关红兵 刘月建 刘文浩 郭军伟
(安阳钢铁股份有限公司)
摘要：受原料场场地的限制，安钢3#烧结机未采用常规的预配料加二次料场混匀供料方式，而是采用了单品种直供料模式，当铁料配比调整时需要做腾仓、上料、切换、预调、回调等一系列操作，技术人员通过程序优化建立了安钢3#烧结机单品种换料标准化操作模型，做到了预知预判，保证了铁料配比变更过程中烧结过程的顺利衔接以及烧结矿质量的稳定。
关键词：烧结；单品种；标准化；模型
0 前言
安钢3#烧结机投产于2012年，是3#高炉的配套工程，自动化控制水平较高，但由于场地限制，3# 烧结机没有配置预配室和混匀料场。烧结生产所用的单品种铁料不经混匀，由皮带机从原料场送至烧结机配料室后宜接进行配料，即单品种铁料宜供配料模式。由于缺乏成熟的二次料场“平铺切取”工艺⑴，铁矿粉混匀效果较差，烧结矿中的SiO2稳定率较低。在换料前后多个铁料品种切换时烧结矿质量容易出现波动,尤其是R±0. 1月稳定率仅维持在70%左右的较低水平，对高炉稳定顺行造成影响。
1 单品种矿换料过程中存在的问题
1.1单話种铁矿粉料仓切换过程不规范
3#烧结机配料室设置了 8个单品种铁料料仓，正常情况下使用6 ~7种单品种铁料，因此只有1 ~2种单品种铁料为双仓配料,其余品种只能使用单仓。在变更铁料配比或品种时，需要对相应料仓进行品种切换，尤其是同时更换多个铁料品种时，切换过程较为复杂。在以往的换料过程中，由于对料仓存料量、使用量和可用时间缺乏精确的判断，经常因切换过程不规范，出现短时间缺品种换料或混料现象，容易造成烧结矿质量波动。
1.2 换料过程中熔剂和燃料配比调整不准确
单品种铁料换料往往涉及到精矿品种或配比调整，以及各类厂间回收物料的调整，铁料原始带入的SiO2、CaO以及FeO含量均会发生变化。因此，3#烧结机每次换料都会涉及到熔剂和燃料配比的调整，在以往的换料过程中由于缺乏准确的预判，致使灰比和煤比出现了较大幅度的波动。
1.3 换料过程中混合料水分波动
安钢3#烧结机使用红外线测水仪检测混合料水分，并根据水分显示值实现自动加水控制。由于红外线测水仪对原料颜色特别敏感，当铁料配比变更，混合料基础颜色变化后，红外测水仪显示水分失准，从而造成混合料加水量和实际水分值波动。
1.4换料前后烧结矿成分波动
烧结机铁料配比变更涉及到一种或者几种铁料品种的切换，烧结矿化学成分发生变化，尤其是换料前多品种铁料收底造成人为混料影响烧结矿成分的稳定，且换料初期面对烧结矿成分波动时，操作人员未建立标准化处置流程，进一步造成波动时间延长。
2 建立3#烧结机单品种铁料换料操作模型
为了最大限度地减少换料过程中烧结趋势和烧结矿质量的波动，适应3#烧结机独特的配料模式，技术人员对3#烧结机工艺设备配置、原燃料基础数据、配比计算以及仪表量程等进行了认真研究，分别对单品种铁料仓的配置、燃料、熔剂和加水量的调整,以及烧结矿成分的调整原则做了详细规定，结合之前的经验建立了 3#烧结机单品种铁料换料操作模型。具体模型如图1所示。
2.1单品种铁料的准备
执行换料计划前，生产车间需根据原料场库存、配料室仓存、铁料配比和料批等计算出大致的换料时间。如果需要变更两种或两种以上铁料时，除了计算单种铁料的换料时间外，还需要根据每种铁料的库存量和消耗量精确计算，确保多种铁料能够同时换料。确定换料时间后还需要合理利用备用仓进行新料准备，换几种料就需要准备几个备用仓，同时换料品种不超过3种。
2.2单晶种料仓的配置
考虑到单品种铁料各自配比不同，单仓下料量不同,铁料仓配置的原则为：（1）根据配比通知单要求，用量大的品种安排双仓、用量小的品种安排单仓；（2）考虑下料量与皮带秤量程的关系，配比大矿种安排量程较大的3# ~ 8#皮带秤,配比小矿种安排量程相对较小的1#、2#皮带秤；（3）考虑圆盘结构不同，1#、2#仓出料口较小，尽量安排物料粒度较粗、粘性小、杂物少的矿种，8#仓位于铁料仓最边缘，进料口较小，尽量放入与7#仓同种物料。
2.3 燃料和熔剂配比调整的预判
执行换料计划前，首先根据配比变化前后A12O3和MgO的变化确定白云石粉和石灰石粉的配比，并根据白云石粉和石灰石粉的配比变化推算带来的CaO的变化，同时考虑烧结矿R基数的变化，通过EXCEL公式计算的方式确定生石灰配比调整幅度。
对于燃料配比调整，主要考虑铁料中精矿、褐铁矿以及原始FeO含量较大的氧化铁皮等矿种配比是否调整幅度较大。根据经验数据，认为烧结矿0.4%的FeO含量变化对应燃料配比变化0.1%0根据各品种物料FeO含量以及配比变化，通过EXCEL公式计算的方式确定燃料配比调整幅度[2]。
2.4混合料水分的调整
配料室使用新配比时，主要根据生石灰配比调整计算滚筒加水量的调整值。理论计算，每增加1 t/h生石灰消化需要增加水量0. 5 t/h，因此混合料加水量调整值为生石灰下料量调整值乘以 0.5。
3#烧结机使用的红外线测水仪通过混合料颜色深浅变化来标定水分值，变更配比时会因为混合料颜色改变而使测水仪显示值失准。因此，换料开始前应暂时停用自动加水模式,换料过程的加水量只考虑生石灰配比变化影响的加水量的变化，不作大增大减，现场安排人工确认水分进行微调。待水分调整合适、稳定后，取混合料做水分分析对测水仪进行标定,标定完成后再切换为自动加水状态。
2.5下达换料标准化作业指导书
原有《配比调整通知单》内容仅涉及换料原因、换料时间和理论配比等内容。2018年以来，为了提高换料准确性，技术人员在《配比调整通知单》的基础上加入了单品种铁料仓分配、熔剂、燃料和加水量调整幅度、烧结透气性预测等内容，形成了《换料标准化作业指导书》,全程指导换料操作。
2.6烧结矿成分的回调和后评价制度
在配比变更过程中，根据《换料标准化作业指导书》进行换料操作，为了提高换料过程中烧结矿质量的稳定性，操作人员应及时根据烧结矿化验结果对熔剂和燃料配比进行回调纠偏，最终达到稳定配比的目标。换料过程结束后，技术人员应按照制度对本次换料过程出具《换料后评价》，分析总结经验，形成了具有安钢特色的烧结机单品种标准化换料操作模型。
3 模型实施后的效果
通过采取上述改进措施，在原料场工艺条件暂无法改变的不利条件下，3#烧结机烧结矿碱度稳定时，在烧结矿碱度稳定率提高的基础上，烧结矿FeO率从2018年初的70%左右提升至了 80%以上。同稳定率、TFe稳定率均得到了提升，具体见表3。
4 结论
大型烧结机采用单品种宜供料模式生产缺乏初步混匀，尤其是换料期间容易造成成分波动。在烧结原料场工艺条件短时间内无法改变的条件下，通过采取优化配料结构尽可能减少换料频次，建立3# 烧结机单品种铁料换料模型，规范换料操作和管理，达到换料过程的科学计算、预知预判。通过一年来的实践和优化，3#烧结单品种铁料换料模型得到进一步完善，3#烧结机换料过程稳定性得到了保证，烧结矿质量稳定率稳步提高。
5 参考文献
[1 ]许满兴,张天启•铁矿石优化配矿实用技术[M ].北京:冶金工业出版社,2017 17-63.
[2]刘跃成，段建国，陈圣明.邯钢新435m?烧结机稳定配料的研究[J].矿业工程.2019,17(3):37 - 38.