)合粘結(jié)劑代替-200網(wǎng)目純膨潤土，不僅降低了膨潤土用量，提高了球團(tuán)礦品位，而且提高了球團(tuán)礦MgO含量，改善了球團(tuán)礦冶金性能。使用一260網(wǎng)目膨潤土后，噸球團(tuán)礦粘結(jié)劑消耗降低5千克，全年節(jié)省粘結(jié)劑采購費(fèi)用125萬元。

　　2．優(yōu)化生產(chǎn)工藝措施

　　優(yōu)化生產(chǎn)工藝主要包括：對原有燒結(jié)設(shè)備更新、改造，實(shí)行低溫原料層操作，小球工藝等新技術(shù)、新工藝。
　　
　�。�1）新建燒結(jié)機(jī)。

　　為提高燒結(jié)機(jī)水平，增加產(chǎn)量，保證全高爐、全熟料生產(chǎn)。1994年，新建了兩臺90平方米燒結(jié)機(jī)和一座8平方米球團(tuán)豎爐，改造了36平方米燒結(jié)機(jī)，對原有燒結(jié)設(shè)備進(jìn)行了系統(tǒng)改造，年生產(chǎn)熟料能力由200萬噸提高到了480萬噸以上。1996年底實(shí)現(xiàn)了全公司12座高爐全熟料。停用了質(zhì)量差、消耗高的24平方米燒結(jié)機(jī)和對平方米燒結(jié)機(jī)。隨后又經(jīng)配套改造，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷地得到提高。

　�。�2）提高原料層工藝水平。

　　原料層的厚薄對燒結(jié)過程有很大影響。料層薄、機(jī)速塊，雖然能提高燒結(jié)速度和產(chǎn)量。但在薄料層燒結(jié)時表層質(zhì)量差的燒結(jié)礦數(shù)量相對增加，降低了燒結(jié)礦的平均強(qiáng)度，使返礦和粉末礦增多。同時燒結(jié)過程自動蓄熱作用受到削弱，增加了固體燃料消耗，使燒結(jié)礦中氧化鐵（FeO）含量增高，還原性變壞。

　　有關(guān)資料表明，料層厚度每提高10毫米，可節(jié)約固體燃料1．0－1．5公斤。此外，還可減輕燒結(jié)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和風(fēng)管磨損，降低抽風(fēng)系統(tǒng)含塵量，提高燒結(jié)礦品位，降低燒結(jié)礦中氧化鐵的含量，該善蓄熱條件，提高熱能利用率。

　　在較低的燒結(jié)溫度下對燒結(jié)混合料進(jìn)行燒結(jié)是近年來開發(fā)的一種新工藝。采用新工藝生產(chǎn)的燒結(jié)礦具有還原性高，冷強(qiáng)度高，軟化區(qū)間窄和低溫還原粉化率低，生產(chǎn)粉塵量少等優(yōu)點(diǎn)。

　　結(jié)合燒結(jié)稅改造實(shí)行了原料層低溫操作。90平方米燒結(jié)機(jī)料展由500毫米增加到700毫米，生產(chǎn)能力提高10％以上，每噸燒結(jié)礦固體燃料消耗降低8公斤，隨后降新技術(shù)又進(jìn)行推廣到36平方米燒結(jié)機(jī)，料層厚度由380毫米增加到600毫米，年生產(chǎn)能力提高了10萬多噸，煤噸燒結(jié)礦固體燃料消耗降6公斤。改造后，兩臺90平方米燒結(jié)機(jī)和兩臺36平方米燒結(jié)機(jī)增加燒結(jié)礦40萬噸，為停止質(zhì)量差，消耗高，產(chǎn)塵量大的24平方米燒結(jié)機(jī)和33平方米燒結(jié)機(jī)創(chuàng)造了條件。

　�。�3）小球燒結(jié)工藝。

　　傳統(tǒng)的燒結(jié)法是將粉礦、燃料和溶劑按一定比例混合，利用其中燃料燃燒產(chǎn)生的熱量局部生成液相物，利用生成的熔融體使散料顆粒結(jié)成塊狀燒結(jié)礦。而傳統(tǒng)球團(tuán)是將精粉和溶劑、粘結(jié)劑混合后，壓成或滾成直徑10－30毫米的生球，然后經(jīng)過干燥和焙燒使之固結(jié)。

　　小球燒結(jié)工藝是先將礦粉和溶劑按一定比例混合造球，并在球外滾上一層焦粉，然后再在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)。其工藝流程見圖2－4。

　　小球燒結(jié)工藝與傳統(tǒng)燒結(jié)工藝相比：

　�、傩∏驘�結(jié)工藝可在簡單的生產(chǎn)工藝中，同時使用燒結(jié)原料和球團(tuán)原料。而以前這兩種原料需要采用兩種工藝來處理。

　�、谛∏驘�結(jié)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品為球團(tuán)燒結(jié)礦，其還原度和低溫還原粉化率均有所改善，克服了燒結(jié)礦粒度不夠均勻和球團(tuán)礦的高溫還原度低和軟化性能差的缺點(diǎn)。

　�、坌∏驘�結(jié)可提高產(chǎn)量。因?yàn)樾∏驘�結(jié)粒度均勻，強(qiáng)度較好，改善了料層內(nèi)部的氣體動力分布狀況，提高了原始混合透氣性能，同時也改善了水分蒸發(fā)條件，使干燥帶厚度減薄。

　　④由于小球料的堆比重和粒度較大，燃料分布均勻，使小球軟化后生成的燒結(jié)餅的單位阻力比普通料略高，提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度。

　　⑤降低爐料含粉率，推行了大批量操作。

　　⑥第一煉鐵廠高爐所用的燒結(jié)礦大部分來自90平方米燒結(jié)機(jī)，雖然燒結(jié)礦生產(chǎn)中返粉量大幅度降低，但發(fā)現(xiàn)在火爐前倒運(yùn)過程中，皮帶間的落差使燒結(jié)礦粉碎量較大。經(jīng)過多次試驗(yàn)，皮帶間加一條小皮帶，降低皮帶間的落差，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)礦“軟著陸”，不僅減少了物料的飛揚(yáng)改善了環(huán)境，而且降低了燒結(jié)礦含粉率，年直接效益 438萬元。

　　為凈化入爐料，1994年濟(jì)鋼對一煉鐵高爐槽下篩分系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用懸壁篩網(wǎng)技術(shù)改造的彈性共振篩后，在全公司幾座高爐推廣使用，使用篩分效率提高到89％，是原慣性直線振篩的376倍，且長期連續(xù)使用不堵篩孔，使火爐料含粉率由原來的11．83％降到5％以下，噸鐵爐塵噴出量由原來的60公斤降到20公斤以下，極大地凈化了爐料。

　　在實(shí)現(xiàn)全熟料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過不斷努力及爐料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，基本上實(shí)現(xiàn)了精料火爐。第一煉鐵廠在精料基礎(chǔ)上，于1997年下半年開始實(shí)施大料批操作。經(jīng)過一年多的不斷完善及改進(jìn)，目前料批已穩(wěn)定在16－17噸之間，礦批較1996年增加7－8噸。由于礦批加大，煤氣流分布均勻，煤氣利用改善，混合煤氣CO2由過去的17．3％提高到18．51％，爐體熱負(fù)荷降低1／6，對延長爐體起有積極作用。據(jù)估算，僅煤氣CO2提高，可降低焦比20公斤／噸。同時主要兩個廠在大批量操作方面也取得一定效果。礦批由1．6噸提高到3．5噸，煤氣（CO2）利用率提高到16％以上。

　　三、合理配置原料和優(yōu)化生產(chǎn)工藝的成效

　　通過燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)和配置結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，焦炭和燒結(jié)礦產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，高爐主要指標(biāo)明顯改善。

　　（l）由于入爐料質(zhì)量穩(wěn)定了高爐冶煉操作，利用系數(shù)大幅度提高。1998年達(dá)到2．692，與1995年相比，提高了0．402，其中第一煉鐵和第三煉鐵廠高爐利用系數(shù)分別達(dá)2．744和2．9。全系統(tǒng)年產(chǎn)鐵由1995年的160萬噸增加到1998年的273．7萬噸。增加了71％。

　�。�2）高爐火爐焦比，由1995年的536公斤／噸降至1998年的476公斤／噸，下降了11．1％。

　�。�3）火爐非金屬量由1998年與1995年相比，降低了32．5萬噸，噸鐵渣由1995年的509公斤／噸下降至1998年的390公斤／ 噸，下降了23．38％。