105m2烧结机配加生石灰工业试验

发表时间：[2008-03-01]　　作者：　　编辑录入：admin　　点击数：9269

摘要:在攀成钢105㎡烧结机原燃料条件及生产设备条件下，用生石灰部分取代石灰石作为烧结熔剂的工业性试验。结果表明：在攀成钢105m²烧结系统现有生产设备条件及原料条件下配加5％的生石灰，试验期烧结机利用系数从1.38t/m²·h提高到1.52t/m²·h，提高了0.14％，幅度达到了10.14％；固体燃料消耗、烧结矿FeO含量分别下降了5.2kg/t、0.52％；烧结矿转鼓指数和筛分指数没有明显变化。配加3.9％的生石灰，试验期烧结机利用系数提高10.87％；固体燃料消耗下降了2.06kg/t、烧结矿FeO含量降低0.41％；烧结矿转鼓指数和筛分指数同样没有明显变化。

关键词:石灰　石灰石　烧结性能　工业试验

l 前言

　我公司现有两台24 m²烧结机和一台105m²烧结机，年产入炉烧结矿约190万吨，不能满足高炉对熟料的要求，熟料量出现了供不应求的局面，对进一步提高高炉技术经济指标带来了较大影响。

　为进一步提高烧结矿产质量、降低烧结过程能耗，我厂在105m²烧结系统新增了生石灰配加系统，该系统于2005年6月底正式建成投产，投产以来由于卸灰阀、螺旋计量秤以及变频调速器等设备运行很不稳定、波动很大，给生石灰的配加及操作带来很大困难，加之投产初期二烧车间设备故障较多以及为满足品种钢冶炼，原料结构变化较为频繁、石灰石供应紧张等因素，工业试验一直难以在条件相对稳定时进行，生石灰最佳配比及操作参数等一直难以确定下来。

　 11月份，经过几个月的操作和摸索以及对各设备的改造，各种条件相对稳定下来，因此为了研究攀成钢工艺装备、原料条件下的生石灰使用效果和确定105m²烧结系统配加生石灰的最佳配比和操作参数，同时也为今后在24m²烧结系统新增生石灰配料系统提供决策依据，我厂于2005年11月4日到11月17日在105m²烧结系统进行了用生石灰部分取代石灰石作为烧结熔剂的工业性试验。

2 生石灰的理化性能

　本次试验采用的生石灰是气烧活性石灰窑生产的产品，该石灰窑燃气采用高炉煤气。生石灰质量较为稳定，有效钙含量较高，杂质较少，但生石灰烧损较高。见表l。

表1　试验期原燃料化学成分(质量分数)及粒度结构

	化学成分(%)					粒度结构(%)
	TFe	SiO₂	CaO	S	Ig	-1mm	+1～3mm	+3～8mm	+8mm
25#匀粉	58.11	5.78	3.90		2.51	43.00	17.00	13.60	26.40
25#匀粉						＜3mm
石灰石		1.84	51.7		41.5	86.53
生石灰		1.2	88.6		10.3	90.26
焦粉	C_固	A	V	S
焦粉	79.52	18.5	1.93	0.54

3 工业试验

3.1 试验原料条件

　本次试验采用原料均为我厂正常生产所使用的原料，为保证试验三个阶段结果的可比性，工业试验只在匀粉25#堆进行，另外，为满足品种钢冶炼，本堆使用期间还在二烧外配了40％的伊朗粉，目前我公司匀粉矿精粉率在45％左右的水平，其中包括了13％的钒钛矿，因此实际上烧结使用矿石中精粉率在20％左右。匀粉矿配比即单品种成分见表2。

表2　匀粉矿配比及成分(％)

	TFe	SiO₂	CaO	配比
	TFe	SiO₂	CaO	25#堆
普粉	53.83	10.13	2.66	9.82
印粉	63.04	4.12		16.3
伊朗粉	62.86	4.56		11.45
氧化铁皮	70			1.24
精粉	59.84	5.55	2.34	21.92
钒钛精粉	54.94	4.6	1.31	8.27
高炉槽下返矿	52.13	6.23	9.98	31
匀粉矿	58.69	5.78	3.50

3.2 试验过程

　本次试验在105m²烧结生产线进行，计划在使用25#匀粉堆期间进行基准期和配加5％的生石灰的工业试验，基准期和试验期各进行一半的时间，先进行配加5％的生石灰，待匀粉堆使用一半后，停止配加生石灰作为基准期。但在匀粉堆使用一半停止配加生石灰后，由于烧结料层透气有较大恶化，烧结机操作困难，产量受到较大影响，高炉烧结矿槽存急剧下降，为确保高炉熟料比和原料结构的稳定，基准期仅做了3天时间，然后改为配加3％的生石灰继续做试验。本次试验从11月4日开始至11月10日为试验一期，11月11日至11月13日为基准期，11月14日至11月17日为试验二期。由于匀粉堆端部料对烧结过程有较大影响，因此工业试验避开了端部料的使用。

　整个试验期间，为确保品种钢冶炼，在二烧外配了40％的伊朗粉矿。另外，为保证减少试验期其他因素对结果的影响，严格控制冷返矿配加量、烧结矿R为1.85(倍)；中间控制参数以烧好烧透、废气温度90～105℃为基本原则控制。工业试验过程中各试验期烧结配比情况见表3。其中由于试验二期螺旋计量秤不稳定，实际下料量较设定配比偏大，生石灰实际配比为3.9％，而11月17日由于品种钢冶炼结束，停止了配加伊朗粉。

表3　各试验期烧结物料实际配比情况(％)

试验进度物料配比	基准期(11月11日至11月13日)	试验一期(11月04日至11月10日)	试验二期(11月14日至11月17日)
匀粉矿	40.65	44.65	52.16
伊朗粉	40.05	39.83	30.35
焦粉	5.04	4.84	4.77
石灰石	14.26	5.55	8.62
生石灰	0	5.13	3.90

3.3 试验技术经济指标及操作指标情况

　试验期与基准期各项操作指标及技术经济指标情况见表4。

表4　试验期与基准期各项技术经济指标及操作参数比较

试验进度指标	基准期(11月11日至11月13日)	试验一期(11月04日至11月10日)	试验二期(11月14日至11月17日)
1、技术经济指标
入炉量(t)	8870.28	22572.96	12798.30
利用系(t/m²·h)	1.38	1.52	1.53
作业率(％)	100	99.23	97.48
烧结矿品位(％)	55.77	55.74	53.42
烧结矿R(倍)	1.84	1.84	1.91
焦粉单耗(kg/t)	77.79	72.59	75.73
烧结矿FeO(％)	8.45	7.93	8.04
烧结矿转鼓(％)	71.31	71.36	71.40
烧结矿筛分(％)	3.27	3.15	3.32
2、操作参数
废气温度(℃)	96.36	96.13	94.3
负压(Kpa)	18.24	16.50	16.62
烧结机速(m/ min)	1.98	2.06	2.04
风量(m³/min)	7314	7703	8009
点火温度(℃)	1153	1140	1139
小时上料量(t/h)	201	213	214
混料温度(℃)	69.66	71	72
混料粒度(+3㎜％)	64	68	67.5
混合料C固(％)	2.80	2.61	2.68

　注：入炉量计算：基准期、试验一期、试验二期实际入炉量分别为10280.28t、22572.96t、12048.30t，考虑到基准期、试验一期、试验二期完高炉槽存分别增加和减少了-4.7、0、+2.5仓，故表中入炉量是在实际入炉量的基础上分别加上和减去了-1410、0、+750吨。

3.4 试验分析

3.4.1 试验1期(生石灰配比为5％)

　配加5％的生石灰，烧结机各项中间操作指标有显著改善：混合料粒级组成(>3mm粒级)明显提高；混合料温度上升；每分钟废气流量有较大上升，烧结料层透气性有明显改善，烧结机速加快；小时上料量明显增加；焦粉配比由配加前的5.04％下降配加后的4.84％，下降了0.2％；生石灰的强化作用明显。

　较之基准期，烧结机各项技术经济指标均有明显提高：烧结机利用系数从1.38t/m²·h提高到1.52t/m²·h，提高了0.14％，幅度达到了10.14％；烧结矿品位无多大变化；而固体燃料消耗、烧结矿FeO含量等均有所下降，分别下降了5.2kg/t、0.52％；烧结矿转鼓指数和筛分指数没有明显变化。这说明在攀成钢原料条件下配加生石灰对烧结生产的强化作用是非常明显的。

　分析认为：该试验期与基准期使用的是同一堆匀粉矿，而且均稳定配加了40％的伊朗粉，具有极强的可比性。利用系数的提高幅度和燃料、FeO的下降幅度基本实现了试验期望值，与系统负压、废气流量、料温、焦粉配比、烧结机速、固定碳等控制参数变化基本吻合。表4中上料量上升幅度仅6.47％，主要由于配加生石灰后烧损略有下降和成品率上升造成。因此，试验结果是可靠的。

3.4.2 试验2期(生石灰配比为3％)

　将生石灰配比调整为3％后，由于螺旋计量秤不稳定，生石灰下料量高于设定值，实际配比达到了3.9％，烧结机各项中间操作指标以及技术经济指标较试验一期有升有降，其中利用系数略有上升，这与废气流量、小时上料量上升相吻合；而焦粉单耗、烧结矿FeO含量随生石灰配比下降有所上升；烧结矿品位试验二期与试验一期、基准期相比均有较大下降，主要是因为试验二期最后一天未配伊朗粉以及试验二期因高炉槽存紧张烧结矿R基数调整到1.95有关。以上指标除烧结矿品位以外均较基准期也有较大提高，生石灰的强化作用仍然得到了体现。

　与基准期比较：烧结机利用系数提高10.87％；而固体燃料消耗下降了2.06kg/t、烧结矿FeO含量降低0.41％；烧结矿转鼓指数和筛分指数同样没有明显变化。

3.4.3 试验一期与试验二期的比较

　比较试验一期和试验二期，试验二期的利用系数、废气流量、小时上料量均较试验一期上升，也就是说，生石灰配比为3.9％时的烧结效果较5％时要好，主要原因是：生石灰用量增加后，虽然目前有专用的消化设施，但仍不能在混合制粒前对其充分消化，部分生石灰在混合制粒过程和制粒后的转运过程中继续消化，这对制粒形成的小球造成破坏，一定程度上恶化了烧结料层透气性。但试验二期焦粉单耗及烧结矿FeO均有所上升，这与利用系数的增加形成了相反的效果，原因有待进一步分析。

4 结论

　 (1)在攀成钢105m²烧结系统现有生产设备条件及原料条件下配加生石灰，烧结机各项中间操作指标明显改善，生石灰强化作用显著。

　 (2)配加5％的生石灰，试验期烧结机利用系数从1.38t/m²·h提高到1.52t/m²·h，提高了0.14％，幅度达到了10.14％；烧结矿品位无多大变化；而固体燃料消耗、烧结矿FeO含量等均有所下降，分别下降了5.2kg/t、0.52％；烧结矿转鼓指数和筛分指数没有明显变化。

　 (3)配加3.9％的生石灰，试验期烧结机利用系数提高10.87％；而固体燃料消耗下降了2.06kg/t、烧结矿FeO含量降低0.41％；烧结矿转鼓指数和筛分指数同样没有明显变化。

　 (4)从烧结机利用系数方面比较，试验一期没有试验二期烧结效果好，但从固体燃耗及烧结矿FeO含量方面比较，试验二期又不如试验一期。

　 (5)在二烧车间配加生石灰项目预计每年共为公司创造经济效益625.01万元(计算从略)。

5 存在的问题

　 (1)本次试验整个过程中，由于匀粉堆不能满足品种钢冶炼，一直在烧结配料仓外配40％的伊朗粉，若取消伊朗粉，将对试验效果有何影响，以后条件允许，可进一步做工业试验。

　 (2)本次试验匀粉矿精粉率虽然达到45％(精粉+钒钛精粉)，但在烧结外配了40％的伊朗粉，实际精粉率仅20％左右，不配加生石灰，其利用系数仅1.38t/m²·h，较今年及去年的平均值大幅度下降，若加大精粉率，生石灰强化作用是否更能体现充分?

　 (3)本次试验过程中试验二期，试验条件有所改变，即烧结矿R上升了0.07(倍)，最后一天伊朗粉的配比下降了一半，若保持条件不变是是否达到预期效果?

　 (4)本次试验效果与上半年在一烧所做工业试验效果相比较，不如在一烧配加1.5％的效果好，是否就此可得出结论，小机型烧结机配加生产石灰的效果比大机型要好?