徐春玲 張 惠 魯繼利 朱 建
（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠）
摘 要 本文主要介紹了萊蕪分公司煉鐵廠265m2燒結(jié)系統(tǒng)為提高燒結(jié)礦FeO穩(wěn)定性，分析流程可控因子，對燃料水分、燃料粒度、混勻料水分、四輥破碎質(zhì)量、下料波動等進行了系列改善，試驗分析、探測關(guān)鍵因子最佳控制水平，優(yōu)化控制區(qū)間，使燒結(jié)礦FeO西格瑪水平達到3.37，綜合合格率98%以上。
關(guān)鍵詞 燒結(jié)礦 焦粉 噪音因子 固定碳
1 前言
燒結(jié)礦的質(zhì)量指標中，F(xiàn)eO含量是影響高爐爐況順行的一個非常重要的參數(shù)，燒結(jié)礦FeO含量的波動區(qū)間越窄，燒結(jié)過程越穩(wěn)定。在生產(chǎn)中適當降低燒結(jié)礦中的FeO含量，并提高其穩(wěn)定性，既可以保證燒結(jié)礦的冷強度和低溫還原粉化性能，又改善了燒結(jié)礦的還原性，使燒結(jié)礦的冶金性能得到改善，也有利于降低燒結(jié)固體燃耗、高爐焦比。萊蕪分公司煉鐵廠265m2燒結(jié)機，2018年燒結(jié)礦FeO為2.07西格瑪水平且均值高達8.9%。為提高燒結(jié)礦穩(wěn)定性，進而優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)，提高高爐爐況穩(wěn)定性，降低高爐煉鐵燃料比和噸鐵成本， 2019年立項攻關(guān)改進，改善后提升至3.37西格瑪水平且均值降低0.46%。
2 關(guān)鍵影響因素分析
2.1 工藝流程分析
分析燒結(jié)工藝流程（見圖1），流程不可控部分主要在于原鐵礦粉、部分熔劑等原料的源頭采購，經(jīng)團隊分析對流程影響程度后，流程可控度大于80%。
通過流程圖分析得出可控因子9個：燃料水分波動、燃料大粒度多、燃料來料質(zhì)量差、混勻料水分波動、燒結(jié)料面不平整、四輥破碎質(zhì)量差、燃料配加人為判斷不準、配料電子稱誤差反饋偏差、燒結(jié)終點溫度控制不當。
2.2 部分因子快速改善
2.2.1 燃料水分波動
焦粉受料口無噴淋降塵設(shè)備，小焦篩區(qū)域除塵能力有限，上料容易造成揚塵。為降低焦粉揚塵，常采用水管直接噴灑焦粉方式。水管直接噴淋不均勻，用水量大，容易造成局部焦粉占水過濕。為此，增加霧化噴淋，卸焦粉時利用霧化噴淋降塵，避免焦粉揚塵，焦粉無明顯潤濕情況。（改善效果見圖2）
2.2.2 燃料大粒度多
燒結(jié)用焦粉來自焦化篩下焦粉、5、6號高爐槽下焦粉，燃料來源點多，焦粉經(jīng)?；烊氪罅６冉箟K，增加燒結(jié)燃料破碎難度。造成原因有：高爐、焦化對焦粉篩維護不足，造成焦塊混入；崗位人員清掃衛(wèi)生、清除現(xiàn)場落料不規(guī)范，焦塊混入焦粉；燒結(jié)區(qū)小焦篩磨損，造成大粒度焦塊進入破碎工序。為此，年修期間對槽下小焦篩更換篩板，提高大塊焦粉篩出率，避免大塊焦粒進入四輥破碎。改進后燃料粒度趨于穩(wěn)定，大粒度焦塊明顯減少（改進效果見圖3）。
2.2.3 混勻料水分波動
混勻料水分受加水水壓、返礦料溫、白灰等因素影響，控制不穩(wěn)定，造成燒結(jié)過程波動，影響燒結(jié)礦FeO穩(wěn)定，且監(jiān)督控制點全在一混，控制能力較低。在看火崗位增加水分自動控制監(jiān)測裝置，對水壓、加水量、水分直接監(jiān)測；制定可靠的水分控制標準，實現(xiàn)看火對水分的小范圍直接控制調(diào)整，提高控制穩(wěn)定性。
2.2.4 燒結(jié)料面不平整
燒結(jié)機泥輥下料口擋板磨損嚴重，造成料面布料不平整。利用檢修期更換泥輥下料口擋板。燒結(jié)機六輥一根棍子損壞，減速箱內(nèi)部齒輪有損壞，造成燒結(jié)料面布料呈波浪狀，布料不平整。檢修更換六輥設(shè)備（改善前后對比見圖4）。
2.2.5 四輥破碎質(zhì)量差
四輥維護不及時，維護人員中途更換，對車削質(zhì)量把關(guān)不嚴。車削周期不固定、磨損量車削量標準不固定。為此，規(guī)范三臺四輥破碎機循環(huán)使用，每周做一次定尺車削。規(guī)范四輥維護后，燃料破碎良好，燃料粒度3mm粒級保持80%以上。
2.3 其他因子實驗分析
2.3.1 噪聲因子
噪聲因子來自四輥破碎燃料破碎質(zhì)量、配料室、看火崗位操作人員水平差異，對燒結(jié)礦FeO的預(yù)知預(yù)控條件上不可改變，部分受控。經(jīng)過方差分析，四個班組間操作無明顯差異，F(xiàn)eO均值在8.32-8.55之間；但每班之間仍有輕微差異（見圖5），丁班均值較低但標準差略高于其他班組，且四班內(nèi)FeO波動仍很明顯。因此，為進一步減少班組之間操作上的差異，除加強班組學(xué)習(xí)培訓(xùn)之外，借鑒防錯法思想，制定統(tǒng)一操作標準，對影響操作的關(guān)鍵參數(shù)料批數(shù)通過控制圖進行監(jiān)控，并進行量化操作。
2.3.2 試驗因子
配料下料誤差與人為判斷燃料配加量存在部分交互作用，需進行組合的檢驗；燃料質(zhì)量細分為燃料粒度和固定碳。試驗因子統(tǒng)計見表1。
建立回歸方程，模型回歸P值=0小于0.05（見圖6），回歸模型顯著。其中：燃料粒度P0.869和終點溫度P0.680均大于0.05，效果不顯著，需逐步去除燃料粒度和終點溫度后再做回歸分析。去除燃料粒度建立回歸方程模型回歸P值=0小于0.05，回歸模型顯著，但其中終點溫度P0.677均大于0.05，效果仍不顯著（見圖7）；去除燒結(jié)終點溫度建立回歸方程，模型回歸P值=0小于0.05，回歸模型顯著，但終點溫度P0.877均大于0.05，效果仍不顯著（見圖8）。
同時去除燃料粒度、燒結(jié)終點溫度，第四次建立回歸方程為：燒結(jié)礦FeO% = -6.48 + 2.291 燃料配加量+ 0.0934 燃料固定碳含量%。模型回歸P值=0小于0.05，各項P值也均小于0.05，回歸模型顯著（見圖9）；但R-sq71.33%、R-sq（調(diào)整）68.02% 水平仍較低?；貧w方程存在誤差?？紤]實際生產(chǎn)中，燃料粒度對燒結(jié)礦亞鐵有較明顯影響，仍考慮作為重要因子做進一步分析。燒結(jié)終點溫度控制，技術(shù)要求較嚴格，生產(chǎn)中可通過減機速，降低布料等措施預(yù)防?？煽匦暂^高。
3 關(guān)鍵因子控制
3.1 最佳水平探測
選取1709批號料堆做最佳水平探測試驗，燃料指標分析（燃料配加量2.8-3.3、燃料固定碳80-85%、燃料粒度74-82%），確認一元回歸模型預(yù)測數(shù)據(jù)可靠，通過分析燃料配加量、燃料固定碳、燃料粒度參數(shù)，找出與燒結(jié)礦氧化亞鐵對應(yīng)關(guān)系。試驗水平設(shè)定方案見表2。
全因子分析結(jié)果：主效應(yīng)P=0.000＜0.05，說明模型總體有效；2.S=0.089，R-Sq=98.52%，R-Sq（調(diào)整）=96.75%，模型有效；燃料固定碳與燃料粒度二階交作用顯著，盡管燃料粒度主效應(yīng)不顯著，但仍須保留（見圖10）。
通過曲面圖和等值線分析得出：系統(tǒng)改進后，在滿足燒結(jié)礦氧化亞鐵8.0-8.6區(qū)間時，燃料量取值2.9-3.3、固定碳取值80.5-85%、燃料粒度74%-82%，滿足可控制要求。
3.2 燃料下料量波動改善
燃破圓盤給料出料口盤面上積料、帶料，嚴重時（大料流、物料粘濕或粒度細小等）盤面周邊頻繁撒料；且圓盤最大出料能力50%達不到25t/h，達不到工藝標準要求值。為此，借鑒同行業(yè)經(jīng)驗，在盤面焊接0.5m鋼筋；出料口長寬擴大，上邊角弧度光滑。改進后圓盤最大出料能力100%達到35t/h，且出料口盤面上出料順暢，無積料、帶料，盤面周邊無撒料現(xiàn)象。原配料7#、8#使用時間較長，維護調(diào)整不及時，設(shè)定電子稱量程1.5-5.0，下料量波動幅度大，實際下料誤差在10%以上，遠遠超出工藝要求4%。對配料7#、8#倉電子稱更換，更換原頻率調(diào)整燃料下料量方式，采取重量設(shè)定方式，下料準確，平均誤差控制在3%以內(nèi)。
4 改進效果
4.1 燒結(jié)礦FeO
最佳效果顯著性驗證：取改善前（5月）和改善后（10月）的數(shù)據(jù)，進行雙樣本T檢驗（樣本量85）。統(tǒng)計結(jié)論：燒結(jié)礦FeO均值降低0.46 （見圖12），質(zhì)量波動明顯降低。
4.2 燒結(jié)礦低溫還原粉化率
取改善前（5月）和改善后（10月）燒結(jié)礦低溫還原粉化率數(shù)據(jù)，進行雙樣本T檢驗（樣本量31）。統(tǒng)計結(jié)論：改善前后對比燒結(jié)礦低溫還原粉化率差異不大，燒結(jié)礦FeO適當降低，未對低溫還原粉化率造成影響（見圖13）。
5 結(jié)論
燒結(jié)礦FeO質(zhì)量穩(wěn)定，可有效減少高爐爐況波動，保證高爐生產(chǎn)穩(wěn)定。原生產(chǎn)操作僅追求燒結(jié)礦FeO合格率，未對燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定做有效控制，造成燒結(jié)礦FeO存在較大波動。經(jīng)過項目團隊系列改進實施，主要通過對燒結(jié)燃料粒度有效控制、固化燃料調(diào)整等措施，加強燒結(jié)過程控制，提高燒結(jié)礦成分穩(wěn)定性。燒結(jié)礦FeO西格瑪水平達到3.37，綜合合格率98%以上，超額完成預(yù)期目標，對同行業(yè)具有加大的推廣價值。
