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首钢矿业公司烧结厂机上冷却烧结机无铺底料生产工业试验报告 1 前言根据2002年12月北京首钢设计院和首钢矿业烧结厂签订的〖承德新新钒钛股份有限公司烧结厂改造工程技术服务分包合同〗1.3.6条款的要求, 首钢矿业公司烧结厂于2002年12月30日至2003年1月9日在5#烧结机上进行了无铺底料生产工业试验，取得了大量测试数据，根据分包合同要求提供试验报告如下,目的在于为承德新新钒钛股份有限公司烧结厂改造提供工程建设的技术参考。 2 试验组织本次试验非常重要，事关承德钢铁公司新建烧结机能否连续运转，为保证试验取得成功，除了烧结厂专门成立了以主管厂长为组长、车间领导、专业技术人员参加的试验小组，安排专人分工负责试验参数的测定、技术操作指导等工作外，首钢设计院、承德钢铁公司烧结厂也来人现场组织、观察，确保试验数据真实、准确、可靠，反映情况客观、公正。 3 试验条件 3.1 原料条件 原料质量及配比 TFE SIO2 CAO MGO H2O 配比水厂精矿粉 68.15 4.04 8.26 12.16 大石河精粉 66.50 6.05 8.30 14.76 地方精矿粉 66.25 6.18 6.22 19.71 秘鲁粗矿粉 67.36 3.04 4.66 2.96 马兰庄精矿粉 66.86 5.51 8.18 20.19 澳矿 63.03 3.59 4.88 0.23 石灰石 1.59 50.62 3.47 1.06 6.95 白云石 2.35 29.43 21.18 1.04 2.38 白灰 2.82 80.78 8.40 4.78 钢渣 18.51 13.12 36.95 10.85 7.29 1.10 无烟煤 Ac=15.87 Vc=5.44 Tc=78.65 4.64 3.84 注：配比为试验期间平均数据 3.2 工艺条件 1、首钢矿业公司烧结厂始建于1991年，共建有6台198 m2烧结机，使用全精粉烧结，采用机上冷却工艺。本次试验选在矿业公司烧结厂5#烧结机进行，设计烧结机积99m2，冷却面积99m2，为机上冷却工艺，冷烧比1:1。为降低烧结机电量消耗，该烧结机已经过改造，目前该烧结机已经经过改造实际烧结面积135 m2,冷却面积63m2。烧结风机负压12500Pa,功率3200Kw，额定风量9000m3/min;冷却段与另一台同型号烧结机共用一台冷却风机，风机负压8000Pa ，冷却风机功率2500Kw，额定风量13000m3/min。 2、该烧结机采用梭式布料器、缓冲矿槽、六辊布料器联合布料方式，点火采用重油和水煤浆，烧结机料层厚度600mm。 3、烧结机蓖条采用高铬材质，篦条间隙6-8mm。正常生产铺底料厚度在50mm左右。 4、试验期间5台以上烧结机连续生产，各机台试验的原料条件、工艺条件基本相同。 3.3人员准备无铺底料生产可能导致台车粘蓖条、缝隙堵料等问题出现，为保证试验的连续、可靠，在5号机配备了经验丰富的操作人员，并准备了防止台车粘堵的处理工具。 4 试验方法整个试验期分为基准期和无铺底料试验期两个阶段，试验期内烧结生产连续稳定，其中12月30-1月2日为基准期，1月3-1月9日为无铺底料试验期，通过两个阶段试验分别对比两个阶段烧结机参数、作业效率、各项消耗等指标。台车布料有铺底料时高于台车档板，烧后烧结机料层厚度在550mm左右，无铺底料时烧结机厚度控制在540mm左右。 5 试验结果及分析因本次试验主要目的是观测采用机上冷却进行烧结生产过程中有无铺底料对烧结状况的影响，所以对质量指标没有统计，统计的指标为烧结工艺参数，详细情况见附页。 烧 结 运 行 参 数 统 计 表 表--1 5号烧结机有铺底料生产参数日期 班次 机速 料厚 热段负压 冷段负压 热段废温 冷段废温 热风机电量 备注 1月1日 乙班 27.00 550.00 7.20 5.40 113.00 191.00 27040.00 1月2日 丙班 28.00 560.00 6.30 5.00 117.00 205.00 28000.00 1月2日 丁班 27.00 560.00 7.60 5.40 110.00 205.00 28480.00 1月3日 甲班 28.00 560.00 6.90 5.50 112.00 210.00 28160.00 小计 27.50 557.50 7.00 5.33 113.00 202.75 27920.00 1、 上述数据为生产实际水平，剔除了生产不稳定的两天数据。 2、 冷却段温度较低主要由于烧结机漏风较高、烧结终点控制不合适。烧 结 运 行 参 数 统 计 表 表—2 5号烧结机无铺底料生产参数 日期 班次 机速 料厚 热段负压 冷段负压 热段废温 冷段废温 热风机电量 1月3日 乙班 25.00 540.00 7.10 5.20 120.00 212.00 26640.00 热风风门50 1月4日 丙班 26.00 530.00 6.80 5.10 135.00 206.00 26800.00 同上 丁班 26.00 540.00 7.20 5.40 115.00 219.00 26720.00 同上 1月5日 乙班 26.00 530.00 7.10 5.00 117.00 201.00 27680.00 同上 甲班 26.00 540.00 7.20 5.40 115.00 219.00 26960.00 同上 1月6日 丁班 26.00 530.00 7.30 5.60 115.00 200.00 27360.00 同上 丙班 25.00 540.00 7.70 5.70 123.00 187.00 29100.00 热风风门70 1月7日 甲班 25.70 540.00 8.70 6.20 114.00 211.00 29600.00 同上 乙班 26.00 530.00 8.30 5.50 128.00 215.00 28960.00 同上 1月8日 丙班 26.00 530.00 8.00 7.80 126.00 203.00 29760.00 同上 小计 25.77 535.00 7.54 5.69 120.80 207.30 27958.00 烧 结 运 行 参 数 综 合 统 计 表 表—3 项目 机速 料厚 热段负压 冷段负压 热段废温 冷段废温 热风电量 1-3小计 27.50 557.50 7.00 5.33 113.00 202.75 27920.00 3-8小计 25.77 535.00 7.54 5.69 120.80 207.30 27958.00 1-3与3-8日比较 -1.73 -22.50 0.54 0.37 7.80 4.55 38.00 3-6日丁班小计 25.83 535.00 7.12 5.28 119.50 209.50 27026.67 1-3与3-6日比较 -1.67 -22.50 0.12 -0.04 6.50 6.75 -893.33 6-8日小计 25.68 535.00 8.18 6.30 122.75 204.00 29355.00 3-6与6-8日比较 -0.16 0.00 1.06 1.02 3.25 -5.50 2328.33 烧 结 运 行 参 数 统 计 表 表—4 日期 系数 机速 料厚 折合系数 折合产量 电单耗 1--3 1.58 27.50 557.50 0.00010306 1848.60 15.10 3--8 1.42 25.77 535.00 0.00010306 1662.39 16.82 3--6 1.42 25.83 535.00 0.00010306 1666.48 16.22 6--8 1.42 25.68 535.00 0.00010306 1656.26 17.72 根据上述情况及生产过程观察，对试验情况分析如下： 5.1 有无铺底料对烧结机效率的影响对烧结机效率的影响 表—5 项目 有铺底料 无铺底料 比有铺底料指标 备注系数 1.58 1.53 降低0.05t/m2.h 根据机速、料厚计算电单耗 15.1 15.8 升高0.7kwh/t 热段负压 7.0 7.54 升高0.54kpa 冷段负压 5.33 5.69 升高0.37kpa 机尾强度 无铺底料的机尾液相，强度相对较好，返矿量少从数据分析，无铺底料后烧结产量是下降的趋势，因无铺底料后台车混合料总料厚增加28mm，料厚提高，提高了烧结矿质量。主机热段负压升高主要是因为后期风门由50度提高到70度引起的，如果风门不便，负压也不变。另外，从现场实际情况看，有铺底料生产时台车蓖条堵塞严重，无铺底料生产时反而减轻。观察蓖条情况，到目前为止蓖条缝堵的并不严重，也没有出现严重粘台车的的现象。分析主要原因是：铺底料太碎，粒级不合格造成了蓖条堵塞，无铺底料生产混合料烧到底部形成液相整体成矿后机尾卸矿将堵塞物料粘出。 5.2 对烧结机设备影响在3-8日5#烧结机累计更换了4块台车，从更换的台车看主要是蓖条老化严重，造成隔热件烧损严重。但是这不能说明是因无铺底料烧损的，因实验时间相对比较短，对设备可能造成的损坏程度现在还无法做出结论。从烧结过程的理论上讲，烧结的燃烧带最高温度可以达到1300度左右，通过铺底料的隔热作用后传到蓖条上的温度在1000度左右，而且很快降温到300度左右。如果取消铺底料，燃烧带的高温直接传到蓖条上，对蓖条烧损是有的，具体数据只能经过长时间运行后确定。 5.3 对灰量影响在无铺底料操作后，烟道放灰量比以前有明显的增加，尤其是点火器下面的8、9、10、11#斗灰量增加多，主要是因为无铺底料后有部分混合料风一抽后顺着蓖条缝隙到大烟道的量增加。 5.4消耗指标在有无铺底料情况下热风电量变化不大，如果考虑产量的降低，电耗是升高的趋势。在5#烧结机热风风门开大后，机速变化不明显，热风电量增加，因我厂烧结机没有单独计算产量，电量单耗升高准确数据不能统计。 6试验结论及对承钢烧结建设的建议本次试验虽然时间紧，任务重，但是通过本次试验数据及现场观察仍然可以看出： 1、 在首钢矿业公司烧结厂现有工艺条件下，无铺底料进行烧结生产是可以进行的； 2、 97年以前首钢矿业公司烧结厂也有过没有铺底料进行烧结生产的情况，但是粘台车、堵蓖条现象严重，本次试验没有出现粘台车、堵蓖条现象，主要原因是该厂97年后强化了混合料制粒工艺，台车布料偏析好，烧结工艺条件得到优化； 3、 在我国采用铺底料进行烧结生产已经有多年成功经验,可以起到保护设备、稳定工艺状况的作用，这是毫无置疑的，缺点是增加了烧结过程循环量、减少了成矿率，特别是将粒度、强度都非常好的10-20MM烧结矿返回作为铺底料，大家都觉得可惜，因此近些年来许多有铺底料生产的厂家对无铺底料生产都表现出浓厚兴趣，很多地方试验成功了用天然富矿取代或者通过偏析布料取消的办法。本次试验也证明了上述工艺的可行性； 4、 尽管试验过程比较顺利，但是这只代表首钢矿业公司烧结厂情况，承德钢铁公司烧结厂采用钒钛矿烧结，反应温度高，预计台车烧损比矿业公司烧结厂严重，为稳妥起见，建议在承德钢铁公司烧结厂也模拟机上冷却工艺进行无铺底料生产试验，为最终决策提供依据，最稳妥起见增设烧结铺底料系统或者用富矿取代铺底料； 5、 对于承德钢铁公司烧结厂如果采用无铺底料进行烧结生产工艺，必须从配料入手强化生石灰消化、混合料制粒和偏析布料工艺，为稳妥起见，应该改进烧结机及蓖条材质，增设烧结台车蓖条清理系统； 6、 本次试验时间紧，有些数据不尽详实，上述结论也可能有不恰当地方，需要生产过程进一步验证。 |
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