全精料全熟料煉鐵生產工藝

　　1．燒結工藝

　　燒結是煉鐵原料準備的中間工序。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，在高溫下燒結成塊，經破碎、篩分后的燒結礦送入高爐煉鐵，篩下的粉末返回燒結燃料系統中心配礦。

　　2．燒結的原料

　　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．燒結污染源及特征

　　①廢氣來源：

　　燒結礦是煉鐵的主要原料。燒結工藝流程產生的廢氣有以下四種：

　　a．各種原料在卸落、破碎、篩分和貯存轉運過程中產生的常溫含塵廢氣；

　　b．混合料系統中產生的具有一定溫度的水氣——粉塵共生的氣體；

　　C．混合料在燒結機上燃燒時，產生含有煙塵、SO2和NOx的高溫煙氣；

　　d．燒結礦在破碎、篩分、貯存和運轉過程中產生具有一定溫度的含塵廢氣。

　　②污染物特征：

　　a．燒結廠產生的廢氣和粉塵量大，含塵濃度高，污染嚴重。生產一噸燒結礦，大約產生6000－15000立方米廢氣和20－40千克粉塵；

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

　　精料是高爐冶煉實現高產優質低耗的基礎，燒結和球團工藝是原料在冶煉前進行準備和處理精料的重要措施。

　　礦石經過燒結或球團成塊以后的“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硫等，對原料中的其他有益元素也可進行綜合回收。

　　二、優化原料配置和生產工藝

　　為了改變落后局面，濟鋼通過優化原料和生產工藝結構，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，實施全熟料、全精料等清潔生產技術。

　　1．優化原料及配置

　　（1）擴建原料場。

　　為穩定燒結用料的配比，減少成份波動，改造了原料場。原料場在擴建前，占地面積為2．5萬平方米，儲存能力不足10萬噸，原料進廠機械化水平低，主要靠人工卸車，并且“一卸就滿，一吃就光”，嚴重制約了高爐生產。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）品位和燃料質量。

　　在優化原料、燃料結構中，堅持低雜質、高品位、高效益的原則。從原料采購抓起，制定了嚴格的采購標準，按照造球用鐵精粉品位和200目細度含量“雙 65％”。

　　在制定年度配料計劃時，以實現煉鐵低渣量、鐵水成本低為目標，努力降低火爐料中的有害雜質，合理控制高爐爐渣三氧化二鋁含量，在保證公司內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、印度等進口礦，提高進口礦和高質量礦使用比例，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。經過優化，1998年燒結礦的品位達到55．24％，高爐火爐品位達到56．9％，噸鐵渣量由1995年的509公斤降至390公斤，降低119公斤。

　　根據燒結生產要求，努力穩定中和料的配比，提高中和料質量。1998年二次料場供料率達到100％。通過加強工序質量控制，使全鐵穩定率和二氧化硅穩定率大幅度提高，為穩定燒結礦質量指標、降低團體燃耗創造了良好的條件。

　　通過優化焦爐配煤結構，提高焦炭質量，降低焦炭灰份，所有高爐用焦全面整料入爐，為高爐穩定運行創造條件。對進廠煤按照提高焦炭強度，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，按結構要求穩定供應。利用自動配煤技術，使各種煤的配比穩定，發揮了各種煤的優點和互補作用，配煤結構優化，成本沒有增加，質量明顯改善。為了利用低價值資源焦粉，開發了濕法細磨焦粉配煤技術，為彌補弱粘性煤的不足，降低焦炭灰份、硫份，提高抗碎、耐磨強度發揮了重要作用，細磨焦粉配比2％，年配量2萬噸以上，年效益近900萬元。焦爐用煤結構的優化，為高爐提供了優質的焦碳。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，M40由1995年的75．7％提高到了83．7％，同時，煉鐵采用切焦機進行焦炭整粒，提高焦炭利用率2％以上。

　　（3）優化溶劑結構。

　　在優化溶劑結構方面，經過多年的探索，分別不同容量燒結機生產礦的堿度進行了控制，對90平方米、36平方米燒結機生產的燒結礦堿度均保持在1．8左右，第二煉鐵廠24平方米燒結機生產的燒結礦堿度基數穩定在1．7－1．8。第三煉鐵廠對平方米燒結機生產的燒結堿度控制在2．0。

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

　　90平方米燒結機燒結礦含粉率由20％以上下降到13．29％。36平方米燒結機燒結礦含粉7．99％下降到7．14％。實驗證明，每配用100噸鋼渣，相當于回收鐵礦粉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年兩個燒結廠共消化鋼渣22萬噸，年經濟效益3014萬元。在球團礦生產方面，使用-260網目鎂質復合粘結劑代替-200網目純膨潤土，不僅降低了膨潤土用量，提高了球團礦品位，而且提高了球團礦MgO含量，改善了球團礦冶金性能。使用一260網目膨潤土后，噸球團礦粘結劑消耗降低5千克，全年節省粘結劑采購費用125萬元。

　　2．優化生產工藝措施

　　優化生產工藝主要包括：對原有燒結設備更新、改造，實行低溫原料層操作，小球工藝等新技術、新工藝。
　　
　　（1）新建燒結機。

　　為提高燒結機水平，增加產量，保證全高爐、全熟料生產。1994年，新建了兩臺90平方米燒結機和一座8平方米球團豎爐，改造了36平方米燒結機，對原有燒結設備進行了系統改造，年生產熟料能力由200萬噸提高到了480萬噸以上。1996年底實現了全公司12座高爐全熟料。停用了質量差、消耗高的24平方米燒結機和對平方米燒結機。隨后又經配套改造，技術經濟指標不斷地得到提高。

　　（2）提高原料層工藝水平。

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

　　有關資料表明，料層厚度每提高10毫米，可節約固體燃料1．0－1．5公斤。此外，還可減輕燒結機、引風機和風管磨損，降低抽風系統含塵量，提高燒結礦品位，降低燒結礦中氧化鐵的含量，該善蓄熱條件，提高熱能利用率。

　　在較低的燒結溫度下對燒結混合料進行燒結是近年來開發的一種新工藝。采用新工藝生產的燒結礦具有還原性高，冷強度高，軟化區間窄和低溫還原粉化率低，生產粉塵量少等優點。

　　結合燒結稅改造實行了原料層低溫操作。90平方米燒結機料展由500毫米增加到700毫米，生產能力提高10％以上，每噸燒結礦固體燃料消耗降低8公斤，隨后降新技術又進行推廣到36平方米燒結機，料層厚度由380毫米增加到600毫米，年生產能力提高了10萬多噸，煤噸燒結礦固體燃料消耗降6公斤。改造后，兩臺90平方米燒結機和兩臺36平方米燒結機增加燒結礦40萬噸，為停止質量差，消耗高，產塵量大的24平方米燒結機和33平方米燒結機創造了條件。

　　（3）小球燒結工藝。

　　傳統的燒結法是將粉礦、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成塊狀燒結礦。而傳統球團是將精粉和溶劑、粘結劑混合后，壓成或滾成直徑10－30毫米的生球，然后經過干燥和焙燒使之固結。

　　小球燒結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，然后再在燒結機上進行燒結。其工藝流程見圖2－4。

　　小球燒結工藝與傳統燒結工藝相比：

　　①小球燒結工藝可在簡單的生產工藝中，同時使用燒結原料和球團原料。而以前這兩種原料需要采用兩種工藝來處理。

　　②小球燒結工藝生產的產品為球團燒結礦，其還原度和低溫還原粉化率均有所改善，克服了燒結礦粒度不夠均勻和球團礦的高溫還原度低和軟化性能差的缺點。

　　③小球燒結可提高產量。因為小球燒結粒度均勻，強度較好，改善了料層內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餅的單位阻力比普通料略高，提高了產品的強度。

　　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礦大部分來自90平方米燒結機，雖然燒結礦生產中返粉量大幅度降低，但發現在火爐前倒運過程中，皮帶間的落差使燒結礦粉碎量較大。經過多次試驗，皮帶間加一條小皮帶，降低皮帶間的落差，實現了燒結礦“軟著陸”，不僅減少了物料的飛揚改善了環境，而且降低了燒結礦含粉率，年直接效益 438萬元。

　　為凈化入爐料，1994年濟鋼對一煉鐵高爐槽下篩分系統進行了改造，采用懸壁篩網技術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。

　　在實現全熟料的基礎上，經過不斷努力及爐料結構的優化，基本上實現了精料火爐。第一煉鐵廠在精料基礎上，于1997年下半年開始實施大料批操作。經過一年多的不斷完善及改進，目前料批已穩定在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％，爐體熱負荷降低1／6，對延長爐體起有積極作用。據估算，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、合理配置原料和優化生產工藝的成效

　　通過燒結原料結構和配置結構的優化，焦炭和燒結礦產品質量大幅度提高，高爐主要指標明顯改善。

　　（l）由于入爐料質量穩定了高爐冶煉操作，利用系數大幅度提高。1998年達到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分別達2．744和2．9。全系統年產鐵由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％。