【摘要】本文主要是论述怎样通过工艺操作手段提高烧结产量。研究范围为我国现在主流大型烧结机高碱度烧结矿的工艺生产。明确烧结提产能够节能降本、备矿检修、外卖创收和应对突发情况等作用的必要性，阐述了烧结提产应该以确保高炉顺行和烧结矿优质为前提。用理论和实践相结合的方法分析烧结生产普遍存在的大水大碳操作产量高、生石灰配加量无度、用小烧损来提产和盲目追求透气性等问题。找到关键点加以论述、解决。并且对烧结生产每个工艺阶段应该注意的问题进行量化说明，给出具体的工艺参数标准。通过以上的分析和说明，确定烧结工艺提产的基本思路：改善进厂原料、优化配比、提高烧结矿碱度、强化一线工人操作、加强各口和上下游工序间的沟通。根据提产的基本思路和现实生产状况制定烧结提产的可执行方案，从而达到烧结工艺提产的目的。 

【关键词】烧结工艺；提产；理论与实践相结合；大型烧结机；高碱度烧结矿；可执行 

【引言】  文章主要围绕专业性、技术性和通用性展开论述。专业性主要体现在着重把理论知识应用于实践，找出现在国内烧结过程中普遍存在的误区，并分析由此产生的不良影响；把高碱度烧结矿生产的注意事项详尽列举；把各工序的重要问题归纳、总结、标准化。技术性主要体现在把烧结过程中的烧结矿成分比例、烧结矿综合烧成量、垂直烧结速度、烧结矿燃料燃烧带厚度等重要参数量化后应用于烧结生产，使原本粗略烧结过程变得精细可控。通用性主要体现在其普遍适合我国现在大部分钢铁企业的烧结生产。各烧结生产单位可以根据正文第三、四、五章的内容，参考第六章内容来制定符合本单位实际情况的提产计划，方便、有效。

一、 烧结提产的必要性

现代烧结机和高炉的建设都是匹配的，而且高炉生产用直供烧结矿要比落地矿好得多，为何烧结生产还需要提产呢？

（一） 节能降本

烧结提产是在单位时间内提高烧结矿产量，会直接降低烧结生产中的加工成本^[1]，为降低整个钢铁冶炼的总成本打下良好的基础。

（二） 备矿检修、技改

烧结设备是烧结生产最重要的基础条件，烧结设备的正常运行直接关系到烧结生产是否能顺利进行。

1、烧结设备的正常运行除了日常保养外主要靠定时检修来维护。烧结矿产量提高，可以多备烧结落地矿，为烧结设备的定修的顺利完成创造了时间上的条件。

2、如果有新工艺或设备需要技改，烧结必须提产备矿，以满足其时间需求。

（三） 外卖创收

现在国内钢铁企业由于受产业升级、绿色环保等问题影响造成烧结矿短缺的现象比比皆是，如果提高烧结矿产量，剩余烧结矿用以外卖，将会为企业直接创利，加速企业资金周转，促进企业更快发展。

（四） 应对突发

由于突发性大型设备故障和环保检查等原因造成烧结停产、限产的事情屡有发生，所以很多企业须加大力度提高烧结矿产量，准备足够的落地烧结矿用以应对突发事件。否则外购烧结矿，将会直接增加炼铁冶炼成本。

二、烧结提产的前提

（一）必须以保证高炉冶炼优质、高产、低耗为前提下进行。

烧结生产的第一任务就是生产烧结矿以满足高炉冶炼优质、高产、低耗的要求，因此烧结提产时的前提也必须保证高炉冶炼的优质、高产、低耗。

（二）必须按照烧结矿先优质、再高产、后低耗的顺序进行。

1、烧结矿的质量是高炉冶炼最重要的前提条件之一，直接关系到高炉生产顺行。

（1）烧结的产能不够尚有调剂其它铁料的办法弥补，但劣质烧结矿则会给高炉冶炼造成炉矿难行、慢风，甚至炉缸冻结等不良影响，导致企业巨大的经济损失。      

(2) 提产后产生的备用烧结矿必须具有常温粉化率低、机械强度高、粒度组成均匀等优质烧结矿的特性。

2、烧结高产本身就意味着加工成本降低，比“低耗”会给企业带来更多效益。

三、烧结生产的普遍误区

（一）大水大碳产量高

1、大水大碳操作确实能暂时提高烧结矿毛矿产量。但大水大碳的操作是发展了以磁铁矿和铁橄榄石为主的矿相成份，而抑制了高碱度烧结矿中主要矿相铁酸钙的生成。铁橄榄石和磁铁矿在高炉冶炼前易在露天环境常温粉化，在炉内造成烧结矿低温还原粉化率升高，逆行炉况；不易被还原，造成高炉焦比增高。

2、大水大碳操作生产的烧结矿会造成高炉返矿量的增大，降低了混匀矿的使用比例。起不到增产的效果，反而造成减产，得不偿失。

（二）只要碱度不超标，生石灰配加量越大产量越高

1、高碱度烧结矿的生产一般情况下生石灰的配入的确提高了烧结矿产量，但生石灰的配加量过大，尤其超过5%时，烧结矿中的游离氧化钙（白点）和正硅酸钙成倍增加，造成烧结矿膨化，极大地增加了烧结矿的常温粉化率。致使烧结矿强度变差、粒度组成变细、返矿量增加。

2、在实际生产中由于生石灰的大量配加易造成烧结配、混料流程和混合料仓的结块，堵塞上料系统，破坏正常生产运行。

（三）烧结台车布料透气性越高越好

1、烧结生产料层透气性是烧结过程的重要条件。但料层透气性和密闭性是相辅相成的。密闭性是烧结过程中保证料层自动蓄热能力和有效风量的关键。要保证烧结矿的产质量就必须保证烧结垂直燃烧速度均匀稳定，要保证垂直烧结速度的均匀稳定就必须保证烧结料层有一定的密闭性，确保烧结的有效风量足够。

2、高碱度烧结最容易出现的问题就是过分追求料层透气性，忽视烧结过程中燃料燃烧带的风阻。有很多烧结单位生产高碱度烧结矿时经常遇到一种情况：烧结矿中亚铁低，而且提高燃料比后亚铁仍升不上来，负压高、不好烧。这时一般生产操作总是找料层透气性的原因。其实这往往是因为料层透气性过好或低熔点液相成分过多，造成燃料燃烧带过宽引起的。

（四） 混合料烧损越小产量越高

1、混合料适当降低烧损确实可以提高烧结矿烧成量，从而提高产量。但当混合料的烧损过小就会导致烧结料面收缩不够，减慢烧结速度，致使产量大幅度降低。

2、因为烧损过小会造成结矿强度大大降低，返矿量增加，导致产量降低。

四、烧结提产主要注意事项

现在国内高炉冶炼的主流配料方式是：高碱度烧结矿+酸性球团矿+富矿块。

本章主要论述高碱度烧结矿生产中各阶段提产的主要注意事项。

（一）一次配料（混匀矿）

1、粒度

混匀矿最佳的粒度组成应该是：0mm～3mm占20～40%；3mm～5mm占40～60%；5mm～8mm＜15%；8mm以上＜5%^[2]。

2、水份

混匀矿综合水份5～6.5%^[3]； 结晶水≤3%^[4]。

3、 烧损

混匀矿综合烧损控制在8～10%为宜。（烧结配料的基本标准。）

4、氧化镁含量

混匀矿中氧化镁含量一般应调至其三氧化二铝含量的1.3～1.5倍，一般值为：2～3%。这不仅关系到烧结矿的矿相组成，而且直接关系到高炉冶炼的顺行。（烧结配料的基本标准。）

5、碱度

混匀矿二元碱度一般控制在1.1～1.2^[5]。（烧结配料的基本标准。）

6、 配料计算 

配料计算时必须用物料湿基带入计算，这样才能确保配料的准确性，同时可以保证原料不亏库。（烧结配料的基本标准。）

（二）二次配料（混合料）

1、 燃料

（1）粒度

焦粉粒度：0mm～3mm≥75%；3mm～5mm≤20%；5mm～8mm＜3%

白煤粒度：0mm～3mm≥65%；3mm～5mm≤30%；5mm～8mm＜5%

（2）水份

焦粉水份＜10；白煤水份＜8。

（3）注意事项：

①燃料粒度和铁料粒度相匹配，当混合料粒度增大时可相应增加燃料粒度3mm～5mm的比例，5mm～8mm的比例不能增加。

②烧结所用燃料硅、铝成份比例很大，影响烧结矿的成分与烧成。所以必须把燃料计算在烧结配比100%之内。（烧结配料的基本标准。）

2、 生石灰

（1）配加量不能过多，在能保证混合料碱度、粒度和料温需求情况下一般生石灰配加量不超过4%。

（2）如果二次配料生石灰配加量过大，甚至超过5%，则需要增高一次配料碱度或降低混合料二氧化硅含量，从而达到降低生石灰配入量的目的。（烧结配料的基本标准。）

3、料温

布料时混合材料温控制在65～75℃为宜，不应过高。过高温度的混合料在布料和烧结过程中会产生膨化现象，对结矿不利。

4、水份与烧损

计算二次配料的综合水份（未加水前）一般4～6%，综合烧损9～11%，综合烧成量83～87%为宜。

（三）烧结生产

1、 料好不好烧

混合料透气性确实是烧结生产中好烧、高产的重要指标，但不能为了料好烧就一味地追求混合料透气性。要想使烧结料好烧、高产必须坚持理论与实践相结合，从烧结料的物化性能、矿相反应、矿化和结晶条件入手研究：怎样能使现有条件下烧结过程中的各种成份比例匹配、粒度组成合适、水碳适中、垂直烧结速度均匀稳定、料面收缩有度等问题。

2、 垂直烧结速度

垂直烧结速度是控制烧结矿产质量最直接、最确切的指标之一。经过不断的实践摸索，得出高碱度烧结矿的垂直烧结速度应该控制20mm～25mm/min。如果垂直烧结速度低于20mm/min则烧结产量低；垂直烧结速度高于25mm/min则烧结矿质量变差、强度变低、粒度组成变细、返矿量增加。具体最佳的垂直燃烧速度值根据实际物料、设备情况确定。

3、燃料燃烧带的厚度

燃料燃烧带的厚度是烧结过程控制的关键所在，直接关系到烧结矿的结矿质量，并且对垂直烧结速度有着很大的影响。经过数以千次对烧结过程的实地观测与对烧结机风箱温度的监控分析，得出高碱度烧结生产燃料燃烧带厚度在30mm～200mm之间。

4、全量核算

烧结生产可以通过全量公式^[6]核算原料与烧结矿成份，如遇烧结矿成份和预想成份偏差大时，可用全量公式和实际情况对比找出问题根源，快速解决问题。

五、烧结提产的基本思路

1、改善进厂原料

供应口除了根据以往经验采购矿粉外，应采纳烧结生产口和技术口反馈信息，根据生产情况采购矿粉，改善矿粉的物化性能和结构组成，满足烧结提产需求。

2、优化配比

在现有人、机、物、料条件下根据“硅定一切原则^[7]”优化配比。烧结矿中二氧化硅含量在必须保证在4.5～6%之间。（烧结配料的基本标准。）

（1）调整好铁料粒度组成，尤其关注3mm～8mm铁料粒度。

（2）控制烧结矿中三氧化二铝的含量；三氧化二铝的含量高则相应增加氧化镁的含量。一般烧结矿中的三氧化二铝的含量＜2.5%。（烧结配料的基本标准。）

（3）调整好一次配料中碳酸盐含量和结晶水含量，降低反矿量，提高成矿率。

3、提高烧结矿碱度

（1）烧结矿降硅，降铝、降镁，不提钙，保烧结矿质量和品位。

（2）烧结生产高碱度、超高碱度烧结矿时，要发展以铁酸钙为主的液相，适当降低以磁铁矿和铁橄榄石为主的液相（适当降低亚铁含量，但不能过低。一般高碱度烧结矿亚铁含量9～10%，不能低于8%）。

4、强化操作

（1）强化烧结一线生产的操作。

（2）设立超产奖励机制。

5、 加强合作

（1）加强供应口、技术口和生产口的联系。

（2）加强上下游工序之间的联系。

（3）技术口做好烧结矿烧成的预判，用于指导烧结生产。

六、烧结提产可执行性方案

（一）供需结合

1、各公司采购的主要铁矿粉（长协外矿）应尽量满足以下条件：

（1）中高品位（61～63）、中硅（4～5）、中低铝（2±0.5）

（2）粒度组成适中（3mm～8mm粒级占30～60%，8mm以上粒级＜5%）

（3）结晶水＜4。

（4）同化性能^[8]较好。

2、其他辅助铁料应做到弥补主要铁料性能缺陷的效果。

3、所有铁料的供应能够满足第四章第（一）节所述一次配料综合物化性能的要求。

（二）精算成分、优化配比(配比表范例见图1、图2）

1、保证烧结矿中的二元碱度和四元碱度的比值在1～1.2范围内。

2、在计算配比前先用全量公式验算所有配入物料化验成分，分析、校准后带入配比。

表1  物料化学成份分析表

图1 烧结一次配料配比表  

图2 烧结二次配料优化配比表

（三）提高碱度（配比表范例见图6-3、6-4）

1、如果烧结矿产量短时不能满足高炉需求，则需要增加烧结矿碱度，降低入炉烧结矿比例。

2、必须保证烧结矿质量、升高碱度的同时逐步提高烧结矿产量。

3、操作原则：降硅、降铝、降镁、不增钙、保证烧结矿品位只升不降。

图3 超高碱度烧结矿一次配料配比

图4 超高碱度烧结矿二次配料配比

（四）强化烧结操作  

1、烧结生产具体操作：

（1）保证低水低碳操作，尤其对结晶水含量高的混合料一定要保证水份下线。

（2）烧结料层没有特殊情况保证布满，上层根据物料情况适当压料。

（3）保证垂直烧结速度在20mm～25mm/min之间，按料层厚度和垂直烧结速度核算烧结机速度是否合适，这也是混合料好不好烧的主要数据依据。随着混匀矿粒度和碱度的增加，逐渐降低白灰配比（白灰配比争取控制在4%以下），同时相应少量调高燃料3mm～5mm粒度组成比例。

（4）把降低烧结自返矿量当成生产重点，少用返矿、多用混合料是增产的关键。

（5）加强各重点岗位的定时和异常情况巡检，避免操作失误和生产事故。

（6）关注物料成分变化，尤其关注能导致混合料中氧化钙、二氧化硅和氧化亚铁大幅度变化的物料。

（7）关注每个烧结矿成品化验成分，用全量公式进行核算，如与预想成分不符或者全量波动较大,及时找出原因，调整到位。

（8）当班班长应随时询问成品烧结矿的质量情况，勤到成品区域观测实际烧结矿烧成状况。

2、 设立增产奖：

（1）由技术口和生产口根据当前情况制定全面的达产、增产奖罚条例。

（2）对重点岗位操作和盯岗做出详细规定，根据每班的生产情况对超产班组进行相应的增产奖励。

（五）多方合作

 1、 供应口每新进厂原料时第一时间通知技术口进行全方位的物化性能和冶金性能的分析，技术口做好物料配入到一次配比前的预算产量和预测烧成工作。

 2、 每次混匀矿变堆前技术口提前与生产口告知变料详情，给出烧结生产应相应调整的操作手法，同时给出综合烧成量、配碳量、二次配料熔剂配加量、混合料水分值、垂直烧结速度、烧结机速、反矿量控制范围等工艺系数预测量值。

3、 加强上下游工序之间的联系。上游工序出现异常情况及时通知下游工序，并通知技术口和相应生产口进行快速调整，不能因等料耽误生产。

七、结论

本文适合国内绝大多数大型带式或步进式烧结机的工艺提产。尤其对高碱度烧结矿的提产有着针对性的指导意义。衷心祝愿各企业烧结工艺技术更加完善，也祝愿我国的钢铁冶炼事业蓬勃发展。

八、注释

[1] 加工成本：烧结过程中的加工成本包括：人工工资、设备磨损费用、水电蒸汽煤气等能源消耗费用。

[2] 一次配料最佳粒度组成：此数据由上百次的实践检验摸索得出。

[3] 混匀矿综合的水份：水份小于5%则过干，运输过程中易产生扬尘，水份大于6.5%则料过湿容易粘连在皮带上。另外混匀矿水份太大、太小或者波动过大会造成烧结生产时混合料加水困难。

[4] 混匀矿的结晶水：铁料中的结晶水在烧结过程中200～900℃分解析出，使烧结铁料变细，降低料层的透气性，恶化烧结过程，因此结晶水应越低越好。但只要使用粗矿粉烧结就不能避免带入结晶水。

[5] 混匀矿的二元碱度：混匀矿二元碱度的控制要求是：①保证烧结矿相组成合理②保证二次配料生石灰配入比例合适③保证碳酸盐物质配入量达到结矿要求。

[6] 全量公式：全量公式能对任何烧结物料进行演算和成分分析。

以下给出几个有代表性的全量公式：

①国内铁精粉全量公式%：全铁/0.7-0.11*氧化亚铁+二氧化硅+三氧化二铝+1（烧结过程中三氧化二铁转化成氧化亚铁失重）+0.5～1（杂质）=100

②石灰石全量公式%：氧化钙+氧化镁+二氧化硅+三氧化二铝+烧损+1～3（杂质）=100

③焦粉全量公式%：（烧损+1挥发分）+二氧化硅+三氧化二铝+三氧化二铁+五氧化二磷+1（杂质）=100。

④烧结矿全量公式：全铁/0.-0.11*氧化亚铁+二氧化硅+氧化钙+氧化镁+三氧化二铝+1（杂质）+0.5～1（烧损）=100

[7] 硅定一切原则：确定和分析烧结矿成分时，以烧结矿中二氧化硅的成分为中心，由于二元碱度的确定直接决定了氧化钙的成分；烧结矿中的三氧化二铝的成分不能超过二氧化硅成分的一半；氧化镁成分一般为三氧化二铝成分的1.2～1.5倍，二元碱度和四元碱度相匹配，比值一般为1～1.2倍。在四大元素都基本确定情况下，烧结矿全铁含量基本固定。这种以二氧化硅为中心的配料原则叫做：硅定一切原则。烧结矿成分组成和分析遵守以上原则。

[8] 同化性能：指烧结铁料和熔剂间固相反应产生新化合物的能力。

[9]____部分内容：烧结的各种操作标准和工艺原则。