烧结降低返矿率的技术措施

摘要：返矿率是衡量烧结生产过程稳定性和经济性的重要指标之一。较高的返矿率不仅会增加生产成本，还可能影响烧结矿的质量。本文深入分析了影响返矿率的诸多因素，包括原料特性、配料工艺、烧结操作以及设备状况等，并在此基础上详细阐述了降低返矿率的一系列技术措施，旨在为烧结生产企业提高生产效率、降低成本、提升产品质量提供有益参考。

关键词：烧结；返矿率；原料特性；配料工艺；烧结操作

一、引言

烧结生产作为钢铁生产流程中的关键环节，其产品烧结矿的质量直接关系到后续炼铁工序的顺行和成本控制。返矿率作为烧结生产中的一项重要参数，反映了烧结过程中未完全烧透或不符合成品要求的物料比例。降低返矿率对于优化烧结生产、节约资源、提高经济效益具有至关重要的意义，是烧结企业持续追求的目标之一。

二、影响返矿率的因素分析

（一）原料特性

1.矿石粒度 原料矿石的粒度分布对烧结过程影响显著。若矿石粒度过大，在有限的烧结时间内难以完全同化，易形成未烧透的“夹生料”，导致返矿增加；而粒度过小，透气性变差，阻碍气体流通，同样会造成烧结不完全，使返矿率上升。

2.矿石种类与成分 不同种类的铁矿石其软化、熔化特性各异。例如，赤铁矿与磁铁矿相比，软化温度区间较窄，在烧结过程中更易出现液相生成不足或过度的情况，影响烧结矿的固结，进而增加返矿率。矿石中的杂质成分如硫、磷、碱金属等，含量过高会干扰烧结化学反应，降低烧结矿质量，促使返矿增多[1]。

（二）配料工艺

1.配料准确性

配料系统若不能精确控制各种原料的配比，会使烧结混合料的化学成分偏离最佳范围。

2.燃料配入量

燃料是烧结过程的主要热量来源，燃料配入量过多或过少都不利于烧结。配入量过多，会使烧结温度过高，产生过熔现象，烧结矿结构致密，还原性变差，且易形成大块返矿；配入量过少，热量不足，无法保证矿石充分烧结，造成返矿率大幅攀升。

（三）烧结操作

1.烧结温度与时间

烧结温度和时间是决定烧结矿质量的关键操作参数。温度过低或时间过短，矿石不能充分同化、结晶，烧结矿强度不足；温度过高、时间过长，虽能保证一定强度，但会造成能源浪费，且可能引发过烧现象，使烧结矿脆化，返矿率升高。

2.透气性控制

良好的透气性是保证烧结过程顺利进行的前提。若透气性不佳，气流难以均匀通过料层，会造成局部烧结不完全，形成返矿。影响透气性的因素包括混合料的水分含量、粒度组成以及布料均匀性等。水分过多或过少都会影响混合料的团聚状态，进而影响透气性；布料不均匀会导致料层厚度不一致，气流阻力不同，使烧结效果出现差异。

（四）设备状况

1.烧结机台车

台车的平整度、密封性等直接关系到烧结过程的热量损失和气体泄漏情况。如果台车存在变形、密封不严等问题，会使热量散失过快，烧结气氛难以维持，导致烧结效果变差，返矿率增加。

2.点火器

点火器的性能对烧结起始阶段至关重要。点火温度不均匀、点火时间不准确或点火强度不够，会影响混合料表层的点火效果，进而影响整个烧结过程的质量，促使返矿率上升。

三、降低返矿率的技术措施

（一）优化原料管理

1.原料预处理

对进厂矿石进行严格筛选，去除过大或过小的颗粒，确保粒度符合烧结要求。例如，采用振动筛、圆筒筛等设备进行分级处理，使矿石粒度控制在合适范围，一般要求成品矿粒度在8-16mm之间。对于高硫矿石，可通过预先脱硫处理，降低杂质含量，提高矿石的可用性。

2.原料混匀

建立完善的原料混匀系统，采用堆料机、取料机配合的方式，将不同批次、不同产地的矿石以及其他原料进行充分混匀。通过多次平铺直取，保证混合料成分的稳定性，减少因原料成分波动导致的烧结矿质量不稳定，从而降低返矿率。

（二）精准配料控制

1.升级配料系统

引入先进的自动化配料设备，如电子皮带秤、重量传感器等，实时监测和精确控制每种原料的下料量。利用计算机控制系统，根据预设的烧结矿目标成分，自动调整配料比例，确保配料的高精度和稳定性，使混合料的碱度、铁含量等关键指标偏差控制在极小范围内。

2.在线检测与反馈

安装在线化学成分分析仪，对混合料的成分进行实时检测，并将检测结果及时反馈给配料系统。一旦发现成分偏离设定值，配料系统立即进行调整，实现动态配料控制，进一步保障配料的准确性，避免因配料失误造成的返矿问题

（三）改进烧结操作

1.智能烧结控制系统

开发并应用智能烧结控制系统，该系统综合考虑烧结机的布料厚度、透气性、台车速度、点火温度等多种参数，通过建立数学模型和运用人工智能算法，实时优化烧结操作参数。例如，根据料层透气性的实时变化，自动调整台车速度和风机转速，确保烧结过程在最佳状态下进行，既保证烧结矿质量，又降低能源消耗和返矿率[2]。

2.透气性优化措施

合理控制混合料的水分含量，通过安装水分检测仪，实时监测并调整加水装置，使水分保持在既能保证混合料良好团聚又不影响透气性的最佳水平，一般为6%-8%。优化布料工艺，采用多辊布料器、松料器等设备，保证布料均匀、料层疏松，提高料层透气性。定期清理烧结机台车篦条，防止物料堵塞，维持良好的透气性。

（四）加强设备维护管理

1.设备预防性维护

根据设备巡检结果和运行历史数据，采用预防性维护策略，提前对可能出现故障的设备部件进行更换或维修。例如，对于烧结机台车，根据其使用寿命和磨损情况，定期更换台车篦条、侧板等易损件，确保台车始终处于良好的运行状态，减少因设备故障导致的烧结异常和返矿增加[3]。

四、实施效果与案例分析

某钢铁企业烧结厂在实施上述降低返矿率的技术措施之前，返矿率长期维持在35%左右的高位水平。这不仅造成大量固体燃料和电力资源的浪费，还导致烧结矿转鼓强度下降、成品率降低等质量问题，进而增加了高炉炼铁工序的焦比和燃料消耗成本。为系统解决这一问题，该厂实施了全方位的技术升级和管理优化：

首先，通过对烧结机九辊布料两侧挡板外扩，使台车两侧布料布满、布实；在台车两侧各增加一根盲篦条，降低烧结边缘效应；调整梭布行走点位，使落料点打到料仓底部小矿槽三合一衬板交界位置，充分发挥梭布功能；控制圆辊两侧合页门高于中部 8mm，使两侧布料高于中部，有效改善了沿台车宽度方向混合料粒度偏析和化学成分偏析，控制了干燥生料区的生成，降低了对烧结过程的不良影响。其次，协同炼铁厂将高返筛网规格更换为“上6下3.5mm”，控制＞5mm粒级占比＜5%，减少无效返矿；同时为匹配控制高炉铁水镁铝比，烧结矿氧化镁控制升高从而导致返矿率升高。针对这一情况，烧结厂组织技术人员进行技术攻关，优化烧结配料方案，调整烧结工艺参数，在保证高炉渣系流动性的前提下，降低烧结矿氧化镁含量，从而降低返矿率。最后，实施工艺技改和智能化升级改造，将高炉煤气改为高炉煤气和转炉煤气混合使用，提高点火质量，减少烧结表层返矿，返矿率降低1%；通过智能化技术优化自动加水，通过传感器实时监测物料水分，利用控制逻辑关联配料原料特性动态调整加水量，控制水分稳定在±0.3%内，解决水分波动问题，提升成品质量。通过各项措施实施，该厂返矿率由2023年的35.29%降低至30%并趋于稳定，整体经济效益显著提升。

五、结论

降低返矿率是烧结生产企业实现可持续发展的重要任务之一。通过深入分析影响返矿率的各种因素，采取优化原料管理、精准配料控制、改进烧结操作以及加强设备维护与管理等一系列针对性技术措施，可以有效降低返矿率，提高烧结矿质量，节约生产成本，增强企业竞争力。在未来的发展中，随着科技的不断进步，烧结企业应持续关注新技术、新工艺的发展动态，不断探索创新，进一步优化烧结生产过程，以适应日益激烈的市场竞争环境。

参考文献

【1】胡启武.低硅900 mm厚料层慢机速烧结的生产实践［J］.甘肃冶金，2022，44（3）：30-32.

【2】刘佳，张文政.提高烧结矿产量和质量的实践［J］.天津冶金，2020（3）： 24-26.

【3】武晓婧.烧结配矿优化模型及烧结矿质量预测研究［D］.石家庄：河北经贸大学，2020.