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降低4号烧结机环冷机出矿温度生产实践
张荣华,王涛,张辉,贾强,李文彬,何更新
(酒钢宏兴钢铁股份有限公司选烧厂,甘肃 嘉峪关 735100)
摘 要:对酒钢4#烧结机,在使用全自产精矿生产初期所暴露出的混合料中>25mm粒级含量高、成品实物质量下滑和环冷机出矿温度升高等问题进行了分析。提出了改善混合料粒度组成、提高烧结矿质量和降低环冷机出矿温度等措施,并取得了良好效果。
关 键 词:烧结矿;自产精矿;混合料粒度;出矿温度
1 前言
酒钢4号烧结机于2011年1月份建成并投入运行,烧结矿生产所用的铁料主要为外购磁铁精矿,该期间生产过程顺行且各项技术经济指标较为良好。2012年12月份酒钢本部200万吨选厂的投入运行后,4号烧结机的用料结构发生变化,铁料由原来的外购磁铁精矿逐步变为自产精矿,由于自产精矿的物化指标及烧结性能和外购磁铁精矿差异性较大, 4号烧结机使用全自产精矿生产初期,烧结混合料的粒度组成发生较大变化,烧结过程的控制难度加大,环冷机出矿温度也急剧上升,严重制约了4号烧结机的安全稳定运行及各项技术指标的提升。
2 原因调查及分析
2.1 环冷机冷却效果现状分析
表1:环冷机各段参数对比表,℃
|
出矿温度
|
环冷机Ⅰ段
温 度
|
环冷机Ⅱ段
温 度
|
环冷机Ⅲ段
温 度
|
Ⅰ段和Ⅲ段
温 差
|
平均
|
最高
|
全自产精矿生产前
|
68
|
130
|
438.4
|
424.6
|
325.1
|
113.2
|
全自产精矿生产后
|
102
|
220
|
392.5
|
383.5
|
325.0
|
67.4
|
差 值
|
34
|
-90
|
-45.9
|
-41.1
|
-0.1
|
-45.8
|
从表1可以看出:使用全自产精矿生产后,环冷机Ⅰ段的温度较使用前平均下降了45.9℃,但环冷机出矿温度较使用前平均上升了34℃。原因分析:在环冷机冷却风机参数和料层高度基本不变的前提下,使用全自产精矿生产后,环冷机Ⅰ段和Ⅲ段的温差较使用前下降了45.8℃,说明环冷机的冷却效果下降是造成使用全自产精矿后环冷机出矿温度上升的直接原因。
2.2 影响环冷机冷却效果原因分析
2.2.1 烧结矿粒度变化对环冷机冷却效果的影响
表2:烧结矿粒度组成,%
|
0~6mm
|
6~8mm
|
8~10mm
|
0~10mm
|
全自产精矿生产前
|
12.77
|
10.48
|
10.39
|
33.66
|
全自产精矿生产后
|
12.98
|
10.65
|
10.52
|
34.15
|
差 值
|
0.21
|
0.17
|
0.13
|
0.51
|
从表2可以看出:全自产精矿生产后,烧结矿的实物质量下滑,其中0-10mm含量较使用前上升了0.51个百分点,由于4号烧结机没有热筛,烧结矿中-10mm含量上升后直接造成环冷机的透气性变差、冷却效果下降。
表3:自产精矿和外购磁铁精矿物化成分对比表,%
|
TFe
|
FeO
|
SiO2
|
CaO
|
MgO
|
Ig
|
H2O
|
-200目
|
自产精矿
|
52.85
|
18.73
|
8.17
|
1.62
|
3.33
|
8.06
|
13.5
|
94.5
|
外购磁铁精矿
|
61.29
|
25.57
|
7.95
|
1.09
|
0.49
|
1.75
|
6.2
|
85.0
|
差 值
|
8.44
|
6.84
|
-0.22
|
-0.53
|
-2.84
|
-6.31
|
-7.3
|
-9.5
|
表4:全自产精矿生产前后烧结矿主要指标对比表,%
|
TFe
|
FeO
|
SiO2
|
CaO
|
S
|
P
|
R
|
转鼓
强度
|
全自产精矿生产前
|
50.40
|
9.66
|
8.03
|
14.61
|
0.08
|
0.08
|
1.82
|
82.24
|
全自产精矿生产后
|
49.73
|
9.84
|
7.91
|
14.47
|
0.09
|
0.03
|
1.83
|
82.07
|
差 值
|
-0.67
|
0.18
|
-0.12
|
-0.14
|
0.01
|
-0.05
|
0.01
|
-0.17
|
影响烧结矿粒度组成原因分析:从表3、表4可以看出:一方面因自产精矿的烧损高(8.06%),烧结过程中烧结混合料的体积收缩比较严重,烧结矿的孔隙率升高、致密性变差是造成烧结矿强度下降、成品率变低的一个主要原因;另一方面全自产精矿生产后,烧结矿的品位下降、SiO2含量升高,烧结矿矿相结构中铁酸钙含量相对下降是造成烧结矿成品粒度变差的另一原因。
2.2.2 混合料粒度对对环冷机冷却效果的影响
表5:全自产精矿生产前后混合料粒度组成对比表,%
|
-3mm
|
3~5mm
|
5~8mm
|
﹥8mm
|
﹥25mm
|
H2O
|
全自产精矿生产前
|
35.32
|
25.51
|
23.40
|
15.77
|
0.51
|
7.08
|
全自产精矿生产后
|
30.12
|
23.57
|
24.58
|
21.73
|
3.87
|
7.93
|
差 值
|
-5.2
|
-1.94
|
1.18
|
5.96
|
3.36
|
-0.85
|
从表5可以看出,全自产精矿生产后,由于自产精矿的-200目粒级含量高(平均在94.5%)、水分大(平均在13.5%),混合料的制粒效果相对较好,混合料中>8mm含量上升了近6个百分点,其中>25mm含量上升了3.36%,这一部分混合料通过布料器主要集中分布在料层底部,造成烧结机料层下部透气性过好、蓄热能力下降,下部烧结矿强度变差,同时一部分>50mm大球没有得到充分矿化(见图1),进入环冷机后在料柱自重和鼓风作用下粉化产生大量粉末,大球内部的残炭发生二次燃烧,这是造成环冷机冷却效果变差、出矿温度较高的一个重要因素。
图1:混合料粒度异常时烧结机烧结矿断面图
2.2.3 环冷机密封对其冷却效果的影响
目前4号烧结机环冷机密封方式是采用普通橡胶密封,全自产精矿生产后,由于烧结矿的质量下滑,环冷机的透气性变差、漏风率增加,造成环冷机的密封橡胶碳化加剧,进一步恶化了环冷机的冷却效果,从而造成环冷机的出矿温度上升。
3 措施及效果分析
3.1 实施超厚料层烧结,提高烧结矿质量
表6:改造前后主要控制参数及指标对比
|
料层
(mm)
|
机速
(m/min)
|
主管负压
(Pa)
|
成品粒度
(%)
|
台时产量 (t/h.台)
|
固体燃料消耗
(kg/t)
|
1#主管
|
2#主管
|
-5mm
|
-10mm
|
实施前
|
750
|
2.04
|
11538
|
12459
|
12.65
|
33.81
|
321.9
|
57.85
|
实施后
|
798
|
1.95
|
12630
|
13237
|
12.41
|
33.01
|
322.6
|
57.53
|
差 值
|
-48
|
0.09
|
-1092
|
-778
|
0.24
|
0.8
|
-0.7
|
0.32
|
酒钢4号烧结机台车栏板设计高度750mm,自产精矿使用后,由于自产精矿的烧损高(在8.07%),烧结混合料的体积收缩比较严重,现场测量750mm烧结机料层经过点火器后料层下降在100mm以上。针对这一现状,工艺技术人员根据现场设备布局情况,自行设计了一种“梯型布料器”(见图2),在烧结台车栏板高度不变的前提下,将烧结料层提高到800mm以上,同步对松料器的结构和压料板实施相应改造,为4号烧结机超厚料层烧结生产创造有利条件。从表6可以看出,该措施实施后,在台时产量保持基本不变的前提下,烧结矿中-10mm含量下降了0.8%,同时固体燃料消耗下降了0.32kg/t。
3.2优化混合料加水方式,改善混合料粒度组成
表7:实施前后混合料粒度组成对比表,%
|
-3mm
|
3~5mm
|
5~8mm
|
>8mm
|
>25mm
|
H2O
|
实施前
|
30.12
|
23.57
|
24.58
|
21.73
|
3.87
|
7.93
|
实施后
|
31.2
|
25.5
|
24.0
|
19.3
|
0.63
|
7.61
|
差 值
|
-1.08
|
-3.03
|
-1.32
|
5.43
|
3.24
|
0.32
|
图3:实施前后混合料粒度组成对比图
图4:混合料粒度正常时烧结机烧结矿断面图
在全自产精矿使用初期,混合料的加水方式和使用外购铁料时基本一致:一次混合机补充1%左右的水分,二、三次混合机不加水,其余加水量均在一次混合机之前进行,保证生石灰、高酸返等物料充分消化和润湿。由于自产精矿的粒度非常细(-200目含量在94.5%),混合料的制粒效果变好,造成进入烧结机混合料中>8mm含量尤其是>25mm含量急剧上升(具体数据见表5),严重制约了环冷机出矿温度的下降。针对这一现象,工艺技术人员在二次混合机角度未调整之前,采取如下方式来改善混合料粒度组成:一是减少加水量,降低烧结机混合料水分值(约0.3%),同时将生石灰配比由6.5%降低到5.5%,降低混合料的粘性,弱化混合料的制粒效果;二是将配料室加水量的1%转移到三次混合机尾部,降低进入一、二、三次混合机的水分值,弱化混合机的制粒效果,减少大球产生量,同时在三次混合机加水点安装清料装置清除加水部位筒体粘料。通过上述措施的实施,混合料的粒度组成中>25mm含量降低了3.24%(见表7、图2),烧结机混合料粒度偏析也得到有效改善(见图3),烧结矿质量明显提高。
3.3完善除尘灰放灰制度,稳定混合料水分
4号烧结机目前的机头、机尾除尘灰使用方式是:除尘灰与7号高炉槽上筛下返矿以及内部筛下返矿简单混合在一起输送到配料槽内,供烧结生产使用。这种使用方式所带来的问题是:受7号高炉筛下返矿间断性供料且料量不稳定影响,机头、机尾除尘灰在配料过程中的配比波动较大,烧结混合料水分的受控系数降低,造成烧结矿质量波动。为此,工艺技术人员对除尘灰的放灰制度进行了梳理和优化,明确了机头、机尾和配料除尘灰的放灰时间及放灰标准,稳定了放灰期间混合料中除尘灰的配比;同时放灰期间的高碱度返矿+除尘灰混合物进入106仓或107仓进行单配,并设定合适的配比保证其连续稳定使用。通过该项制度的落实执行,稳定了除尘灰放灰期间的混合料水分,为烧结矿质量稳定提供了保障。
3.4降低环冷机漏风率,提高环冷机冷却效果
针对4号烧结机环冷机的密封现状,2013年6月份利用两次定休机会,对已碳化的密封胶皮进行集中处理,环冷机的漏风得到有效缓减。同时为保证环冷机密封效果长期受控,一方面细化完善了环冷机密封的点检、维护标准,同时通过对国内同行业环冷机密封技术的交流和考察,制定了下一步4号烧结机环冷机密封技术改造方案。
3.5效果分析
表8:实施前后环冷机各段参数对比表,℃
|
Ⅰ段温度
|
Ⅱ段温度
|
Ⅲ段温度
|
Ⅰ段和Ⅲ段温差
|
环冷机出矿温度
|
实施前
|
392.5
|
383.5
|
325.0
|
67.5
|
102.0
|
实施后
|
358.7
|
330.5
|
276.6
|
82.1
|
78.0
|
差 值
|
33.8
|
53.0
|
48.4
|
-14.6
|
24.0
|
图5:实施前后环冷机各段参数对比图
从表8、图5可以看出,通过上述措施的实施,4号烧结机环冷机的冷却效果得到较好改善,环冷机Ⅰ段和Ⅲ段温差、环冷机的出矿温度分别较实施前下降了14.6℃和24℃,有效保障了4号烧结机的安全稳定运行。
4 结束语
通过发挥超厚料层烧结技术作用提高烧结矿质量、改变混合料加水方式改善混合料粒度组成、完善除尘灰放灰作业标准稳定混合料水分、优化环冷机密封点检维护标准和密封方式降低漏风率等一系列措施的实施,4号烧结机全自产精矿后环冷机出矿温度高这一问题得到了解决,有效保障了4号烧结机的安全稳定运行。
(注:冶金之家原创文章请勿转载!)