摘要 回顾了我国氧化球团生产技术的发展过程,阐述了一批大型链篦机一回转窑-环冷机工艺成功投产所带来的技术进步。通过介绍昆钢氧化球团工程,指出我国氧化球团工程技术已上了一个新的台阶,并总结了其成功经验。
关键词 氧化球团 昆钢链篦机一回转窑.环冷机技术进步
1 发展回顾
2000年10月首钢矿业公司球团厂截窑改造工程的成功,标志着我国球团矿生产技术完成了从竖炉球团工艺上升到采用大型链篦机.回转窑一环冷机工艺的飞跃。它所带来的技术进步表现在:1)球团矿的质量实现了质的飞跃;2)生产能力大幅度提高;3)能耗显著降低;4)高炉炉料结构日趋合理;5)经济效益显著提高;6)生产环境大大改善。因此,全国钢铁企业争相效仿,发展很快。自2003年来,国内先后有首钢迁安铁矿200万t/a球团工程、武钢程潮铁矿120万t/a球团工程、柳钢烧结厂120万t/a球团工程、鞍钢弓长岭铁矿200万t/a球团工程和刚刚投产的昆钢120万t/a氧化球团工程相继建成。尚有不少项目处于在建和报建之中,一派兴旺景象。
由于诸多原因,上述几家球团厂在投产调试期间多少都存在着设备运转不顺、料流不畅、结圈、产品质量差、整改时间长和迟迟不能达产等现象。但昆钢120万t/a氧化球团工程在短短8天内热负荷试车取得成功,接着经过32天(含治理地质灾害在内)的生产调试期就使生产顺行,这就标志着我国氧化球团工程技术上了一个新的台阶。
2 昆钢氧化球团工程概况
昆钢氧化球团工程由长沙冶金设计研究总院设计。是其继程潮球团工程和柳钢球团工程投产后又建成的同类型工程。它吸取了上述两个工程的经验和教训,扬长避短,在技术上取得了长足的进步。该工程先后于2002年11月和2003年2月完成可行性研究和初步设计,从2003年5月起开展施工图设计。一期工程于2003年4月30日破土动工,主要由十四冶等建设安装公司负责土建施工和设备安装;2004年7月15日点火烘窑;7月22日热负荷试车成功,第一批氧化球团出窑,全流程贯通。因昆明地区今年特别多雨,造成个别基础下沉和山体滑坡,从7月23日起开始停车整改治理。经过一个多月(实际32天)的调试和整改,于2004年8月25日重新点火升温,开始试生产,试生产一直延续至9月4日将精矿堆场的存矿用完而未中断。第一批产品TFe≥65%,抗压强度≥2 500 N/个球,达到设计指标。
本工程设计能力为年产酸性球团矿2×120万t,分二期建设,作业率85%,窑容积利用系数为7.0 t/,(m3·d),占地面积10.326×104 m2。
2.1主要设备参数
链篦机:4.0×35 m(有效宽×有效长)
回转窑:ø5.0×33 m
环冷机:ø 12.5 m(有效冷却面积68m2)
2.2产品质量指标
本次生产采用70%巴西赤铁矿和30%的大红山磁铁矿,生产顺行,作业率达97%以上。以下指标为8月27日8:43~8月30日8:42的连续不中断指标。
1)产品质量指标(平均)
TFe 64.81%
FeO 2.02%
S 0.006%
抗压强度 3249.3N/个
转鼓指数 95.33%
筛分指数 1.33%
抗磨指数 3.45%
2)主要设备运行温度
链篦机 预热段 平均 1035.0℃ 最高1155.0℃
回转窑 窑头 平均 1087.9℃ 最高1198.0℃
窑中 平均 1254.9℃ 最高1355.0℃
环冷机 Ⅰ冷段 平均 902.2℃ 最高1082.0 ℃
Ⅱ冷段 平均 669.5℃ 最高880.9℃
3 昆钢球团工程试生产的技术进步
1)成功地使用了70%的赤铁矿精矿。
国内球团厂大多使用磁铁矿精矿,而昆钢球团采用。70%巴西赤铁矿和30%的大红山磁铁矿和其它当地矿。赤铁矿是没有氧化放热的,所以其焙烧温度要比焙烧磁铁矿高~80℃,这就意味着它对工艺、热工制度和三大非标设备(链篦机、回转窑和环冷机)有更高的要求。
2)认真吸取了程潮和柳钢球团的经验教训,对链篦机和环冷机的关键部件如链篦机的链节、篦板、销轴、铲料板和主轴牙轮等,从结构形式、材质和组合等都进行了改进和优化,使这些关键部件经受住了高温的考验,克服了高温热膨胀带来的问题,确保在高温下运转不卡、不断。
对环冷机的台车通轴及其它结构也进行了改进和优化,亦可确保其在高温状态下不再卡住;对回转窑头尾卡口铁的结构形式也进行了优化,可大大延长使用寿命。
3)由于保障了上述主要非标设备的正常运转和连续顺行,使热流和料流很快进入良性循环。试生产表明,环冷机I冷段、Ⅱ冷段温度上升快、温度高,其热风分别返回回转窑和链篦机,不但能回收利用,降低燃耗,还由于冷却风直接与高温球团矿接触,有利于球团矿在冷却中进一步氧化,有效降低FeO含量,提高了球团矿的质量。
4)针对程潮和柳钢球团工程在热负荷试车期间料流不畅的情况,进行了详细分析研究。找出其原因是由于物料粘性大,容易引起粘料和堵塞,表现在辊筛下料斗、返球仓等处堵塞而中断生产。本次设计在学习美卓公司和巴西球团厂的经验基础上,对其一一进行了整改,确保了大球辊筛下料斗、返球仓和辊式筛分布料机下料斗不再堵塞,使料流顺行。
5)吸取了程潮高压辊磨机的调试经验,在设计上进行了优化和整改,从而确保了这一进口设备的正常运转,保障了铁矿粉粒度组成,改善了混合料的成球性能,提高了成球率和生球强度。
6)吸取了程潮和柳钢在链篦机、回转窑、环冷机及其回热管道等处耐火材料寿命不长和容易脱落的教训,本工程优化了耐火材料的材质和结构,加强了筑窑管理,优化了烘窑曲线及其烘窑方式,确保了耐火材料坚固耐用,达到延长寿命的目的。
7)本工程的三电设计,在程潮和柳钢球团的基础上又有长足的进步。不仅在三电一体化控制系统、计算机集中操作和管理及检测项目与控制系统等方面更加完善,而且在系统硬件投入方面较前两个球团工程的档次更高一些。
8)昆钢球团工程的设计在吸取国内同类设计的经验和教训的基础上,加强了环境保护措施和投入,并注入了人性化的理念,确保环境保护、生产安全和卫生。
4 结 语
昆钢球团(一期)工程,不仅创造了国内球团工程热负荷试车成功时间最短的纪录,而且也创造了在最短的调试整改时间内(包括紧急应对地质灾害在内共32天),使生产达到顺行的纪录。昆钢球团工程,吸取了以往程潮和柳钢球团的经验和教训,在工艺、设备方面进行了大量优化和改进,它所带来的技术进步,标志着我国氧化球团工程技术的设计、建设、装备、自动化、生产管理和操作水平上了一个新的台阶。另外,昆钢球团工程的设计,注重了环境保护。工程建成投产后,不仅粉尘污染得到了很好的治理,而且厂区绿化也得到充分保证。这也体现了我国在现代大工业文明生产方面的一大进步。