范蘭濤，郝建海，王倉(cāng)
(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司)
摘要：通過對(duì)唐鋼北區(qū)4#燒結(jié)機(jī)使用優(yōu)質(zhì)麥窯灰后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和研究，結(jié)合燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀，得出通過使用優(yōu)質(zhì)白灰，可以有效提高燒結(jié)礦的產(chǎn)、質(zhì)量，燒結(jié)機(jī)料層厚度可適當(dāng)提高，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量增加14 t /h，成品率增加0．43%，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度增加0．1%，RDI－3．15降低0．9%，固體燃耗降低2．59 kg /t，煤氣單耗降低5．14 m3 /t，燒結(jié)礦綜合指標(biāo)得到明顯提升。
關(guān)鍵詞：麥窯灰；燒結(jié)負(fù)壓；轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度；RDI； 成品率；固體燃耗
0 引言
在鐵礦粉燒結(jié)過程中，為獲取高爐要求的一定堿度及含鎂量的燒結(jié)礦，就必須配入一定量的熔劑( 如生石灰、石灰石、白云石等) 進(jìn)行燒結(jié)。這些熔劑與含鐵物料在高溫環(huán)境下會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)。熔劑的配入量、種類及結(jié)構(gòu)都直接影響了燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量，包括燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)、燒結(jié)礦的質(zhì)量，如強(qiáng)度、粒度組成、還原性、低溫還原粉化率等，而燒結(jié)礦質(zhì)量直接影響高爐冶煉順行狀況，從而影響鐵產(chǎn)量及鐵成本。另一方面，熔劑配料關(guān)系到燒結(jié)礦成分的控制，如Ｒ、Mg、Al 等指標(biāo)，而這些指標(biāo)又和熔劑消耗、燃料消耗息息相關(guān)，直接影響到燒結(jié)礦成本。在目前高爐爐料結(jié)構(gòu)中，燒結(jié)礦配比達(dá)到70%～80%情況下，燒結(jié)礦的成本直接影響鐵水成本等［1－2］。因此，熔劑對(duì)燒結(jié)工藝過程及工序成本有顯著的影響。
河鋼股份有限公司唐山分公司煉鐵北區(qū)燒結(jié)車間現(xiàn)有4 臺(tái)燒結(jié)機(jī)，4#燒結(jié)機(jī)180 m2，2007 年投產(chǎn)，因其設(shè)備相對(duì)較新，無(wú)論是主排風(fēng)機(jī)功率、自動(dòng)化水平投入等一系列硬性條件，相對(duì)于其余燒結(jié)機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。北區(qū)燒結(jié)車間使用豎窯灰，在其使用過程中，存在氧化鈣含量低、粒度粗、活性度差等一系列不利影響，造成在生產(chǎn)過程中，生石灰的使用量一直偏大。因此為改善燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量，降低燒結(jié)礦成本，計(jì)劃在4#燒結(jié)機(jī)推廣開始使用優(yōu)質(zhì)麥窯白灰。由于麥窯灰比前期使用的豎窯灰質(zhì)量明顯改善，燒結(jié)機(jī)料層厚度明顯提高，同時(shí)對(duì)燒結(jié)產(chǎn)量及消耗指標(biāo)產(chǎn)生較大影響。主要表現(xiàn)在產(chǎn)量增加，燃耗下降，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、RDI 等質(zhì)量指標(biāo)也有所改善，但在使用過程中因白灰粒度細(xì)密，也發(fā)生過因噴灰?guī)淼臒Y(jié)過程不穩(wěn)，影響返礦平衡，使成品率下降等。
1 生產(chǎn)參數(shù)過程分析
唐鋼煉鐵北區(qū)燒結(jié)4#燒結(jié)機(jī)正常生產(chǎn)使用豎窯灰，豎窯灰具有氧化鈣含量偏低，活性度差等缺點(diǎn)，造成在在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，白灰使用量偏大，負(fù)壓偏高，勻礦消耗量較少，燒結(jié)礦產(chǎn)量偏低。因此，為改善燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量，提高燒結(jié)機(jī)料層厚度，北區(qū)燒結(jié)車間計(jì)劃在4#燒結(jié)機(jī)進(jìn)行使用優(yōu)質(zhì)麥窯灰的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。目的是降低生產(chǎn)成本，提高燒結(jié)礦質(zhì)量，通過生產(chǎn)實(shí)踐、對(duì)比、總結(jié)主要集中在以下幾方面。
1．1 生石灰質(zhì)量指標(biāo)
唐鋼煉鐵北區(qū)燒結(jié)生產(chǎn)中使用均為豎窯灰，而麥窯灰屬于高品質(zhì)白灰，日常生產(chǎn)中主要供煉鋼及燒結(jié)脫硫使用，其成分對(duì)比見表1。
由表1 對(duì)比可知，豎窯灰與麥窯灰相比，CaO 含量低約15%，燒損相差15． 4%，活性度相差約100度，因此從數(shù)據(jù)對(duì)比可明顯得出，麥窯灰的品質(zhì)量明顯優(yōu)于豎窯灰。
CaO 是熔劑性燒結(jié)礦成礦的主要物質(zhì)之一，熔體中CaO 濃度高，CaO 向FeO，滲透點(diǎn)增多，當(dāng)升溫速度與礦化反應(yīng)速度一致時(shí)，則產(chǎn)生的鐵酸鈣類低熔點(diǎn)化合物也增多，冷卻時(shí)鐵酸鈣能迅速以針狀，板狀結(jié)晶，這種燒結(jié)礦強(qiáng)度最好．因此CaO 的含量可以明顯的改善燒結(jié)礦的質(zhì)量組成，而麥窯灰CaO 含量明顯高于豎窯灰，因此對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量可以啟到明顯地促進(jìn)作用。
白灰活性度高及消化溫度高，有利于提高混合料料溫，改善燒結(jié)機(jī)料層的透氣性，增加燒結(jié)過程中的氧化性氣氛，有利于改善燒結(jié)礦的質(zhì)量。
1．2 二混后混合料粒度及溫度
使用麥窯會(huì)后，對(duì)比同期使用豎窯灰二混的各項(xiàng)參數(shù)變化，具體情況見表2。
由表2 對(duì)比可知，使用麥窯灰后，混合料溫提高11 度，混合料粒度組成得到明顯的改善?；旌狭狭蠝靥岣?，可有效降低燒結(jié)礦燃料比; 混合料粒度結(jié)構(gòu)趨于合理化，改善燒結(jié)機(jī)提高料層透氣性，為燒結(jié)機(jī)提高料層厚度提供有利的支撐。
1．3 燒結(jié)機(jī)主要操作參數(shù)變化
使用麥窯會(huì)后，對(duì)比同期使用豎窯灰各種燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)過程參數(shù)變化，具體情況見表3。
由表3 對(duì)比可知，使用麥窯灰后，燒結(jié)機(jī)料層厚度提高50 mm，在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火溫度、機(jī)速等參數(shù)變化不大，機(jī)尾風(fēng)箱負(fù)壓降低了0．5 kPa。從各項(xiàng)數(shù)據(jù)上可以得出使用麥窯灰后，燒結(jié)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)更加穩(wěn)定，料層厚度增加，垂直燒結(jié)速度提高，可有效的改善燒結(jié)礦的質(zhì)量，而且從參數(shù)中可以看出，燒結(jié)機(jī)的料層還有進(jìn)一步提高的潛力。
使用麥窯灰前后，燒結(jié)礦各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)分別見表4 和表5。
由表4 和表5 可知，使用麥窯灰后，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高0．1%，RDI－3．15降低0．9%，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量增加14 t /h，成品率提高0．43%，固體燃耗降低2．59 kg /t，煤氣單耗降低5．14 m3 /t，生石灰單耗降低10．9 kg /t。從數(shù)據(jù)對(duì)比可以得出，使用優(yōu)質(zhì)麥窯灰后，燒結(jié)礦的各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)得到明顯提高，生產(chǎn)成本大幅降低，對(duì)提高燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本提高良好的改善作用。
1．4 數(shù)據(jù)分析
麥窯灰CaO 含量平均高15．12%，10 min 活性度高101 mL，入水消化溫度高80 ℃，有利于燒結(jié)料溫的提高和燒結(jié)過程的改善，但也由于粒度較細(xì)，＜1 mm含量檢測(cè)值是60%以上，使用過程中易發(fā)生噴料，影響均勻配加。
使用麥窯灰后，二混后混合料最明顯的變化是料溫明顯提高，平均提高11 ℃，混合料中＜1 mm 含量降低了近1 個(gè)百分點(diǎn)，因其麥窯灰活性度與入水消化溫度偏高，導(dǎo)致一、二混的加水量相對(duì)勻礦下料量增加，但混合料水分值略有降低，反映出麥窯灰生石灰良好的吸水性。
燒結(jié)機(jī)操作方面: 在保持機(jī)速不變的前提下，因麥窯灰改善混合料粒度組成，燒結(jié)機(jī)料層透氣性變好，料層厚度提高了50 mm( 計(jì)算垂直燒結(jié)速度提高1．55 mm/min) ，燒結(jié)機(jī)主排風(fēng)門開度略有降低的前提下，燒結(jié)機(jī)機(jī)尾風(fēng)箱溫度趨勢(shì)仍可提高，負(fù)壓降低，反映出使用麥窯灰后，燒結(jié)過程料層透氣性得到明顯的改善。
2 結(jié)論
通過使用優(yōu)質(zhì)麥窯灰后，燒結(jié)機(jī)的各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)變化明顯的主要有以下方面:
( 1) 由于燒結(jié)過程透氣性改善，產(chǎn)量增加，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量平均均加了14 t /h;
( 2) 由于燒結(jié)料溫及料層厚度的提高，燒結(jié)固體燃耗平均降低了2．59 kg /t;
( 3) 在燒結(jié)點(diǎn)火溫度基本保持不變的前提下，由于料層厚度提高到740 mm( 或更高一些) ，點(diǎn)火火焰溫度最高點(diǎn)恰好可以位于料層表面，使料面點(diǎn)火效果改善，加上臺(tái)時(shí)產(chǎn)量的提高，燒結(jié)煤氣單耗降低明顯，使用麥窯灰期間點(diǎn)火煤氣單耗平均比前期降低了5．14 m3 /t;
( 4) 在保證燒結(jié)礦堿度基本不變的前提下，由于麥窯灰CaO 含量高、燒損低，生石灰單耗平均降低了10．9 kg /t;
( 5) 隨料層厚度提高，燒結(jié)礦強(qiáng)度指標(biāo)略有提高，RDI－3．15指標(biāo)略有降低。
3 參考文獻(xiàn)
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