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Xi An Chen Teng Wu Zi Co., Ltd.
進入新世紀以來，隨著鋼鐵工業的迅速發展，我國鐵礦燒結取得前所未有的進步。這期間建成投產的大型燒結機都采用現代化的工藝和除塵設備，工藝完善，而且高度自動化，均設置較為完善的過程檢測和控制項目，并采用計算機控制系統對全廠生產過程自動進行操作、監視、控制及生產管理。無論是在燒結礦產量、質量，還是在燒結工藝和技術裝備方面都取得了長足的進步，節能減排也有新的起色。這些成就的取得以燒結技術進步為支撐。
進入新世紀以來，隨著鋼鐵工業的迅速發展，我國鐵礦燒結取得前所未有的進步。這期間建成投產的大型燒結機都采用現代化的工藝和除塵設備，工藝完善，而且高度自動化，均設置較為完善的過程檢測和控制項目，并采用計算機控制系統對全廠生產過程自動進行操作、監視、控制及生產管理。無論是在燒結礦產量、質量，還是在燒結工藝和技術裝備方面都取得了長足的進步，節能減排也有新的起色。這些成就的取得以燒結技術進步為支撐。尤其近些年，我國在開拓創新工藝、設備、技術方面相當活躍，燒結機明顯向大型化、節能化、環�；较虬l展，大型燒結機數量急劇增加，能耗指標大幅度降低，環境指標明顯改善。同時，我國在燒結理論和技術方面也取得一些進步。
大型燒結機優勢明顯
1985年我國寶鋼投產的1號燒結機，全套從日本引進，采用當時世界上較為成熟的燒結技術及裝備，燒結面積為450m2。寶鋼對燒結技術進行消化吸收后，于1989年11月邁出重大創新步伐：將1號燒結機臺車擋板高度從原設計的500mm提高到620mm，同時提升點火保溫爐，并對相應的燒結機本體設備作了改動，使燒結礦的產量顯著提高。同時，料層的增厚起到節約能源的作用，質量指標———強度提高3%以上，凸顯出大型燒結機的諸多優勢，使得寶鋼2號、3號燒結機的工藝定位更加清晰。在2003年~2005年寶鋼3臺燒結機的燒結面積相繼擴容至495m2。
鑒于大型燒結機的優越性，進入新世紀以來，國內掀起新建大型燒結機的熱潮。例如，武鋼四燒新建3臺435m2燒結機;首鋼京唐建設的2×550m2大型燒結機工程，1號、2號燒結機分別于2009年5月和2009年12月建成投產。2000年~2011年的12年間，國內相繼新建一批燒結面積≥400m2的大型燒結機，截至目前已投產的大型燒結機中，有16臺400m2~660m2大型燒結機，面積達7620m2，平均單機面積476m2;安鋼500m2燒結機工程建設已近尾聲，國內大型燒結機將再添一員。歐洲、日本建設大型燒結機起于上世紀70年代，隨著亞洲鋼鐵工藝崛起，中國和韓國于新世紀相繼建成一批大型燒結機。
以技術進步適應燒結新要求
低溫燒結。低溫燒結是相對于傳統高溫燒結提出來的概念，目的是在1250℃~1300℃下形成強度、還原性均優良的針狀復合鐵酸鈣黏結相。傳統的燒結法，主要依靠提升燒結溫度，產生大量熔體，使燒結料固結成礦。低溫燒結則是嚴格控制燒結溫度，使物料部分發生熔化，且形成優質的復合鐵酸鈣黏結相，完成燒結礦固結。在低溫燒結工藝下生產的燒結礦，其冷強度、低溫還原粉化特性、還原特性以及軟熔特性等指標均明顯優于高溫工藝獲得的燒結礦。
低溫燒結技術對高爐冶煉過程具有積極意義。如：軟化溫度高，使軟融帶下移，對降低軟熔帶位置有利，有利于發展間接還原，提高煤氣利用率，降低燃料消耗;軟化壓差低，有利于降低料柱壓差，改善高爐透氣性。同時，它還能夠降低燒結能耗，提高燒結礦質量指標，已在國內燒結廠得到普遍推廣。
厚料層燒結。厚料層燒結工藝的理論基礎是燒結料層自動蓄熱原理，其為燒結過程的節能減排提供了可能，也為低溫燒結技術創造了有利條件，同時對改善燒結礦質量亦有好處。生產實踐表明：厚料層燒結能夠改善燒結礦強度，提高成品率，降低固體燃料消耗和總熱耗，降低FeO含量并提高還原性等。目前韓國浦項公司燒結層厚度達到890mm，屬國際領先水平。國內首鋼京唐公司的燒結層厚度達到830mm，在國內屬于領先水平。
基于工藝特性互補的燒結優化配礦。傳統的燒結配礦方法只是基于常溫特性，由于并不清楚鐵礦粉在燒結工藝過程中的高溫行為，故不能有效改變“以燒結工藝去迎合燒結原料”的落后模式，導致理想的燒結工藝原則和先進的燒結技術無法得到真正的遵循和實施，從而使得鐵礦石資源的有效利用、燒結過程的優化以及燒結礦質量的改善均受到嚴重制約。20世紀80年代末~90年代初，人們開始關注鐵礦粉在燒結過程的高溫行為，在本世紀初提出了鐵礦石的燒結基礎特性的概念，形成了一套基于燒結工藝的鐵礦粉高溫特性評價指標和方法。在此基礎上，人們逐步建立了基于工藝特性互補的燒結優化配礦理論體系和關鍵技術，并得到越來越廣泛的生產應用。
褐鐵礦燒結。褐鐵礦是一種含結晶水的赤鐵礦(Fe2O3·nH2O)，其疏松多孔、堆比重小、吸液性強、易過度同化，因而在燒結過程中表現出一系列負面影響，如：燒結速度慢，燒結利用系數低;燒結餅組織疏松，成品率低;固體燃耗高。寶鋼從20世紀90年代初開始研究褐鐵礦使用，逐步掌握了褐鐵礦的燒結工藝特性以及生產技術對策，通過礦粉品種、粒度的搭配，水、碳的調節，機速、料層的調整，粉焦、熔劑粒度的改變等，使褐鐵礦的使用比例最高達到50%以上。目前，褐鐵礦燒結技術在國內已經廣泛應用，但在使用效果方面還存在差異。
小球嵌入式燒結。小球嵌入式燒結(Mosaic EmBedding Iron Ore Sintering)的目的是利用劣質化的鐵礦粉資源(半褐鐵礦類型的馬拉曼巴礦)。該方法是將馬拉曼巴礦制成小球，并散布在其他燒結料中，利用小球近旁的氣流邊緣效應以及低堿度的小球自身不會過熔的特點，提高料層的透氣性，而依靠含固體燃料且堿度相對高的其他燒結料來提供熱量和黏結相。試驗結果表明，該方法能夠有效改善燒結過程的透氣性，提高垂直燒結速度，在燒結礦質量基本不變的情況下提高燒結礦的產量。我國包鋼等單位開展了類似原理的復合造塊技術研究，并在工業應用方面取得了一定的成效。
低品質礦燒結。隨著鐵礦粉劣質化進程的持續，國內外企業和科研院所的研究、技術開發工作積極跟進。與常規燒結相比，低品質礦燒結的主要技術問題是高SiO2、高Al2O3帶來的負面影響，其主要包含兩大方面，其一是正硅酸鈣生成量急劇增加，容易因相變引發燒結礦的粉化，從而影響燒結成品率等;其二是鋁含量過高容易惡化燒結礦低溫還原粉化性能。相應的技術對策有：堅持低溫燒結原則，大力實施厚料層燒結，研究準顆粒設計方法及技術，開發非氯低溫粉化抑制劑等。對于高爐冶煉而言，高硅、高鋁含量燒結礦的使用，將帶來料柱透氣性變差、爐渣黏度升高、脫硫能力降低、燃料比增加、產能下降等問題，除了要求燒結礦有更高的轉鼓強度，更重要的技術對策是優化煤氣流分布、優化渣系等。
低品質鐵礦粉資源的使用勢在必行，技術研發工作迫在眉睫。天鐵使用低品質礦的燒結技術已在小型燒結機上運用，達到較好的效果。
大型燒結設計理念具有時代特征
以往在新建燒結項目時，從立項到投產往往不足一兩年，因前期規劃和研究工作不夠細致充分而存在很多問題。新世紀建設的大型燒結項目，一方面融入20世紀末期以來燒結技術飛躍發展的成果，另一方面適時總結大型燒結機問世以來的生產實踐經驗，故在技術創新和工藝現代化等方面具有顯著的時代技術特征。
當代大型燒結機的總體設計原則包括：遵循可持續發展和循環經濟的理念，采用先進、成熟的工藝技術和裝備，工藝流程簡潔，自動化水平高;結合資源條件和生產規模等綜合要素，以功能、結構、效率的協同優化為目標，構建物質流、能源流、信息流三者的高效協同運行機制;加強技術裝備的改良與創新，研發和應用燒結機、環冷機的臺車攔板加寬技術，充分利用臺車邊緣風，降低能耗。依靠先進的大型燒結設計理念，國內大型燒結機投產后，設備運行平穩、生產穩定，各項指標均已達到先進水平。
大型燒結設備的研發與應用
大型燒結廠的建造以大型燒結機和環冷機的開發、應用為基礎，而大型燒結機和環冷機的應用又以臺車的開發和應用為基礎。因此，為滿足設備大型化，采取臺車攔板加寬技術。
燒結機臺車攔板加寬技術與集成應用。燒結機臺車攔板加寬的方法有兩種，一種是采用箅條加寬，另一種是采用盲板加寬。如首鋼京唐燒結工程，采用第二種加寬方法———盲板加寬，加寬的距離能夠確保邊緣風把加寬部分混合料燒透，不會產生生料。攔板加寬技術，可以使燒結面積增加10%，燒結礦產量增加約5%~12%，噸礦耗風量降低約5%~10%，燒結礦電耗、煤耗減少，單位能耗降低。該項技術的成功應用，提供了一種更為有效的節能增產的建設思路。據測算，不同寬度的臺車可以達到不同的燒結面積，對5m寬風箱的燒結機，最大燒結面積可以達到660m2，因此，太鋼建設660m2巨型燒結機時就采用此技術。
大型燒結機臺車在熱段停留時間相對較長，厚料層燒結又使臺車溫度較高，對臺車的各部件結構適應性要求較高。燒結設備適應厚料層技術，由新型的燒結箅條、新型隔熱件、新型臺車攔板及優化臺車梁配置等組成，實現臺車整體強度增加和改善透風率，同時減少臺車的維護費用。
大型燒結機負荷大，自動化水平高，安裝精度要求高。需要一系列的技術配套支持，主要采用以下技術：混合料斗大小閘門閉環調整技術、新型柔性傳動技術、新型臺車輥套以及智能集中潤滑系統。
環冷機臺車攔板加寬技術與集成應用。受燒結機臺車攔板加寬的啟示，研究人員將這種利用邊緣風的設計思路應用到環冷機的研發上，開發出環冷機攔板加寬技術，如首鋼京唐燒結廠環冷機的鼓風面積為520m2，采用臺車攔板加寬技術，實際冷卻面積達到580m2，燒結礦產量增加5%~8.2%，噸礦冷卻耗風量降低約5%~8%。為了保證大型環冷機的順利運行，他們還采取一系列技術措施給予保障，包括緊湊型傳動技術、曲軌三維設計技術和給料漏斗內壁的耐熱耐磨襯板技術。
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