刘山平1，马磊2,3，宋云锋1，过刚1，雷杰2，龙红明2,3(1. 马鞍山钢铁公司制造部， 安徽 马鞍山 243032；2. 安徽工业大学冶金工程学院， 安徽 马鞍山 243032；3. 安徽工业大学冶金工程与资源利用安徽省重点实验室， 安徽 马鞍山 243032)
带式焙烧机是单机大型化球团生产工艺之一，高压辊磨、强力混匀等原料预处理工艺的合理搭配是拓展原料适应性、减少膨润土消耗、改善球团质量的有效手段。针对某钢铁企业带式焙烧机原料预处理流程中辊磨压力过剩和原料处理系数较低等问题，开展了高压辊磨、强力混合联接的工业试验，揭示了辊压强度、上料量等工艺参数对球团的成球性及强度的影响规律，为球团生产的提质降耗提供理论指导。结果表明，辊磨机的上料量与辊压大小对原料粒度和比表面积均有影响，随着上料量减少或辊压提高，原料粒度变细，比表面积增加。在上料量为500 t/h、辊压为90 MPa时，混合料中粒度小于44 μm所占比例由辊磨前的72.20%上升至83.94%，粒度小于74 μm比例由辊磨前的89.96%上升至95.82%；经过强力混合后，原料中0.044 mm和0.074 mm粒级的比例基本不变，但是粒度分布更加均衡；膨润土和水结合后毛细水和分子水均有较大幅度的提升，所提供的分子力使大颗粒表面黏附较多细微颗粒物，比表面积由辊磨前的922.88 cm2/g增加至1 411.15 cm2/g，成球性能得到改善。预处理原料应用于生产时，生球落下强度为5.0～7.0 次/(0.5 m)，同时，膨润土消耗降低2～3 kg/t，铁品位提高0.05%～0.16%，显著改善了带式焙烧机球团原料质量与生产效率。
带式焙烧机；生球质量；高压辊磨；强力混合；工艺优化中国钢铁产量占全球产量50%以上，作为原料之一的铁矿石资源存在贫矿多、富矿少、矿石平均品位低的现象，加强铁矿石资源保障是推动钢铁行业高质量发展的前提，进一步加强精料技术研究、大力发展氧化球团是有效措施之一。相比较烧结工艺，球团矿具有铁品位高、粒度均一、强度高、冶金性能好、工序能耗和污染物排放相对较低等优点。据统计，在高炉炉料结构中，欧美国家焙烧球团矿所占比例可达80%～90%，而中国球团矿所占比例仅为15%左右。此外，根据中国钢铁工业协会统计的历年能耗数据，球团矿生产工序能耗为烧结矿的52%～56%，烟气排放量占烧结工序的75%左右，SO2和NOx排放量仅为烧结工序的14%～35%，生产的环保投入和运行成本相对烧结都要低。因此，大力发展球团矿生产、提高高炉球团矿入炉占比，对促进钢铁工业实现节能降耗、低碳减排及结构升级有重大的现实意义。目前，用于单机大型化球团生产工艺主要包括链箅机-回转窑和带式焙烧机2种。在球团生产过程中，带式焙烧机可以同步实现球团的干燥、预热、焙烧、冷却等过程，具有占地面积小、建造施工方便、能耗低等优点。同时，带式焙烧机单机生产能力大，年产量可以达到500万t以上。并且，带式焙烧机对不同种类原料适用性高。相比较于链箅机-回转窑，带式焙烧机球团工艺在设备投资运行成本、能源消耗、原料适用性等方面具有显著优势。由于带式焙烧机工艺焙烧全过程一体化，仅靠调整机速难以满足球团对各阶段的停留时间的要求，且该工艺在生产中对铁矿粉品质和粒度要求较高。中国铁矿资源多为贫矿，难以直接用于生产，而带式焙烧机与高压辊磨、强力混匀等原料预处理工艺的合理搭配可以改善原料的粒级比例，优化原料的粒度分布，显著提升铁矿粉比表面积，是降低膨润土消耗、提高球团质量的有效手段。目前，关于高压辊磨、强力混匀工艺制度的耦合调控研究相对较少，现有研究大多基于实验室小型设备单体模拟，与实际生产中存在着较大差异。本文以马钢400万t带式焙烧机为研究对象，通过工业试验和实验室研究优化高压辊磨和强力混匀工艺参数，为大型带式焙烧机强化球团制备技术提供理论指导和技术支持。
1)随着上料量的减少和辊压的提高，原料粒度变细，比表面积增加；加入强混后，原料粒度分布均匀，同时表面粗糙度明显增大，比表面积进一步改善，有利于成球，进而优化生球质量及性能。2)根据企业所提供的落下强度临界值，计算出合理的原料预处理工艺参数：当上料量≥500 t/h时，应保证高压辊磨压力≥90 MPa，此时高辊磨强度对混合料粉碎更加彻底，强力混合使大颗粒表面黏附有较多微细颗粒物，生球质量较佳；同时，较高的上料量对球团的产出有一定的提升，在满足企业需求的同时提升了经济效益。3)预处理流程改善了原料的基础性能，应用于生产时可以降低膨润土消耗2～3 kg/t，提高铁品位0.05%～0.16%，满足带式焙烧机球团原料生产要求。
