梅钢富氧烧结技术的研究与应用

沈小峰

摘要：对梅钢3号烧结机进行富氧烧结试验研究，结果表明，富氧烧结效果显著。富氧烧结改善了燃料利用率，降低了固体消耗，提高了烧结矿铁酸钙和粘结相含量，改善了烧结矿相结构，转鼓强度提高了1.52%，低温还原粉化率RDI+3.15和还原性RI指标均得到了优化，分别提高了0.328%和0.6%。

关键词：吹氧富氧点火氧气罩

0引言

富氧烧结是通过提高点火助燃空气和抽入料层空气的含氧量，改善燃料燃烧条件，增强燃烧带的氧化气氛，综合已有的国内外研究成果和生产实践，对于富氧烧结在烧结生产中主要优点已达成以下共识。首先，富氧烧结能提高燃料利用率，使得烧结液相生成量增加，保温时间延长，实现高氧位烧结，使烧结矿成品率及转鼓指数都随之升高。其次，富氧烧结能提高烧结机生产效率。另外，富氧烧结可使烧结料层中的固体燃料得到充分燃烧，提高其综合燃烧特性和燃料利用率，从而降低燃耗，实现厚料层烧结。

本文就梅钢3号烧结机富氧烧结的生产实践进行试验研究，设计了富氧烧结工艺流程图、供氧保温罩的结构形式、罩中供氧方式、系统研究了富氧烧结的效果，并对富氧烧结工作机理进行了探讨。

1技术方案

梅钢3号烧结机富氧烧结工艺由向烧结料层吹氧和富氧点火二部分构成，其工艺流程如图1所示。烧结机氧气罩呈弧形，离点火器出口7米，通过支架罩在台车上，氧气罩上部开有一条0.5米宽的槽，用于烧结供风；氧气罩由四段组成，每段长3米（有4个氧气喷头），总长12米，喷头距料面480mm,氧气喷头出口处压力约在0.04～0.06MPa。富氧烧结在氧气压力高于4.5公斤的前提下启用，烧结操作人员通过调节阀调整氧气流量，当氧气压力低于0.45MPa时，调节阀自动切断烧结供氧。

2富氧烧结工业试验结果与分析

制定了适宜的富氧烧结工艺流程图，供氧保温罩的结构形式，罩中供氧方式，氧气管道吹扫方式和烧结安全用氧方案后，在烧结氧气流量1800米3/小时，料层吹氧流量1680米3/小时，烧结机速度1.70m/min，吹氧时间7分钟，罩内氧浓度22～24%，富氧点火流量120米3/小时，点火助燃空气富氧浓度2%的条件下，研究了富氧烧结的效果。

2.1富氧烧结前后配料结构的变化富氧烧结对烧结配料的影响如表1所示。从表1可以看到，富氧烧结后，梅精矿的配比提高了10.03%，固体燃料配比减少0.40%，生石灰配比提高0.33%。因为梅精矿中S含量高，配比增加，利用3号烧结机的脱硫系统可减少SO2排放量；但是原料SiO2含量较高，因此熔剂使用量增加，生石灰配比相应有所提高。

2.2富氧烧结对操作参数的影响富氧烧结对操作参数的影响如表2所示。从表2可以看到，富氧烧结后，点火温度下降14℃，终点温度上升17℃；另一方面，富氧烧结虽然使烧结过程氧化气氛有所增强，但由于梅精配比的提高，料层透气性恶化，机速、垂直烧结速度略有下降，分别为0.02m/min和0.24mm/min。

2.3富氧烧结对烧结矿化学成分的影响富氧烧结对烧结矿化学成分的影响如表3所示。从表3可知，富氧烧结后，烧结矿TFe下降了0.57%，SiO2上升0.38%，FeO下降0.215%，这主要是因为梅精配比的增加所致。

2.4富氧烧结对生产技术指标的影响富氧烧结对生产技术指标的影响如表4所示。从表4可以看出，富氧烧结后，受梅精配比大辐提升的影响，烧结料层透气性恶化，利用系数略有下降，其降幅为0.035t/m2.h，内返率略有上升，提高了0.40%，但槽下返回率下降0.79%。综合考虑，烧结返回率还是略有降低，同时烧结矿转鼓强度（ISO标准）提高了1.52%，这主要因为富氧后使烧结过程氧化气氛增强，烧结矿相结构得到改善，强度有所提高。另外富氧使烧结过程氧化气氛有所增强，燃料反应更充分，燃料利用率改善，烧结过程均匀性增强，从机尾观察，原台车中间较厚的红矿层减薄，红矿层趋于均匀，固体燃料（湿）下降0.303kg/t。烧结矿低温还原粉化率RDI+3.15、还原性RI指标得到优化，分别提高0.328%和0.6%。富氧点火后，煤气得以更加充分燃烧，燃烧温度提高，点火质量提高，点火煤气耗量降低，煤气单耗下降0.166m3/t。

2.5富氧烧结对烧结矿显微结构的影响从表5可以看到，富氧烧结后，因为氧化气氛增强，烧结矿矿相结构得到改善，铁酸钙和粘结相含量分别上升了1.1%、2.1%。

2.6富氧烧结对经济效益的影响从经济效益上来计算，富氧烧结后，梅钢煤气单耗下降产生年效益74.13万元；固体燃料（湿）下降产生年效益45.77万元；产生的总效益为119.9万元。扣除产生效益部分年烧结矿成本每吨烧结矿增加的成本为1.1957元/t，年成本增加239.5万元。由此看来，富氧烧结后，烧结矿成本提高了，但是烧结矿强度、RDI、RI明显改善，使成品率增加，有利于高炉冶炼和降低焦比。

3结论

本文对梅钢3号烧结机进行富氧烧结试验研究，结果表明，富氧烧结效果显著。富氧烧结改善了燃料利用率，降低了固体消耗，提高了烧结矿铁酸钙和粘结相含量，改善了烧结矿相结构，转鼓强度提高了1.52%，低温还原粉化率RDI+3.15和还原性RI指标均得到了优化，分别提高了0.328%和0.6%。同时富氧点火改善了点火质量，增强点火强度，降低点火煤气消耗，虽然富氧烧结后，烧结矿成本提高了，但是烧结矿强度、RDI、RI明显改善，有利于高炉冶炼和降低焦比。