烧结混合料智能加水强化制粒

张云峰  阎江  冯二莲

乌海包钢万腾钢铁有限责任公司

摘要  混合料水分是烧结生产“三要素”之一，分析混合料在线测水法和智能加水关键技术，可以实现混合料智能加水强化制粒，为厚料低水低碳烧结创造条件。

关键词 烧结  混合料  智能加水  强化制粒   

1 前言

混合料水分是烧结生产中风、水、碳“三要素”之一，烧结以风为纲，以水为介质，以碳为热源，风水碳三者合理匹配相互作用，有风，水才能作为传热导热的良好介质，碳才能充分燃烧为烧结过程提供75%以上的热源；风、水、碳“三要素”合理调控，烧结过程中的空气传热速度和碳燃烧速度才能顺畅进行且同步叠加，达到燃烧带薄且红层温度高，提高烧结矿产量改善质量的效果，可见水分在烧结生产中的重要性。

混合料水分受原料原始水分、粒度组成、气孔率等物理性质的影响，尤其受生石灰、返矿、除尘灰等性质差异很大物料配加数量、配加方式及其质量的影响，岗位人员难以及时判断和掌控原料原始水分等变量因素，人工调整混合料水分存在滞后（如果混料工发现水分波动，需调整加水量1～3次；如果看火工发现水分波动，矿槽料运行需10min以上，途中料和混合机内料运行需3～5min）和准确性不够的问题，为此实施烧结混合料智能加水具有重要意义。

2 烧结混合料智能加水强化制粒技术措施

2.1 智能加水关键技术

1）水分测得准——在线测水仪满足智能加水系统的准确性

2）加水控得准——智能加水控制系统设计值的合理性

3）制粒把得准——遵循“滴水成核、雾化长大、无水密实”的制粒机理强化制粒

2.2 选择适合智能加水的在线测水法

用于烧结混合料在线测水的有中子法、红外法、微波法、接触式电导法，因中子测水法投资和运行费用高，核源申请困难，环评难度大，烧结很少使用中子测水法，在此不研究，对其它方法优缺点加以比较，确定适合智能加水的在线测水法。

红外（非接触式）测水是根据物料表面水分子对特定波长的红外光吸收和反射的原理测定物料水分，检测的是物料表面水分，其特点是经建模标定后静态检测精度高，但动态精度易受蒸汽、粉尘、光照强度、振动等环境因素（这些因素是烧结现场无法避免的）的干扰，系统稳定性较差，不易维护，用于烧结混合料智能加水系统不是最优选择。

微波（非接触式）测水是利用微波穿过物料时损耗能量与水分成正相关的原理测定物料水分，测定的是物料总水分，不受光照、温度、蒸汽、粉尘、振动等环境因素的影响，抗干扰能力强，系统稳定性好，但水分检测值受物料厚度的影响，即相同物料水分，在不同烧结料批下显示的水分值差异较大；标定水分值与烧结料批关系密切，料批变化±100t/h以上时，则需要重新标定水分值；不能同时组建不同料批下的标定水分数据库。可见微波测水不能更好地满足烧结混合料智能加水的需求。

接触式电导测水是通过润湿物料电导性与水分含量成线性关系的原理测定物料水分，初期电导探棒粗，皮带机速度快（1.2～1.6m/s），探棒与物料冲击力大磨损快，不到3个月探棒需更换，且易粘料影响测水精度。近年来将探棒改进为探针，彻底解决了电导探头磨损快和粘料问题，并改进探针的结构尺寸和安装形式（将探针用陶瓷球保护起来），开发出在线检测粉状物料的高硬度、耐磨、抗冲击合金材质的探针，使用周期达 18个月。柔性探头与物料良好接触，具有不受外界因素的影响、测水系统稳定的优点，接触式电导测水法是烧结混合料智能加水的最佳选择。

2.3 智能控制系统至关重要

烧结混合料智能加水系统中，在线测水固然重要，它为系统提供混合料水分信息，是检测手段，而智能控制系统更为重要，它随时采集各种物料的给料量和原始水分，将物料配比、物料权重属性与加水控制系统很好地融合起来，考虑生石灰、返矿、除尘灰等特殊原料的亲水性差异和不同需水量，研究物料提前润湿程度和最佳水分控制，通过专家系统智能控制和管理，在线实时稳定混合料水分，实现智能加水满足烧结工艺要求。

2.4 遵循制粒机理强化制粒

烧结混合料制粒机理概括为滴水成核、雾化长大、无水密实，将物料预润湿、生石灰消化、雾化制粒与智能加水系统有机结合起来，在混合机内实施高压雾化加水方式，保证了生石灰在（配料室和一次混合机内）特点工艺段内充分消化，并且根据混合机、制粒机不同段不同工艺的目的，设计喷雾量、喷雾粒径可控可调，使混合料颗粒在细雾状下成核，在喷雾状态下长大，在无水下密实，智能加水强化制粒可以减少总加水量，减轻过湿带，改善烧结过程料层透气性，对厚料、低水、低碳降耗烧结有积极的促进作用。

3 结语

3.1 烧结混合料智能加水的关键技术是（1）水分测得准，在线测水仪满足智能加水系统的准确性；（2）加水控得准，智能加水控制系统设计合理性；（3）制粒把得准，遵循“滴水成核、雾化长大、无水密实”的制粒机理强化制粒。

3.2 接触式电导在线测水法的柔性探头与物料良好接触，具有不受外界干扰、测水系统稳定的优点，

通过改进探针结构尺寸和安装形式，彻底解决了电导探头磨损快、粘料和测定不够准确的问题，接触式电导测水法是烧结混合料智能加水的最佳选择。

3.3 遵循制粒机理雾化强化制粒减少总加水量，减轻过湿带，改善烧结过程料层透气性，对厚料、低水、低碳降耗烧结有积极的促进作用。