经过多年的努力，烧结机的利用系数有了很大的提高。到1995年，单位产量已达173吨/(单位& # 8226；h)，满足了当时两座总容积为2263m3高炉产量要求。主要原因是高炉用料少，高炉年平均利用系数只有1.348t/(m3 & # 8226；d)，甚至设计水平为1.46t/(m3 & # 8226；d)也没有达到。随着酒钢的发展，制约酒钢产量提高的环节已经转向炼铁，而要提高高炉生产能力，反过来在于原料品种和质量的提高。早在1990年，JISCO就委托北京科技大学、钢铁研究总院和鞍山冶金设计研究院对JISCO高炉合理炉料结构进行了研究。结果表明，酒钢当时使用的碱度为1.2左右的自熔性烧结矿机械强度和冶金性能较差。为了充分发挥高炉的生产能力，必须使用高碱度烧结矿配酸冶炼。这是因为只有JISCO烧结矿的碱度在1.7以上，各项性能指标才能得到显著提高。研究表明，酒钢精矿生产的酸性烧结矿质量差，产量低，不能使用。酸性球团矿生产因精矿水分高、生球爆裂温度低、软熔温度低、焙烧区间窄等问题而无法生产。考虑到富矿块的利用，酒钢黑鹰山仅有的矿产资源有限，磷含量高，周边资源少，购买富矿距离远，成本高。由于JISCO找不到合适的酸料，制约了JISCO高炉的发展。1991年，JISCO与钢铁研究总院合作进行了球团烧结法的实验室和半工业试验研究，并成功研制出一种新型炉料&球团烧结矿。1992年，JISCO委托鞍山冶金设计研究院采用这一新工艺设计，并于1993年开始建造3号130m2烧结机。1996年3月，成功开发生产了一种新型酸性炉料——酸性球团烧结矿。(1)设计特点与传统烧结法相比，球团矿烧结法的工艺设计有以下特点:(1)为适应高水分精矿的特点，采用冷热返矿配料，并增加一台轮式混合机，在混合造球前对物料进行破碎；(2)在第一次混合和第二次混合(外滚)之间设置造粒盘对混合物进行造粒，粒径范围控制在5-10mm；(3)采用燃料添加技术，添加20%作为配料，在第二混合机中轧出%”生球；(4)增加磨煤系统，将燃料粒径控制在1毫米以下；(5)采用摆带、宽带、辊缝布料装置，取消泥辊和小矿槽，避免生球破损；(6)点火前设置干燥段，通过通风干燥生球。(二)生产技术研究。工艺流程开发研究作为一种酸性材料，生产过程具有液相粘度高、气阻高、烧结负压大的特点。鉴于此，抓住了球团烧结法的关键环节——造球、滚煤、布料，组织人员进行专题研究。(1)造粒。球团是球团烧结的核心部分和关键工序之一。由于JISCO精矿水分高达15% ~ 16%，冷热返矿和热灰参与配料(分别约占7%、16%和2%的比例)，对造球起关键作用。此外，JISCO精矿粒度细，配料中有约3%的生石灰。这种混合物完全适合造球。为了提高生球5 ~ 10 mm粒级含量，对混合料的适宜水分、造球工艺参数、加水位置和方式进行了详细的研究和实践。此外，还试验研究了不同生球尺寸和强度对烧结指标的影响。目前绿球主要指标良好。(2)滚煤。煤炭轧制是球团烧结的特殊过程。生球通过煤辊后5 ~ 10 mm的品位不会降低，外部固体燃料能很好地包裹在生球表面，改善燃料在烧结过程中的燃烧条件，提高料层的透气性，达到增产降耗的目的。在滚煤的研究中，研究人员对滚煤机的衬板结构和形式进行了多次改进；多次探索煤辊的转速和物料在煤辊中的停留时间；对不同粒度和比例的外部配煤进行了优化试验。目前，滚煤效果有了很大提高，基本满足生产要求。【下】(3)布。与普通烧结材料相比，更难分配具有不同晶粒尺寸和更大晶粒尺寸以及光滑表面的生球。虽然设计中采用的布料方式可以有效解决生球破损，但原有的布料方式造成生球粒度和燃料更大的偏析，使得表面燃料在烧结时集中形成硬壳，料层无法改善，烧结负压超过13000Pa。在布料研究过程中，进行了模拟布料试验，对布料方法进行了多次改进。实验室对现场物料进行了实测和对比，确定了各种布料方式对烧结指标的影响。找到了影响酸性球团矿烧结矿质量的关键和适宜的配矿方法。本发明从根本上解决了燃料偏析问题，消除了烧结过程中表层结壳、中部燃料集中、过熔、底层撒球过多的问题，降低了烧结负压，料层增厚，提高了成品率。2.理论研究与实践1997年3月，酒钢高炉合理的炉料结构确定球团矿烧结矿碱度控制在0.4左右。虽然经过一系列生产工艺研究，许多问题得到了解决，但正常生产中的烧结负压仍高于实验结果，在12000Pa以上，影响了产能的进一步提高。为探讨这一问题，JISCO和钢铁研究总院开展了酸性球团矿烧结理论的研究和实践。(1)酸性球团矿粘结相物理化学性质的研究。从1997年5月到6月，钢铁研究所和JISCO一起分离了球铁矿石的粘结相。之后，钢研所对渣相的粘度、熔点、表面张力和熔化性能进行了测定，找出了酒钢酸性球团矿生产负压增大的原因。通过对CaF2、MgO和TiO2矿物的实验研究，发现无论添加哪种材料，都可以在烧结过程中起到很好的改善透气性和降低负压的作用。(2)原料层渗透性的测定和台车料柱的解剖学研究。1998年第一季度，JISCO对球团矿烧结矿和普通烧结矿的原始透气性进行了研究，得到了以下结果。虽然球烧料在滚煤后透气性变差，但烧结前原料层的透气性仍明显好于普通烧结料。但在烧结过程中，酸性球团烧结矿的负压高于高碱度烧结矿(小于11000Pa)，说明是由其他因素造成的。为此，在1998年第二季度3号烧结机生产过程中，对台车床的温度和压力分布进行了测量，同时对台车床进行了解剖实验研究。结果表明，酸性球团矿烧结料层的温度曲线不同于一般烧结过程中的温度变化，在距料层表面200mm处温度最高。在小车料柱的解剖研究中，也发现该部位及以上的含碳量明显高于其他部位，如图所示。解剖后不同高度料柱的显微观察表明，酸性球团矿不像高碱度烧结矿那样以铁酸钙为主要粘结相，而是以硅酸盐为主要粘结相，在距料面180 ~ 200 mm处渣相明显增多。这说明在酸性球团矿生产中燃料偏析和硅酸盐粘结相的影响没有消除，是酸性球团矿生产过程中负压高、透气性差的主要原因。
(3)添加酸性球团烧结熔剂的实验研究。1)实验室试验和研究。为探索降低酸性球团矿生产负压、提高产量的可行措施，酒钢从1997年5月开始在实验室进行了同碱度酸性球团矿添加熔剂(生石灰或熟石灰)的试验研究，即将内部熔剂的一部分用于生球外部轧制。其原因是:(1)能大幅度提高生球表层材料的碱度，表层CaO含量增加时，烧结时球间粘结相中的铁酸钙含量增加，不仅降低液相粘度，提高透气性，还能改善球烧结的还原性能；(2)燃料推出时，熔剂推出，熔剂中的CaO与燃料混合，可对燃料燃烧起到催化作用，强化燃烧过程，加快烧结速度；(3)熔剂中的熟石灰或生石灰用水消化后，其自身的粘结作用更有利于生球滚动燃料，不仅会提高生球强度，还会减少游离燃料造成的分布偏析。经过探索性试验、条件性试验和系统性试验，发现无论采用熟石灰还是生石灰外用制剂，在负压不变的情况下，均可获得较好的技术指标。同时，生球的下落强度、烧结球团的还原度和矿物结构得到改善。2)工业试验。实验室研究成果，1998年11月，在3号烧结机工业生产中首次进行了外掺消石灰工业试验，取得了明显的效果。烧结机负压降低，料层增加，机速加快，质量提高，产量提高10%。考虑到外加生石灰的方便性和可行性，1999年8月26日至9月1日在3号烧结机工业生产中进行了外加生石灰的工业试验(内外比例分别占总熔剂的50%)。从上表可以看出，烧结料层透气性也有所提高(负压降低400Pa)，料层增大，机器速度加快，产量提高6%以上。同时，绿球的质量也得到提高。此外，在工业生产中进行了添加钒钛精矿(配比为3.8%)的试验。球团中TiO2含量由0.2%提高到1.37%，烧结负压略有降低，产量略有增加，成品矿物理质量提高，小于10mm的小颗粒含量降低7%左右。
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