CN104263912A - 一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法；采用超厚度料层，料层厚度达900mm，比现有技术中最大厚度的料层800mm还增加了12.5％，通过技术改造以及操作的进步，实现900mm超厚料层操作生产均质烧结矿；900mm料层烧结属于国内外钢铁企业的首创；大大提高了烧结产质量等指标，优化产质量以及消耗指标；为了实现烧结产能以及质量等各项指标的进步，实现900mm厚料层烧结，进一步降低烧结各项消耗和成本的降低。通过上述控制和操作后，烧结矿产能提升约15％左右，并实现烧结成本的大幅降低。

Description

一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法

技术领域

本发明属于冶金行业烧结技术领域，具体地说，涉及一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，本发明技术领域中的超厚料层的厚度为900mm。 

背景技术

根据厚料层烧结工艺的发展史，20世纪50～60年代，法国在研究低品位鲕状赤铁矿烧结时，发展厚料层烧结工艺，获得了高质量与低燃耗的烧结矿。以后，日本、澳大利亚广泛采用，特别是70年代以来，该工艺在日本、西欧和前苏联均得到不断发展。至80年代世界各国烧结料层厚度多数在450～600mm，个别高达700mm，我国由于资源特点，主要使用细铁精矿粉烧结，故过去较长时期料层厚度停留在200～250mm，直到70年代末期，一些烧结厂在使用细精矿粉的条件下，先后进行厚料层烧结工艺的探索并取得显著效果。到1983年，中国烧结料层已由原来的平均220mm增高到300mm以上，使每吨烧结矿的固体燃料消耗由89kg降低到70kg，烧结矿的FeO含量由平均17％下降到13.45％，小于5mm粉末由17％下降到14％。到80年代中期，中国烧结料层厚度一般在350～450mm，少数工厂达到500mm以上 

目前，厚料层烧结作为20世纪80年代开始发展起来的烧结技术，近十几年来得到广泛应用和快速发展。普遍认为烧结能够改善烧结矿强度，提高成品率，降低固体燃料消耗和总热耗，降低FeO含量并提高还原性。由于厚料层烧结具有种种有点，我国烧结行业的料层厚度也从20世纪80年代以前的300mm以下提高到500mm左右，以后又逐步提高到600-800mm。烧结产质量等指标具有明显的改善。 

现有技术中，一些炼钢厂设计为两台360m2烧结机与两座4000m3高炉相配套，随着高炉产能的不断提高及高炉炉料结构的改变，高炉对烧结矿的需求量不断增大。现有技术中的烧结矿料层厚度已经不能满足高炉对烧结矿的需求，影响烧结产质量等指标。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，随着高炉产能的不断提高及高炉炉料结构的改变，高炉对烧结矿的需求量不断增大；现有技术中的烧结矿料层厚度已经不能满足高炉对烧结矿的需求，影响烧结产质量等指标等技术问题，为了克服上述技术问题，本发明提供了一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法。 

本发明的技术构思是，为了克服现有技术中烧结矿料层厚度已经不能满足高炉对烧结矿的需求，影响烧结产质量等指标等技术问题，本发明的技术构思是，采用超厚度料层，料层厚度达900mm，比现有技术中最大厚度的料层800mm还增加了12.5％，通过技术改造以及操作的进步，实现900mm超厚料层操作生产均质烧结矿；900mm料层烧结属于国内外钢铁企业的首创；大大提高了烧结产质量等指标，优化产质量以及消耗指标；为了实现烧结产能以及质量等各项指标的进步，实现900mm厚料层烧结，进一步降低烧结各项消耗和成本的降低。 

本发明所提供的技术方案是，一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，烧结方法如下： 

步骤一，将烧结机设备扩容改造；将烧结台车栏板提高到900mm，实现900mm厚料层烧结； 

步骤二，稳定生石灰配用比例，通过OG优化改进进行生灰提前消化，改善原始料层透气性；通过对 

混合机加水雾化的改进，优化了加水方式,改善混合料制粒效果； 

步骤三，混合料水分自动控制,并根据原料特性,将混合料水分控制在最佳范围内； 

步骤四，改善纵向和横向布料； 

步骤五，烧结燃料比控制模型的运用，并严格控制烧结矿FeO控制水平以及燃料粒级组成,适当降低烧结过程中的高温水平和熔融层厚度，传热和燃烧速度的有机配合，烧结矿FeO经验值参考控制； 

步骤六，烧结点火模型的优化控制，实现低耗均匀点火自动调节； 

步骤七，烧结终点控制和烧透偏差控制模型，稳定烧结终点； 

步骤八，烧结漏风治理，提高料层的有效风量，进一步提高厚料层下的烧结产量； 

步骤九，烧结生产负荷的稳定性控制，实现烧结机速和高炉槽位的稳定控制。 

针对所述步骤一，将烧结机设备扩容改造具体方法为： 

2-1，对Z2皮带进行了改造，由原来的一条皮带改为二条皮带，并对Z2-1皮带尾部进行了相应抬高，解决了原Z2皮带负荷易打滑的现象； 

2-1，将烧结机台车栏板两侧外扩200mm，并最终将栏板加高至900mm，经过改造烧结机台车有效宽度为4.9米，高度900mm； 

2-3，同时将烧结机尾部密封由原来的两道改为一道，在烧结机尾部成功的增加了两组风箱； 

2-4，配合烧结机扩容改造，同时还对烧结机多台设备进行相应的改造。 

针对所述2-4，具体将烧结机其他设备相应改造如下： 

将混合料矿槽中部割除400mm，然后将下部矿槽向上抬高，最终将泥辊向上抬400mm；布料园辊向两侧各拓宽200mm，原料溜槽及下部疏料器各向两侧扩200mm；为了保证改造后的烧结机台车能顺利通过点火炉，又将点火炉向两侧各拓宽200mm，同时向上抬高110mm；为了保证烧结矿能烧好烧透，在点火炉两侧相应的增加了两个点火嘴；单辊导料槽向两侧扩宽200mm，并且在外侧各加装了6组耐磨块以减少磨损，各骨架梁在保证强度的情况下进行了相应的改造，保证改造后的栏板不与之相干涉。 

针对所述步骤二，稳定生石灰配用比例，通过OG优化改进进行生灰提前消化，改善原始料层透气性；将OG泥喷浆点移至生灰仓后，并通过阶段性生产实际对比，OG量按4.65t/h(干基)喷加，流量基本为稳定在13m3/h，实现生灰一定程度的提前消化，提高混合料料温水平，改善料层的透气性。 

针对所述步骤三，混合料水分自动控制,并根据原料特性,将混合料水分控制在最佳范围内；运用控制混合料水份模型，所述水份控制模型根据人工输入的各种原料的含水量及一混、二混的目标水份，按矢量料流控制原理计算出一混、二混所需的加水量及计算水份值作为系统控制前馈平均值，再由设置的水份测量仪经滤波处理后检测出实际水份值，通过对两项水份值及两项加水设定值进行加权分析后，得出一、 二混所需的比较接近实际的加水量。 

针对所述步骤四，改善纵向和横向布料 

6-1，通过反射板提高以及松料器的长度以及布置密度分层的改进，使粒度较大且含碳量较少的混合料尽可能布到料层底部，粒度较小以及含碳量较多的混合料尽可能布到料层上部，可改善料层的透气性和充分利用料层的“自动蓄热”作用； 

6-2，对梭式皮带换向停留时间进行调整，使得横向布料趋于合理。 

针对所述步骤五，烧结燃料比控制模型的运用，并严格控制烧结矿FeO控制水平以及燃料粒级组成,适当降低烧结过程中的高温水平和熔融层厚度，传热和燃烧速度的有机配合，烧结矿FeO经验值参考控制；所述控制模型重点关注燃料中碳元素和水份含量，通过试验给定的数据，并根据烧结原料配比及下料总量，自动调节燃料的加入量，确保烧结混合料中碳含量的稳定；此外考虑内部返矿和高炉返矿的变化等其他因素，进一步优化燃料的配加量，避免因燃料下料波动造成对生产的影响： 

7-1，在实现厚料层操作后，由于蓄热能力的提高，并结合料层中燃烧带的阻力系数变化情况和烧结料层透气性变化情况，严格控制烧结矿FeO控制值； 

7-2，严格控制烧结燃料的品种质量和入槽管理，对各燃料配比稳定性配入控制进行管理； 

7-3，同时做好燃料破碎设备和筛分设备的状态跟踪检查和有效处理，并通过四辊的操作优化，实现烧结燃料破碎合格率，从源头上减少因燃料粒级和水分的波动对烧结过程的稳定负面影响； 

7-4，烧结燃料配比调整按烧结技术规程的FeO调整基准进行规范调整，同时引入经验值参考辅助控制调整的量化值，用于帮助实际操作过程的的判断和相应调整并通过控制功能以及操作的具体优化，提升烧结矿的产能并进一步改善烧结矿质量实现均质烧结生产。 

针对所述步骤六，烧结点火模型的优化控制，实现低耗均匀点火自动调节；所述烧结点火模型测量被调参数采用热值仪直接测得的煤气热值作为被调参数，可以比较直接迅速地反应烧结混合料获得点火热值的多少；点火炉控制系统采用双闭环比值调节系统；主回路的调节参数为煤气的流量，从回路的调节参数为助燃空气的流量； 

针对步骤七，烧结终点控制和烧透偏差控制模型，稳定烧结终点；所述烧结终点控制模型用于控制烧结终点位置和温度；利用尾部风箱热电偶的温度测量值，建立风箱平面温度场，采用最小二乘法进行曲线拟合，判断当前的BRP、BTP位置。模型根据BRP的目标设定值和当前机速，以正常生产时候的机速、透气性指数、料层厚度、风门开度作为一个基准，计算出应该调节的机速并给出新的风箱设定值； 

烧结终点偏差BRP位置偏差控制，根据各辅门的料层厚度检测，根据燃烧速度一致性指数，模型定量给出烧结机宽度方向上的布料厚度调整值，实现精确布料，使烧结过程均匀一致，燃烧带同时达到台车篦条，消除BTP的位置偏差。 

针对所述步骤八，烧结漏风治理，提高料层的有效风量，进一步提高厚料层下的烧结产量；烧结生产 “以风为本”，以维持较低的漏风率是烧结生产提高产、质量降低成本的关键： 

9-1，台车的合理维修周期(每块台车都应建立维修档案，将过去运转状况改为运转漏风状况并作为检修依据)，篦条、隔热垫、栏板紧固、弹性滑板已进行了有效管理； 

9-2，机头、机尾密封板的合理维修周期(机尾密封已作改造)； 

9-3，卸灰阀以及烟道开缝的连续性跟踪管理； 

9-4，台车、卸灰阀检修质量管理； 

9-5，滑道、干油润滑状态分析与适时调整； 

9-6，合理的设备改造。 

针对所述步骤九，烧结生产负荷的稳定性控制，实现烧结机速和高炉槽位的稳定控制；以稳定烧结机速、高炉槽位的控制管理，使烧结生产处于相对较为合理的控制区间内，并进行适当微量优化调整，促进烧结生产的稳定，并在稳定的基础上实现烧结质量和成本的进一步提升。 

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决随着高炉产能的不断提高及高炉炉料结构的改变，高炉对烧结矿的需求量不断增大；现有技术中的烧结矿料层厚度已经不能满足高炉对烧结矿的需求，影响烧结产质量等指标等技术问题，本发明提供了一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法；采用超厚度料层，料层厚度达900mm，比现有技术中最大厚度的料层800mm还增加了12.5％，通过技术改造以及操作的进步，实现900mm超厚料层操作生产均质烧结矿；900mm料层烧结属于国内外钢铁企业的首创；大大提高了烧结产质量等指标，优化产质量以及消耗指标；为了实现烧结产能以及质量等各项指标的进步，实现900mm厚料层烧结，进一步降低烧结各项消耗和成本的降低。通过上述控制和操作后，烧结矿产能提升约15％左右，并实现烧结成本的大幅降低；具体以钢厂实际降本为例，凸显本发明带来的实际实施效果： 

1、吨铁返粉年降低成本＝(900mm料层吨铁返粉－800mm料层吨铁返粉)×高炉月产量×返粉单价×12月/1000＝(272.02－285.08)×523028×1060×12/1000＝－8688万元； 

2、固体燃耗年降低成本＝(900mm料层固耗－800mm料层固耗)×烧结矿月产量×焦粉单价×12月/1000＝(53.53－53.65)×738129×1230×12/1000＝－130.7万元； 

3、电量降低年成本＝(900mm料层电耗－800mm料层电耗)×烧结矿月产量×焦粉单价×12月＝(34.28－35.39)×738129×0.58×12＝-570万元； 

总年降低成本＝8688+130.7+570＝9388.7万元。 

附图说明

结合附图，对本发明作进一步的说明： 

图1为为本发明台车结构示意图； 

图2为生灰消化前后混合料温度的变化； 

图3为改进前后一混后烧结混合料的粒度； 

图4为改进前后二混后烧结混合料的粒度； 

图5为料层提高前烧结料层燃料分布； 

图6为料层提高后烧结料层燃料分布； 

图7为烧结点火模型的优化控制图； 

图8为本发明机尾密封装置示意图； 

图9为烧结机尾密封改造前后生产数据对比； 

图10为正常生产时的高炉槽位平衡和烧结机速调整控制状况图； 

图11为改造和攻关前后生产与成本指标对比。 

其中，1为台车；2为机尾密封装置。 

具体实施方式

结合附图1-9，本发明所提供的技术方案如下：本发明所提供的技术方案是，一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，烧结方法如下： 

步骤一，将烧结机设备扩容改造；将烧结台车栏板提高到900mm，实现900mm厚料层烧结； 

步骤二，稳定生石灰配用比例，通过OG优化改进进行生灰提前消化，改善原始料层透气性；通过对 

混合机加水雾化的改进，优化了加水方式,改善混合料制粒效果； 

步骤三，混合料水分自动控制,并根据原料特性,将混合料水分控制在最佳范围内； 

步骤四，改善纵向和横向布料； 

步骤五，烧结燃料比控制模型的运用，并严格控制烧结矿FeO控制水平以及燃料粒级组成,适当降低烧结过程中的高温水平和熔融层厚度，传热和燃烧速度的有机配合，烧结矿FeO经验值参考控制； 

步骤六，烧结点火模型的优化控制，实现低耗均匀点火自动调节； 

步骤七，烧结终点控制和烧透偏差控制模型，稳定烧结终点； 

步骤八，烧结漏风治理，提高料层的有效风量，进一步提高厚料层下的烧结产量； 

步骤九，烧结生产负荷的稳定性控制，实现烧结机速和高炉槽位的稳定控制。 

一、烧结机设备扩容改造技术 

虽我厂A、B烧结机自投产以来，虽然达到了设计能力，但在一定程度上无法满足总厂提高烧结矿配比的结构降本需求。 

扩容改造主要是将烧结机台车栏板进行抬高和加宽改造，2007年3月份第一次将栏板提高至800mm；第二次A、B机分别于09年12月份和10年01月份进行了第二次技术改造，具体改造内容有： 

1)对Z2皮带进行了改造，有一条皮带改为二条皮带，并对Z2-1皮带尾部进行了相应抬高，解决了原Z2皮带负荷易打滑的现象； 

2)将栏板两侧外扩200mm，并最终将栏板加高至900mm，经过改造烧结机台车有效宽度为4.9米，高度900mm； 

3)同时将烧结机尾部密封由原来的两道改为一道，在烧结机尾部成功的增加了两组风箱。 

4)配合烧结机扩容改造，同时还对烧结机多台设备进行相应的改造，如：将混合料矿槽中部割除400mm，然后将下部矿槽向上抬高，最终将泥辊向上抬400mm；布料园辊向两侧各拓宽200mm，原料溜槽及下部疏料器各向两侧扩200mm；为了保证改造后的烧结机台车能顺利通过点火炉，又将点火炉向两侧各拓宽200mm，同时向上抬高110mm；为了保证烧结矿能烧好烧透，在点火炉两侧相应的增加了两个点火嘴；单辊导料槽向两侧扩宽200mm，并且在外侧各加装了6组耐磨块以减少磨损，各骨架梁在保证强度的情况下进行了相应的改造，保证改造后的栏板不与之相干涉。图1为本发明改造后台车示意图。 

二、900mm厚料层操作技术 

2-1、稳定生石灰配用比例，通过OG优化改进进行生灰提前消化，改善原始料层透气性。 

将OG泥喷浆点移至生灰仓后，并通过阶段性生产实际对比，OG量按4.65t/h(干基)喷加，流量基本为稳定在13m3/h，实现生灰一定程度的提前消化，提高混合料料温水平，改善料层的透气性。因此在生灰以及返矿配比、使用物料以及粒度、环境温度、消化加水水温以及混合料加水控制目标值(值为6.0％)等基本相同的前提下，混合料的温升在很大程度上反映出生石灰消化程度的大小。从温升情况可以看出OG泥喷加改进后对生石灰提前加水其消化程度得到明显改善。图2生灰消化前后混合料温度的变化，图2反映出未消化前，烧结机一混后混合料温升为11.6℃，二混后混合料温升为14.7℃；提前加水消化后对应一混后混合料、二混后混合料温升分别为17.28℃和19.82℃。 

2-2通过对混合机加水雾化的改进，优化了加水方式,改善混合料制粒效果。 

通过对混合机加水进行雾化改进，并对喷头角度进行了有效调整，且根据物料原始水份，对混合机加水与OG泥喷加量进行阶段性优化调整的基础上，一、二次混合加水按80％和20％比例进行，当一混水量≥7t时进行双管加水，当一混水量＜7t时进行单管加水，确保雾化效果。 

图3改进前后一混后烧结混合料的粒度(A烧结机)；图4改进前后二混后烧结混合料的粒度。 

混合机加水未改进前的一、二混后混合料平均粒级较原始混合料平均粒级分别增加0.508mm和0.812mm，而加水进行改进后混合料平均粒级增加量分别为0.618mm和0.925mm，混合料平均粒级呈增大趋势，说明通过对混合机加水方式的优化极大地提高了混合制粒效果。 

3、混合料水分自动控制,并根据原料特性,将混合料水分控制在最佳范围内。 

控制混合料水份是保证烧结质量的主要环节，水份过大或过小都将影响物料成球和烧结料的透气性。水份控制模型根据人工输入的各种原料的含水量及一混、二混的目标水份，按矢量料流控制原理计算出一混、二混所需的加水量及计算水份值作为系统控制前馈平均值，再由设置的水份测量仪经滤波处理后检测出实际水份值，通过对两项水份值及两项加水设定值进行加权分析后，得出一、二混所需的比较接近实际的加水量。 

同时根据实际生产数据分析，优化了烧结混合料水份控制基准值定量化管理方式。混合料适宜水分值 与混匀矿-0.5mm％、0.5-1mm％、Al2O3％、MgO％、CaO％有相应的对应关系，通过对我厂使用的混匀矿历史数据和对应水分值进行偏最小二乘法回归分析得出以下结果： 

混合料湿容量S＝8.197+0.049*(-0.5mm％)+0.049*(0.5-1mm％)+1.128*Al2O3-1.248*MgO+0.489*CaO 

混合料适宜水份值H2O＝2.32+0.284*混合料湿容量S 

其通过回归分析所得出的适宜水分值作为加水模型的目标水分值的设定值，其较好的解决了原料变化时的烧结过程适宜加水量的问题。每次混匀矿换堆时，按计算值对混合料水分基准值进行适当优化调节，较好地与生产实际相吻合，使得混合料水份控制值的稳定程度明显提高，达到95％以上。 

4、改善纵向和横向布料 

1)通过反射板提高以及松料器的长度以及布置密度分层的改进，使粒度较大且含碳量较少的混合料尽可能布到料层底部，粒度较小以及含碳量较多的混合料尽可能布到料层上部，可改善料层的透气性和充分利用料层的“自动蓄热”作用，烧结过程的热工制度更为合理，使各层烧结反应都处于最佳状态而均匀的进行。 

图5料层提高前烧结料层燃料分布，图6料层提高后烧结料层燃料分布。 

2)对梭式皮带换向停留时间进行调整，使得横向布料趋于合理。 

因梭式皮带换向时间不合理造成料线南高北低，北侧混合料粒度(>3mm)平均达50.2％，而南侧混合料炷度(>3mm)平均57.3％，相差7.1个百分点。同时南侧料线高于北侧约2.2m左右，通过优化调整后混合料矿槽的料线基本保持平衡，基本消除了台车南北两侧粒度偏析大的问题，经检测北侧混合料粒度(>3mm)平均达57.5％，而南侧混合料炷度(>3mm)平均56.8％，基本趋于一致。从机尾断面看南北两侧熔带厚度、烧结终点温度基本保持一致。 

5、烧结燃料比控制模型的运用，并严格控制烧结矿FeO控制水平以及燃料粒级组成,适当降低烧结过程中的高温水平和熔融层厚度，传热和燃烧速度的有机配合，烧结矿FeO经验值参考控制 

燃料配加量的合理性和稳定性直接关系到烧结矿质量，并对烧结生产节能降耗有重要意义。该模型重点关注燃料中碳元素和水份含量，通过试验给定的数据，并根据烧结原料配比及下料总量，自动调节燃料的加入量，确保烧结混合料中碳含量的稳定。此外考虑内部返矿和高炉返矿的变化等其他因素，进一步优化燃料的配加量，避免因燃料下料波动造成对生产的影响。 

1)在实现厚料层操作后，由于蓄热能力的提高，并结合料层中燃烧带的阻力系数变化情况和烧结料层透气性变化情况，严格控制烧结矿FeO控制值； 

2)严格控制烧结燃料的品种质量和入槽管理，对各燃料配比稳定性配入控制进行管理； 

3)同时做好燃料破碎设备和筛分设备的状态跟踪检查和有效处理，并通过四辊的操作优化，实现烧结燃料破碎合格率，从源头上减少因燃料粒级和水分的波动对烧结过程的稳定负面影响； 

4)烧结燃料配比调整按烧结技术规程的FeO调整基准进行规范调整，同时引入经验值参考辅助控制 调整的量化值，用于帮助实际操作过程的的判断和相应调整 

①在返矿比相同的情况下，在配用纯焦粉时，燃料配比每提高0.05％，对应烧结矿FeO相应提高约0.18％左右； 

②在返矿比相同的情况下，在使用掺用煤粉的焦粉后，燃料配比每提高0.05％，对应烧结矿FeO相应提高约提高0.15％左右； 

③配用煤粉后配比调整0.05％，相当于前期配用焦粉的0.041％左右； 

④在烧结终点位置控制以及余热烟气系统控制大致相同的情况下，从余热入口废气温度变化趋势来判断对应烧结矿FeO的高低： 

⑤未配用煤粉的情况下，余热入口废气温度W＝18.58*FeO(％)+152.34(℃) 

⑥配用煤粉的情况下，余热入口废气温度W＝65.96*FeO(％)-202.2(℃) 

判断大致经验值为烧结矿FeO上升0.5％，余热入口温度上升约30℃左右。 

以上在一定程度上可作为烧结矿FeO判断的经验参考。 

6、烧结点火模型的优化控制，实现低耗均匀点火自动调节 

烧结点火模型测量被调参数——煤气供给的热值有两种方式，一种是用热值仪直接测得，另一种是通过点火炉的炉膛温度间接反映。由于点火炉炉膛具有较大的热容量，滞后非常显著，因此，如果用点火炉的炉膛温度作为被调参数，必然在调节过程中要克服较大的滞后时间，使调节过程具有较大的时间常数。这对于调节系统的反应时间和获得理想的最终调节质量都是不利的因素。用热值仪直接测得的煤气热值作为被调参数，可以比较直接迅速地反应烧结混合料获得点火热值的多少。因此，煤气热值的测量采用热值仪直接测得方式。点火炉控制系统采用双闭环比值调节系统。主回路的调节参数为煤气的流量，从回路的调节参数为助燃空气的流量。这个系统可以消除来自主从两个方面的干扰，使两个流量参数都能稳定在工艺给定值上。实际上，在稳定状态下，对于主回路，主参数被稳定在工艺给定值上，它是一个主动量的定值调节系统。对于从回路，来自主参数的给定值与从参数测量值和比例系数乘积的结果比较作为偏差，它是一个从动量的随动调节系统。如图7为烧结点火模型的优化控制图。 

7、烧结终点控制和烧透偏差控制模型，稳定烧结终点 

烧结终点控制模型用于控制烧结终点位置和温度。利用尾部风箱热电偶的温度测量值，建立风箱平面温度场，采用最小二乘法进行曲线拟合，判断当前的BRP、BTP位置。模型根据BRP的目标设定值和当前机速，以正常生产时候的机速、透气性指数、料层厚度、风门开度作为一个基准，计算出应该调节的机速并给出新的风箱设定值。 

烧结终点偏差BRP位置偏差控制，根据各辅门的料层厚度检测，根据燃烧速度一致性指数，模型定量给出烧结机宽度方向上的布料厚度调整值，实现精确布料，使烧结过程均匀一致，燃烧带同时达到台车篦条，消除BTP的位置偏差。 

8、烧结漏风治理，提高料层的有效风量，进一步提高厚料层下的烧结产量。 

烧结生产“以风为本”，因此堵漏工作应做为一种长效的工作来抓，以维持较低的漏风率是烧结生产提高产、质量降低成本的关键。目前所做的工作为：1)台车的合理维修周期(每块台车都应建立维修档案，将过去运转状况改为运转漏风状况并作为检修依据)，篦条、隔热垫、栏板紧固、弹性滑板已进行了有效管理；2)机头、机尾密封板的合理维修周期(机尾密封已作改造)；3)卸灰阀以及烟道开缝的连续性跟踪管理；4)台车、卸灰阀检修质量管理；5)滑道、干油润滑状态分析与适时调整；6)合理的设备改造；通过最近几个月的跟踪治理，烧结系统漏风率明显减少，从A机机头含氧量检测数据直观反映出漏风率降低的效果较为明显，漏风率降低直接利于烧结产能的提高以及烧结电耗水平和其它成本的降低。 

从历史生产数据分析我厂的烧结主抽单位产量电耗(Kwh/t-s)与烧结烟气中的含氧量(O2烟％)有以下的对应关系即： 

主抽电耗(Kwh/t-s)＝0.9032*O2烟％+9.6689 

可以近似推算出主抽电耗与漏风率(Lf)的对应关系如下 

主抽电耗(Kwh/t-s)＝4.0523Ln Lf％+6.6541 

360m2烧结机尾部密封装置原设计为连杆重锤式，且密封在高温多灰尘的环境下工作，长期使用后其密封效果较差；更主要的是烧结机扩容改造后尾部密封由原来的两道密封装置改为一道密封装置，造成烧结机尾部漏风明显增加，影响到烧结终点控制的稳定，同时由于漏风的存在影响到烧结主抽电耗以及产量，对生产产生负面影响。 

在借鉴国内其他烧结厂尾部密封型式以及三铁烧结风箱及密封的设备装配状况，自主设计对机尾密封型式进行了改造，采用箱体全密封挠性设计形式，并结合台车规格和运行轨迹进行了一定程度上的优化设计，其密封效果从生产实践来看效果较好。改造后的机尾密封装置采用弹性箱体全密封形式；密封盖板由原来的宽度方向6块改进为5块设计；并在设计中根据台车在烧结机尾部的运行轨迹，对密封长度以及斜坡断进行了修正；对弹簧的弹性以及伸缩量进行了载荷模拟设计，并通过导杆进行行程限位控制；两端体与风箱进行对接焊接，侧面下箱体与基板之间采用波纹板挠性密封形式。从总体上来看减少了原设计的不足之处，密封效果得到较为明显的改善。 

采用挠性设计以及载荷模拟设计，进行轨迹修整设计，密封通风截面减少。图8为本发明改造后的机尾密封装置示意图； 

对烧结机尾密封型式进行了合理改进，在烧结机作业率水平相当的前提下，改造其前后的生产数据对比如图9为烧结机尾密封改造前后生产数据对比，可以看出在烧结作业率略有下降的情况下，烧结负压略有上升，以及23#风箱温度南北侧分别上升17.5℃和9.9℃，24#风箱温度上升94.6℃，总管温度南北侧分别上升3.54℃和2.91℃，说明新的密封目前效果较好，尾部漏风状况较更换前明显好转；对应的烧结主抽电耗下降月1.4Kwh/t左右；烧结尾部漏风状况得到明显改善。 

9、烧结生产负荷的稳定性控制，实现烧结机速和高炉槽位的稳定控制 

两台烧结机生产控制参数(机速和料层)、生产负荷较长时间以来不能稳定在一个相对合理经济的范围内，导致生产波动性较大，突出表现为烧结机速、烧结负压、料层的控制不稳定，导致高炉槽位、烧结生产过程实物质量、返矿率、以及返矿循环后烧结配比的调整的稳定性较差，并较长时间维持这样的状态，加之对设备管理的非规范性，使烧结生产非良性循环加剧。 

认识到以上问题后，我们在总厂领导和技术部门的帮助指导下，对四班操作进行规范和统一。推进“以控制负压为中心，坚持厚料层烧结，合理控制生产负荷，降低烧结矿粉烧比，成本与过程控制有机结合”的模式，实现烧结生产的优化控制和质量、成本等指标不断挖潜提升，并以稳定烧结机速、高炉槽位的控制管理，使烧结生产处于相对较为合理的控制区间内，并进行适当微量优化调整，促进烧结生产的稳定，并在稳定的基础上实现烧结质量和成本的进一步提升。经过上面一系列的措施，逐步统一四班的操作思想，规范四班操作调整手段，烧结生产过程逐步稳定。 

其主要是对烧结生产负荷变化下，烧结机速控制中心值的相应规范调整。 

在高炉负荷相对稳定，烧结矿碱度控制值等参数相对稳定的情况下，根据高炉槽位变换的相对趋势，进行烧结机速的相对调整，一方面使高炉槽位在一定范围内保持相对稳定，另一方面对烧结机速调整进行相应规范，促进烧结过程以及余热发电的相对稳定，特对烧结机速等参数调整规定暂行如下： 

图10为正常生产时的高炉槽位平衡和烧结机速调整控制状况图；如图10所示，说明：1)烧结机速按按4小时高炉槽位升降变化趋势进行相应调整，每4小时根据槽位变换趋势再进行调整；烧结机速每4小时调整量进行记录；4小时内机速的调整可根据烧结过程按±0.05m/min进行适当调整；其调整频次按技术规程的相关要求进行； 

2)高炉烧结矿槽置换时的机速调整 

腾空烧结矿仓时按在用烧结矿仓的平均槽位变换趋势为准；增加烧结矿仓时，按包括新增烧结矿仓在内的平均槽位变化趋势进行调整；烧结机较长时间停机可按进行调整，待复产后4小时再进行调整；烧结矿落地可按进行调整，但改为直供后4小时再进行及时调整； 

本发明所提供的900mm厚料层烧结的实际效果 

1、烧结吨铁返粉指标以及烧结矿粉烧比指标 

1)随着烧结机扩容改造和烧结料层提高至900mm，烧结矿的产能得到了明显提升； 

2)随着烧结机扩容改造和烧结料层提高至900mm，烧结矿吨铁返粉以及烧结矿粉烧比呈现明显下降趋势，这是扩容改造所带来的最为明显的效果；烧结矿吨铁返粉以及烧结矿粉烧比指标的改善可直接利于烧结各项成本以及总厂成本的完成。 

2、改造和攻关前后生产与成本指标对比 

图11为改造和攻关前后生产与成本指标对比(因700mm生产时间相对较短，考虑800mm和900mm料 层的对比) 

本发明实施方式为最佳实施例，任何在本发明基础上的改进和变形，均属于本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，烧结方法如下：

步骤一，将烧结机设备扩容改造；将烧结台车栏板提高到900mm，实现900mm厚料层烧结；

步骤二，稳定生石灰配用比例，通过OG优化改进进行生灰提前消化，改善原始料层透气性；通过对混合机加水雾化的改进，优化了加水方式,改善混合料制粒效果；

步骤三，混合料水分自动控制,并根据原料特性,将混合料水分控制在最佳范围内；

步骤四，改善纵向和横向布料；

步骤五，烧结燃料比控制模型的运用，并严格控制烧结矿FeO控制水平以及燃料粒级组成,适当降低烧结过程中的高温水平和熔融层厚度，传热和燃烧速度的有机配合，烧结矿FeO经验值参考控制；

步骤六，烧结点火模型的优化控制，实现低耗均匀点火自动调节；

步骤七，烧结终点控制和烧透偏差控制模型，稳定烧结终点；

步骤八，烧结漏风治理，提高料层的有效风量，进一步提高厚料层下的烧结产量；

步骤九，烧结生产负荷的稳定性控制，实现烧结机速和高炉槽位的稳定控制。

2.根据权利要求1所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，针对所述步骤一，将烧结机设备扩容改造具体方法为：

2-1，对Z2皮带进行了改造，由原来的一条皮带改为二条皮带，并对Z2-1皮带尾部进行了相应抬高，解决了原Z2皮带负荷易打滑的现象；

2-1，将烧结机台车栏板两侧外扩200mm，并最终将栏板加高至900mm，经过改造烧结机台车有效宽度为4.9米，高度900mm；

2-3，同时将烧结机尾部密封由原来的两道改为一道，在烧结机尾部成功的增加了两组风箱；

2-4，配合烧结机扩容改造，同时还对烧结机多台设备进行相应的改造。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，针对所述2-4，具体将烧结机其他设备相应改造如下：

将混合料矿槽中部割除400mm，然后将下部矿槽向上抬高，最终将泥辊向上抬400mm；布料园辊向两侧各拓宽200mm，原料溜槽及下部疏料器各向两侧扩200mm；为了保证改造后的烧结机台车能顺利通过点火炉，又将点火炉向两侧各拓宽200mm，同时向上抬高110mm；为了保证烧结矿能烧好烧透，在点火炉两侧相应的增加了两个点火嘴；单辊导料槽向两侧扩宽200mm，并且在外侧各加装了6组耐磨块以减少磨损，各骨架梁在保证强度的情况下进行了相应的改造，保证改造后的栏板不与之相干涉。

4.根据权利要求3所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，

针对所述步骤二，稳定生石灰配用比例，通过OG优化改进进行生灰提前消化，改善原始料层透气性；将OG泥喷浆点移至生灰仓后，并通过阶段性生产实际对比，OG量按4.65t/h(干基)喷加，流量基本为稳定在13m3/h，实现生灰一定程度的提前消化，提高混合料料温水平，改善料层的透气性。

5.根据权利要求4所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，

针对所述步骤三，混合料水分自动控制,并根据原料特性,将混合料水分控制在最佳范围内；运用控制混合料水份模型，所述水份控制模型根据人工输入的各种原料的含水量及一混、二混的目标水份，按矢量料流控制原理计算出一混、二混所需的加水量及计算水份值作为系统控制前馈平均值，再由设置的水份测量仪经滤波处理后检测出实际水份值，通过对两项水份值及两项加水设定值进行加权分析后，得出一、二混所需的比较接近实际的加水量。

6.根据权利要求5所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，

针对所述步骤四，改善纵向和横向布料

6-1，通过反射板提高以及松料器的长度以及布置密度分层的改进，使粒度较大且含碳量较少的混合料尽可能布到料层底部，粒度较小以及含碳量较多的混合料尽可能布到料层上部，可改善料层的透气性和充分利用料层的“自动蓄热”作用；

6-2，对梭式皮带换向停留时间进行调整，使得横向布料趋于合理。

7.根据权利要求6所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，

针对所述步骤五，烧结燃料比控制模型的运用，并严格控制烧结矿FeO控制水平以及燃料粒级组成,适当降低烧结过程中的高温水平和熔融层厚度，传热和燃烧速度的有机配合，烧结矿FeO经验值参考控制；所述控制模型重点关注燃料中碳元素和水份含量，通过试验给定的数据，并根据烧结原料配比及下料总量，自动调节燃料的加入量，确保烧结混合料中碳含量的稳定；此外考虑内部返矿和高炉返矿的变化等其他因素，进一步优化燃料的配加量，避免因燃料下料波动造成对生产的影响：

7-1，在实现厚料层操作后，由于蓄热能力的提高，并结合料层中燃烧带的阻力系数变化情况和烧结料层透气性变化情况，严格控制烧结矿FeO控制值；

7-2，严格控制烧结燃料的品种质量和入槽管理，对各燃料配比稳定性配入控制进行管理；

7-3，同时做好燃料破碎设备和筛分设备的状态跟踪检查和有效处理，并通过四辊的操作优化，实现烧结燃料破碎合格率，从源头上减少因燃料粒级和水分的波动对烧结过程的稳定负面影响；

7-4，烧结燃料配比调整按烧结技术规程的FeO调整基准进行规范调整，同时引入经验值参考辅助控制调整的量化值，用于帮助实际操作过程的的判断和相应调整并通过控制功能以及操作的具体优化，提升烧结矿的产能并进一步改善烧结矿质量实现均质烧结生产。

8.根据权利要求7所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，

针对所述步骤六，烧结点火模型的优化控制，实现低耗均匀点火自动调节；所述烧结点火模型测量被调参数采用热值仪直接测得的煤气热值作为被调参数，可以比较直接迅速地反应烧结混合料获得点火热值的多少；点火炉控制系统采用双闭环比值调节系统；主回路的调节参数为煤气的流量，从回路的调节参数为助燃空气的流量；

针对步骤七，烧结终点控制和烧透偏差控制模型，稳定烧结终点；所述烧结终点控制模型用于控制烧结终点位置和温度；利用尾部风箱热电偶的温度测量值，建立风箱平面温度场，采用最小二乘法进行曲线拟合，判断当前的BRP、BTP位置。模型根据BRP的目标设定值和当前机速，以正常生产时候的机速、透气性指数、料层厚度、风门开度作为一个基准，计算出应该调节的机速并给出新的风箱设定值；

烧结终点偏差BRP位置偏差控制，根据各辅门的料层厚度检测，根据燃烧速度一致性指数，模型定量给出烧结机宽度方向上的布料厚度调整值，实现精确布料，使烧结过程均匀一致，燃烧带同时达到台车篦条，消除BTP的位置偏差。

9.根据权利要求8所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，

针对所述步骤八，烧结漏风治理，提高料层的有效风量，进一步提高厚料层下的烧结产量；烧结生产“以风为本”，以维持较低的漏风率是烧结生产提高产、质量降低成本的关键：

9-1，台车的合理维修周期(每块台车都应建立维修档案，将过去运转状况改为运转漏风状况并作为检修依据)，篦条、隔热垫、栏板紧固、弹性滑板已进行了有效管理；

9-2，机头、机尾密封板的合理维修周期(机尾密封已作改造)；

9-3，卸灰阀以及烟道开缝的连续性跟踪管理；

9-4，台车、卸灰阀检修质量管理；

9-5，滑道、干油润滑状态分析与适时调整；

9-6，合理的设备改造。

10.根据权利要求9所述的一种应用于炼钢工艺中的超厚料层烧结方法，其特征在于，

针对所述步骤九，烧结生产负荷的稳定性控制，实现烧结机速和高炉槽位的稳定控制；以稳定烧结机速、高炉槽位的控制管理，使烧结生产处于相对较为合理的控制区间内，并进行适当微量优化调整，促进烧结生产的稳定，并在稳定的基础上实现烧结质量和成本的进一步提升。