田蘇東 孫萬(wàn)明 田立國(guó)
摘要：本文主要介紹了永洋特鋼180 m2燒結(jié)機(jī)900mm厚料層燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐。燒結(jié)厚料層對(duì)燒結(jié)質(zhì)量的提升、產(chǎn)量提高效果顯著，同時(shí)具有降低燃耗等優(yōu)點(diǎn)。永洋特鋼180 m2燒結(jié)機(jī)2017年10月投產(chǎn)，經(jīng)過(guò)設(shè)備改造和工藝改進(jìn)，料層提升至900mm，返礦率和固體單耗下降，利用系數(shù)提高約0.15。
關(guān)鍵詞：厚料層；生石灰消化；強(qiáng)化制粒；透氣性
1 前言
厚料層燒結(jié)能夠改善燒結(jié)礦質(zhì)量，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度，提高成品率，降低固體燃料消耗和總熱量，降低燒結(jié)礦FeO含量和提高還原性。由于厚料層燒結(jié)具有的優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)近年來(lái)厚料層燒結(jié)在國(guó)內(nèi)眾多鋼鐵企業(yè)已成功應(yīng)用，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)料層厚度提高到800mm以上，行業(yè)比較先進(jìn)的企業(yè)也已經(jīng)取得900mm超厚料層燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐，取得良好效果。
永洋特鋼180m2燒結(jié)機(jī)于2017年10月投產(chǎn)，受臺(tái)車車欄板高度限制，料層厚度700mm ；2018年10月對(duì)燒結(jié)機(jī)臺(tái)車欄板由700mm加高至900mm，料層厚度加至820mm，總管負(fù)壓17.0Kpa，燒結(jié)生產(chǎn)料層厚度在780-820mm間運(yùn)行；2020年6月進(jìn)行工藝改進(jìn)，生石灰先經(jīng)螺旋消化器后再進(jìn)入一混進(jìn)行混勻，混勻料透氣性明顯提高，料層厚度加至900mm，總管負(fù)壓保持在16.8-17.3 KPa。
2 厚料層燒結(jié)的技術(shù)措施：
2.1 優(yōu)化配礦、強(qiáng)化燒結(jié)混勻料制粒效果
燒結(jié)一次配料以赤鐵礦粉和褐鐵礦粉為主，搭配6-12%精粉。要求生石灰-3mm粒級(jí)≥85%，固體燃料中-3mm粒級(jí)≥75%。制粒小球中還原性好的赤鐵礦、褐鐵礦或高堿度返礦作為粒子，混合料中的核粉比45:55，提高混合料成球率，改善燒結(jié)料層透氣性。
表1 永洋特鋼典型燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)
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礦種 |
主體礦 |
搭配礦 |
精粉 |
白云石粉 |
||
|
高品位A （巴系） |
中高品位B（澳系） |
低品位C（澳系） |
D |
|||
|
配比（%） |
30-40 |
12—18 |
5—15 |
10—20 |
6—12 |
7—9 |
表2 鐵礦粉化學(xué)成分
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料種 |
TFe |
CaO |
SiO2 |
MgO |
Al2O3 |
H2O% |
燒損 |
|
巴系A(chǔ) |
62.2 |
0.003 |
4.72 |
0.093 |
1.66 |
9 |
3.6 |
|
澳系B |
61.51 |
0.04 |
3.82 |
0.115 |
2.16 |
9.15 |
5 |
|
澳系C |
56.26 |
0.05 |
5.98 |
0.119 |
3.08 |
10 |
9.5 |
|
礦種D |
58.56 |
0.06 |
4.92 |
0.139 |
1.86 |
7.95 |
8.42 |
|
58.15 |
0.04 |
5.43 |
0.127 |
2.43 |
9 |
8 |
|
|
精粉 |
67.56 |
0.36 |
4.39 |
0.5 |
0.52 |
10 |
1 |
|
65.4 |
1.58 |
4.5 |
1.063 |
0.73 |
12.12 |
1 |
優(yōu)化混合機(jī)加水方式。通過(guò)對(duì)混合機(jī)加水管改造，加水方式由輸水管“鉆孔”直噴改為霧化噴頭的給水方式，提升混合料潤(rùn)濕效果。同時(shí)對(duì)二混增加蒸汽管。
2.2 配置生石灰消化器，提高生石灰消化效果
生石灰與水或濕料接觸便開(kāi)始消化反應(yīng)，需在配料室配料開(kāi)始到二次混合形成料球之前這一特定工藝時(shí)間段內(nèi)完成消化。如果在特定工藝段內(nèi)生石灰消化不完全，會(huì)產(chǎn)生破壞混合料成球性的負(fù)面影響，且不能充分發(fā)揮制粒粘粘劑和消化放熱提高料溫的作用。
燒結(jié)礦堿度控制范圍在1.90-2.20，生石灰配比在7.5%左右。未使用生石灰消化前，生石灰消化不充分，出二混混勻料時(shí)常帶有白點(diǎn)。2020年6月配置3臺(tái)消化器，消化器由給料系統(tǒng)加料生石灰粉，經(jīng)螺旋輸送將其均勻送料到攪拌區(qū)，加水系統(tǒng)定量給水，生石灰粉和水經(jīng)旋轉(zhuǎn)槳輪混合推送到出料口。生石灰經(jīng)消化器消化，基本消除混勻料帶有白點(diǎn)現(xiàn)象，混勻料透氣性提高。在料層提高至900mm，小時(shí)料批500t 的情況，總管負(fù)壓在17.0-17.3kPa，小于燒結(jié)機(jī)負(fù)壓設(shè)計(jì)值17.5kPa。
表3 總管負(fù)壓隨著料層厚度的變化
|
序號(hào) |
料批（t/h） |
料層厚度(mm) |
負(fù)壓(KPa) |
|
1 |
380 |
700 |
12.1 |
|
2 |
450 |
780 |
14.1 |
|
3 |
480 |
780 |
16.2 |
|
4 |
480 |
880 |
16.7 |
|
5 |
500 |
900 |
17.1 |
2.3 改造松料器
松料器由扁平狀改為圓柱狀，布局方式由一層改為兩層，提高料層的透氣性。
2.4 提高混合料料溫
提高燒結(jié)混合料料溫，使其達(dá)到露點(diǎn)（56-65℃）以上，減少過(guò)濕帶的影響，提高料層的透氣性，同時(shí)為料層內(nèi)熱交換創(chuàng)造良好的條件。
為此我們一、二混使用熱水。我廠配混系統(tǒng)除塵使用水除塵，設(shè)置回水罐收集除塵系統(tǒng)用水，一混用水使用回收的系統(tǒng)除塵水。二混使用凈水，專門制作凈水罐，穩(wěn)定出水量?；厮藓蛢羲蘧ㄕ羝疁乜刂圃?0-80℃。
2.5燒結(jié)機(jī)設(shè)備改造
燒結(jié)原有臺(tái)車欄板高度700mm。經(jīng)過(guò)設(shè)備改造，臺(tái)車欄板高度由700mm加高至900mm，同時(shí)點(diǎn)火器、布料九輥、刮料器等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)抬高。
2.6強(qiáng)化工藝控制過(guò)程
燒結(jié)生產(chǎn)使用的本廠自產(chǎn)生石灰，白灰窯為麥爾茲雙膛窯。充分發(fā)揮鐵前管理一體化以及白灰窯設(shè)備優(yōu)勢(shì)，并加強(qiáng)石灰石原料管控，保證自產(chǎn)生石灰CaO含量≥85%，活性度≥320，為燒結(jié)厚料層生產(chǎn)提高有利條件。
表4 自產(chǎn)生石灰指標(biāo)
|
序號(hào) |
Cao（≥85%） |
燒損≤9% |
活性度≥320 |
|
試樣1 |
89.99% |
5.77 |
386 |
|
試樣2 |
91% |
3.11 |
360 |
|
試樣3 |
89.37% |
5.04 |
387 |
|
試樣4 |
89.52% |
3.5 |
389 |
|
試樣5 |
85.32 |
6.95 |
332 |
|
試樣6 |
90.58% |
3.18 |
356 |
|
試樣7 |
89.23% |
3.38 |
323 |
|
試樣8 |
92.4% |
2.73 |
387 |
|
試樣9 |
88.82% |
3.6 |
388 |
|
試樣10 |
90.83% |
4.11 |
331 |
燒結(jié)煙氣脫硫脫硝處理采用活性炭干法工藝，此工藝產(chǎn)生的活性炭粉通過(guò)氣力輸送到燒結(jié)固體燃料倉(cāng)。要求氣輸活性炭粉時(shí)，固體燃料補(bǔ)倉(cāng)，兩者適當(dāng)混勻，保證燃料下料穩(wěn)定。
煉鋼及鐵前工序的環(huán)境除塵灰統(tǒng)一氣輸?shù)綗Y(jié)配料倉(cāng)，合理安排打灰時(shí)間并平衡除塵量，穩(wěn)定除塵配比。
3 900mm厚料層燒結(jié)的實(shí)際效果
3.1 燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高
滿足厚料層燒結(jié)的前提是改善混勻料的透氣性，通過(guò)一系列技術(shù)措施的改進(jìn)，特別是生石灰消化器的投用，混勻料透氣性提高明顯，燒結(jié)料層由820mm提高至900mm。燒結(jié)小時(shí)料批由450t提高至500t，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)由1.58升高至1.73，利用系數(shù)升高0.15.
3.2燒結(jié)返礦配比下降
燒結(jié)返礦即燒結(jié)自返和高爐返礦之和，隨著料層厚度的提高，燒結(jié)返礦配比由23.7%下降至22.0%，下降約1.7%。
表5燒結(jié)返礦配比隨料層厚度的變化
|
料批 （t/小時(shí)） |
380 |
400 |
450 |
450 |
480 |
500 |
|
料層厚度（mm） |
700 |
780 |
780 |
880 |
900 |
900 |
|
返礦配比（%） |
31.57 |
24.73 |
22.75 |
22.16 |
21.93 |
22.01 |
3.3 燒結(jié)固體燃耗下降
厚料層燒結(jié)下，燒結(jié)礦帶在高溫區(qū)停留時(shí)間延長(zhǎng)，改善燒結(jié)礦形成條件，同時(shí)自動(dòng)蓄熱能力增強(qiáng)，因此隨著料層厚度的提高，燒結(jié)固體燃料下降。
圖1 料層厚度對(duì)燃耗的影響
3.4 成品燒結(jié)礦粒級(jí)組成趨于均勻
料層提高后，燒結(jié)礦粒度小于10mm的占比減少，10-40mm的占比升高。燒結(jié)礦碎塊減少，粒級(jí)組成更加趨于均勻。
圖2 成品燒結(jié)礦粒級(jí)
4 結(jié)語(yǔ)
（1）厚料層燒結(jié)，關(guān)鍵的限制環(huán)節(jié)為提高料層的透氣性，生石灰進(jìn)入一混前完成消化，保證在料層提高至900mm，負(fù)壓在正常工況范圍內(nèi)。
（2）厚料層生產(chǎn)，燒結(jié)返礦率明顯下降，下降約1.7%。
（3）厚料層燒結(jié)，產(chǎn)量升高，本質(zhì)的問(wèn)題是為實(shí)現(xiàn)厚料層燒結(jié)，采取技術(shù)措施提高了混勻料的透氣性，為產(chǎn)量提升創(chuàng)造了基本條件。
（4）厚料層燒結(jié)在燃耗和提高燒結(jié)礦粒級(jí)組成水平均有效果。但是，厚料層生產(chǎn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，需要建立在白灰質(zhì)量、原燃料質(zhì)量的穩(wěn)定、以及燒結(jié)機(jī)篦條、漏風(fēng)率等設(shè)備的日常有效維護(hù)的基礎(chǔ)上。
參考文獻(xiàn)：
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[2] 許滿興、張?zhí)靻?鐵礦石優(yōu)化配礦技術(shù)[M],北京；冶金工業(yè)出版社，2018
[3] 馮二蓮、李飛、劉繼強(qiáng).現(xiàn)代燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)[M],山西興達(dá)科技出版社，2018