新世纪我国烧结生产技术发展现状与展望

2.2烧结机大型化、提高生产力取得显著进步

我国烧结机在1970年以前，能设计的最大面积是90m2,1970年以后才能设计130m2烧结机，1985年宝钢从新日铁引进的450m2大型烧结机投产，使我国烧结工作者感受到了大型烧结机的投资省、产量高、质量好、作业和劳动生产率高、且环保也有很大的改善，1989年中冶长天承担了对宝钢1#450m2烧结机的技术改造设计，不仅将料层厚度由500mm提高到600mm，对烧结机的密封、给料、布料等装置也作了改进，取得了提高产量、改善质量、降低能耗等多方面的效果。此后我国烧结机的大型化就逐步走上了一条快速发展的道路，特别是进入新世纪以来，我国烧结机的大型化发展迅速，据统计2008和2009年每年大于360m2的烧结机分别达到25台和28台，到2015年我国≥360m2大型烧结已经超过100台，全国重点企业284条烧结生产线，烧结机的平均面积已经由2001年76m2提高到2015年的240m2以上。烧结机面积的大型化它不仅仅是设计的进步，它包括机械装备、控制技术、工艺技术，仪器仪表、环境保护等全方位的进步，1991年宝钢450m2的2#烧结机我国自行设计投入生产标志我国烧结设计制造工艺已经达到了世界先进水平[7]，为新世纪以来烧结生产技术和质量进步打下了良好的基础。

2.3低碳厚料层烧结取得显著进步

低碳厚料层烧结始终是烧结生产的方向，进入新世纪以来，我国烧结生产在低碳厚料层方面取得了显著进步，由表1可知，全国284条生产线平均料层厚度由2000年的482.8mm提高到2015年的750mm，年平均提高接近15mm，目前我国大多数企业的烧结料层超过700mm，部分企业已超过750mm，马钢三烧2台360m2烧结机料层厚度已达到900mm。固体燃耗由2000年的58.00kg/t降低到2015年的44kg/t，年平均降低约1kg/t,这是一个巨大的数据，近几年每年全国生产烧结矿约9亿吨，即每年降低固体燃耗约9万吨，每年约降低33万m3CO2排放，这对节能降耗和改善环保都是一项巨大的贡献。

混合料层的厚度是改善烧结产量和节能降耗的基础，据统计我国1978年烧结料层平均仅为269mm，1980年由武钢烧结厂开始由340mm逐年提高烧结料层的厚度，1999年武钢在435m2大型烧结机上实现了630mm的厚料层烧结[8]，宝钢烧结生产实践证明，烧结料层每提高100mm，能降低煤气消耗0.64m3/t，降低配碳1.04kg/t，降低成品矿FeO含量0.6%，提高成品矿转鼓指数2.3个百分点[9]。

总结厚料层烧结的价值，它对改善烧结产质量和节能降耗具有以下五个方面的作用和效果：

1）厚料层烧结降低了机速和垂直烧结速度，延长了烧结料层在高温下的保温时间，有利于针状复合铁酸钙相（SFCA）的生成，从而有利于提高成品矿的强度和成品率，改善成品矿的质量。

2）厚料层烧结降低了配碳，抑制了烧结料层的过烧和欠烧等不均匀烧结现象，促进了低温烧结技术的发展，提高了烧结料层的均匀性。

3）厚料层烧结由于低配碳，提高了烧结料层的氧化气氛，有利于降低成品矿的FeO和还原性的提高。

4）厚料层烧结使强度低的表层和质量优的铺底料数量相对减少，有利于提高烧结成品率和入炉烧结矿的比例。

5）厚料层烧结由于料层的自动蓄热作用，有利于提高烧结下层的余热作用，降低固体燃耗，煤气消耗和烧结烟气的净化。

正因为厚料层烧结具有上述作用和效果，故烧结生产应千方百计强化制粒、偏析布料改善烧结料层的透气性，实现低碳厚料层烧结。

2.4烧结工艺技术取得了长足进步

烧结工艺技术的进步主要包括优化配矿，强化制粒，合理操作，烧结机和环冷机的密封节能等方面。

2.4.1烧结优化配矿技术的进步与发展

烧结优化配矿技术是烧结工艺技术的一项关键技术，在上世纪八九十年代由于我国烧结生产多数以国产矿为主，配矿方法主要通过烧结杯试验进行探索性的配矿，多数企业烧结配矿依据铁矿粉和熔剂，燃料的化学成分，通过简易配矿计算满足烧结矿碱度和主要化学成分的要求。

1985年自有宝钢引进日本新日铁的配矿方法，对进口铁矿粉根据它们的化学成分和烧结性能，将不同进口铁矿粉为A、B、C三类，我国才开始对进口铁矿粉的不同烧结特性的认识。

跨入新世纪后，随着我国钢铁工业的快速发展，烧结生产配用进口矿的比例快速增长，铁矿资源随开发力度的劣化，铁矿价格的飞涨，促使我国优化配矿技术的提高和发展，由上世纪主要建立铁矿粉常温性能基础上的配矿方法，其主要按烧结机利用系数和成品矿机械强度为一对指数，高、中、低合理搭配的烧结反应性配矿方法和巴西淡水河谷公司研发部通过世界主要二十七种矿粉大量烧结杯试验数据统计得出的[10]，按铁矿粉晶体颗粒大小、水化程度和Al2O3含量高、中、低合理搭配的配矿方法；并创新发展提出了按铁矿粉五项烧结基础特性（同化性、液相流动性、粘结相强度、生成铁酸钙能力、连晶固结强度）[11]和铁矿石成矿能力（包括固相反应能力、液相生成特性及冷凝结晶特性）进行优化配矿，该两者均属铁矿粉烧结的基础特性研究，烧结优化配矿需要微观和宏观的结合，理论与实践的统一，优化配矿技术的目标是高产量、高质量、低消耗和低成本，它需要数学模型、专家系统（人工智能）和最优化计算的结合，中冶长天国际工程有限责任公司提出优化配矿需综合运用专家理论、优化控制理论、人工智能理论、科学管理方法及数据挖掘等多学科知识，开发出烧结综合控制专家系统。