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摘 要 ：新钢球团厂采用链篦机—回转窑球团法，球团矿FeO 含量偏高，通过分析FeO 含量高的原因，采取调整链篦机布料厚 度、控制混合料 S 含量， 优化系统温度风量等措施， 降低了球团矿FeO 含量。
关键词 ：球团 ；链篦机 ；环冷机 ；FeO
新钢球团厂采用链篦机—回转窑球团法，主要原料为磁铁 矿，投产后球团矿 FeO 含量一直在 1.50% 以上，累计 FeO 含量 2.25%， 其中FeO含量2.0% 以上的年份比例高达 75%。球团矿作 为高炉主要原料之一， 质量好坏对高炉冶炼有着重要的影响， 球 团矿FeO含量越高，其还原性就越差，据技术统计，入炉原料的 还原度每提高 10%，焦比可降低 8% ～ 9%，即亚铁含量每降低 1%，焦比降低 1%。因此提高球团矿质量，降低亚铁含量，可以 有效地降低高炉焦炭消耗，缓解国内煤炭资源严重短缺的问题， 也能满足低碳生产、达标排放的环保要求， 同时带来较大的经济 效益 [1]。
1 降低FeO含量生产实践
1.1 FeO 含量高原因分析
根据链篦机—回转窑氧化球团工艺理论，生球中FeO 在链 篦机上开始氧化，整个氧化过程一直持续到冷却结束离开环冷 机进入成品系统。FeO 的氧化程度受混合料特性、球团干燥预热焙烧冷却温度、风量及氧化气氛等因素影响。混合料指标见表 1。
从表 1 中够可以看出，混合料指标中FeO含量较为正常，但 S含量偏高，主要是原料中自产精粉 S含量偏高（0.8% ～ 2.5%）， 自产精粉中硫元素的主要存在形式为黄铁矿和磁黄铁矿，硫化 物的氧化多发生在 500℃～ 570℃，硫化物同氧结合能力强于 FeO，会阻碍磁铁矿的氧化。图 1 中列出了 2011 ～ 2020 年球团 矿FeO含量、混合料 S含量和混合料FeO含量对比情况，从图 1 中可以看出，球团矿FeO含量与混料 S含量有一定的相关性，与 混合料 FeO 含量相关性不大。图 2 中列出了 2020 年 1 ～ 4 月斗 提机中完整球团和回转窑窑头球团 FeO含量，从图 2 中可以看 出，两处球团FeO含量变化不大。
将斗提机球团和窑头球团破碎后，有 40% 左右出现了较明 显的同心裂纹现象，结合图2 数据，说明球团在焙烧过程中存在 链篦机内干燥预热速度不合理，回转窑内氧化气氛较弱等问题， 窑头球 FeO含量过高，进入环冷机后不能全部二次氧化，最终 造成球团矿FeO含量偏高 [2,3]。
1.2 加强链篦机堵篦板修复工作
投产后链篦机未整体更换或升级改造过，检修多以更换或 修补损坏零部件为主， 各部位烧损变形程度不一， 见图 3、图4。
从图 3 中可以看出，链篦机完好篦板和烧损严重篦板都比较 少，部分烧损的篦板占大多数，从图 4 中可以看出，部分烧损的 篦板也会漏球、卡球，造成风流偏抽。实际生产时为减少漏球量 维持工艺稳定，会将生球直径提高到 12mm 以上，生球直径增大 会降低 FeO 的氧化速度，更易形成同心裂纹。加强篦板修复工 作可以减少烧损篦板漏球和卡球问题， 稳定系统风流， 并有利于 降低生球直径， 提高FeO 氧化效果。
1.3 合理调整链篦机布料厚度
链篦机布料厚度调整主要包括两个方面 ：①适当增加布料 厚度，从表 1 中可以看出混合料水分偏高，大于一般球团工艺要 求的 10%，以往为保证生球干燥预热效果，链篦机布料厚度一般 控制在 130mm ～ 150mm，但效果较差，遇篦板烧损集中部位， 漏球增加，分流偏抽严重，粉尘和碎球较多，温度变化频繁且幅 度大，调整后链篦机布料厚度增加至 150mm ～ 170mm，温度变 化幅度有所下降 ；②根据链篦机两侧烟罩和风箱温度，及时分 别调整两侧布料厚度，避免两侧漏风不均匀和两台回热风机状 态差异等造成的影响。
1.4 控制混合料 S 含量
经过长期跟踪对比，按当前工艺条件，混合料 S含量在 0.6% 以上时干燥同心裂纹现象严重，混合料 S含量在 0.45% ～ 0.6% 范围内，同心裂纹情况随混合料 S 含量和链篦机风温而变化， 混合料 S含量在 0.45% 以下时同心裂纹情况主要受链篦机风温 影响，对混合料 S含量变化不敏感。因此，混合料 S含量控制在 0.45% 以下。
1.5 优化系统风量和温度
主要包括以下几个方面 ：①在上托轴与侧墙连接处、侧墙立 柱之间、主轴两侧和风箱上部等链篦机老化变形部位用石棉包 裹或堵塞，加强链篦机保温效果，防止漏风造成风流紊乱、局部 正压等不良情况 ；②关闭窑头助燃风机放散，使助燃风流量由 800m3/h左右提高至 1000m3/h 以上，增加窑内空气量，并根据生 产情况调整环冷鼓风机风门开度， 在保持窑头微负压的情况下尽 量提高环冷机进入回转窑的风量， 适当减少环冷机进入链篦机预 热一段的风量 ；③结合 S氧化从预热一段开始的特点，合理调节 链篦机上生球干燥预热速度，提高耐热风机转速，降低链篦机预 热二段烟罩温度，提高干燥段烟罩温度，提高干燥段FeO氧化效果，降低预热一段之后氧化速度，避免形成同心裂纹 ；④严格控 制回转窑内粉尘量，加强对工艺气氛的考核，减少粉尘对气流的 阻碍， 提高干燥预热效果， 强化回转窑内氧化气氛。
降低 FeO含量相关措施实施后，2020 年工艺温度和 FeO含 量变化情况见表2。
从表2 中数据可以看出，同措施实施前相比，实施后斗提机 球 FeO 含量略有上升 , 窑头球 FeO 含量大幅度下降，说明链篦 机预热段温度下降后 S 和 FeO 氧化速度有所下降，将干球破碎 后，同心裂纹情况大幅度减少，生球干燥预热速度更合理，效果 更好， 干球进入回转后继续氧化固结， 到窑头时亚铁含量已低于 3%， 进入环冷机经氧化后FeO含量降至 1.16%。
2 结语
球团矿 FeO含量偏高受混合料 S含量和链篦机风量温度影 响较大，混合料中 S 的氧化会阻碍FeO在链篦机预热段的氧化， 链篦机风量和温度不匹配，如干燥预热速度过慢容易造成干球 强度下降入窑后粉化碎裂增多，如干燥速度过快容易造成干球 外部结壳并在氧化过程中形成明显同心裂纹的不良情况，进入 回转窑后难以被氧化，进入环冷机时FeO含量在 7% 以上，超出 了环冷机氧化能力， 最终导致成品球FeO含量过高。
在优化系统风量和温度之前，采取了一些措施，链篦机方面 包括加强篦板修护， 减少篦板烧损后漏球和卡球问题， 将链篦机 布料厚度提升至 150mm ～ 170mm，并根据两侧烟罩和风箱温度 及时调整 ；在链篦机上托轴与侧墙连接处、侧墙立柱之间、主轴 两侧和风箱上部等链篦机老化变形部位用石棉包裹或堵塞等措 施，减少链篦机老化变形对温度和风量的影响，稳定生产工艺 ； 混合料方面将 S含量控制在 0.45% 以下，同时尽量降低混合料水 分和生球直径， 为降低FeO含量创造条件。
优 化 系 统 风 量 和 温 度 首 先 参 考 了 S 的 氧 化 温 度 为 500℃～ 570℃，多发生预热段，对链篦机干燥预热速度进行了 调整，通过提高干燥段烟罩温度，降低预热一段和预热二段温 度，提高干燥段 FeO 的氧化效果，减缓了预热段 S 和 FeO 的氧 化，消除了干球同心裂纹的不良情况， 接下来通过增加窑头助燃 风机风量和环冷一段鼓风量， 改善了回转窑内氧化气氛， 使干球 FeO在回转窑内进一步氧化。优化系统风温后，同时加强了对工 艺气氛的考核，系统 FeO含量变化明显，斗提机球 FeO含量由 8% 左右上升至 10% 左右，回转窑窑头球 FeO含量由 7 ～ 8% 降 低至 3% 以下， 环冷机球 FeO 含量由 2.48% 下降至 1.16%， 稳定 性也大幅度提高。球团矿FeO含量下降，稳定性上升，改善了其 还原性能， 为高炉降低焦炭消耗， 取得更好的经济效益提供了条件。
参考文献
[1] 朱建国，张红强，罗果萍，等 .硫含量对白云鄂博铁精矿预热压团显微结构及 抗压强度的影响 [J]. 烧结球团， 2019， 44（1）：40-45.
[2] 杨大兵，张攀，李乾坤，等 . 内蒙古某高硫高碱度磁铁精矿球团焙烧脱硫机理 研究 [J]. 烧结球团， 2016， 41（2）：41-45.
[3] 张一敏 . 球团理论与工艺 . 北京 ：冶金工业出版社， 1997.
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