摘要 通过对武钢程潮铁矿链篦机．回转窑球团生产线回转窑结圈结块原因的分析，从原料、温度、风流系统及工艺控制等方面对磁铁矿链篦机一回转窑氧化球团回转窑结圈结块提出了预防措施。

    关键词 氧化球团链篦机一回转窑结圈结块预防措施

 1  前  言 

 武钢程潮铁矿球团生产线设计年生产能力为120万t氧化球团矿。该生产线采用国际上较为先进的链篦机一回转窑焙烧工艺，自产磁铁精矿经脱水干燥、高压辊磨、配加粘结剂、强力混合等原料准备阶段后，进行造球；利用筛分系统将不合格品返回重新配料，合格品送入链篦机和回转窑进行干燥、预热、焙烧；烧成球采用内闭式二段鼓风环式冷却机冷却，最终成品球温度≤120 ℃。自2003年6月份开始试生产以来，设备运行基本正常。工艺得到了很好的优化，2004年2月份产量为81 000 t，日均产量达到了2 76lt，质量指标较好。但由于原料、燃料(煤粉)及工艺控制各方面的原因，自2004年元月中旬以来，我矿球团生产回转窑多次结圈，严重影响了生产。

2  回转窑结圈原因分析

    回转窑结圈是链篦机一回转窑法球团生产中的常见故障之一，如果预防、处理不及时，将造成生产停产、减产甚至发生重大安全事故，处理时还要消耗大量劳动力，甚至损坏回转窑或环冷机的耐火材料。表1为回转窑结圈物的化学分析，表2为铁精矿原料的化学组成分析。通过分析和现场观测，对结圈具体原因分析如下。

2．1窑内粉末含量高，高温下与煤灰中的SiO₂形成低熔点化合物

  1)生球强度低(2～3次／0．5 m)，经倒运后破裂，形成粉末排入回转窑。

  2)布料过厚，干燥不完全，生球在预热段产生粉化。

  3)链篦机温度偏低，干燥固结不好，强度低(200—300N／个)，远远低于500N／个以上的要求，进入回转窑，在运动过程中破碎。

2．2链篦机干球氧化不够

  干球强度差，料层透气性差，氧化率低，FeO含量高(一般在15％以上，可以从表l看出)，在窑内高温下与SiO₂形成低熔点化合物；表3所示为铁矿球团窑内可能出现的各种易熔化合物的熔化温度。

2．3关于煤粉及其使用的问题

  1)2004年以来，球团生产用煤热值(<26 MJ／kg)、灰熔点(≤1400℃)偏低，灰分较高(>14％)。为保证工艺温度，煤用量偏大，煤灰在窑内聚集，容易与铁矿粉在窑内局部高温处(火陷附近，温度可达l 300℃以上)形成粘结相；

    2)自2月份以来，由于回转窑用煤量较大(4．5 t／h)，制煤能力受到威胁，同时，粗粉分离器自投入使用来，因一直无资料依据进行调整(以保证粒度)，粉煤粒度粗(情况异常时一200目含量≤50％)，煤粉燃烧后灰粉在窑内局部相对集中，从窑头可见，大量煤灰成批飘落在窑中(窑结圈部位附近)，一旦与火焰接触(当火焰不稳或结圈长厚时)，将生成液相熔融物；

  3)喷煤量过大，窑内局部形成还原性气氛(CO含量高)，磁铁矿氧化慢，形成一些低熔点化合物(如2FeO—SiO₂)，高温下产生液相使粉末粘结。

2．4关于膨润土及其使用的问题

    1)2004．年元月中旬，为提高成品球品位，车间曾将膨润土用量降至1．0％，导致生球质量无法保证，大量粉末入窑，回转窑开始结圈；

    2)2月份，为提高造球产量，膨润土添加量增加到2．0％～3．5％左右，经过焙烧后，高温球致密性差，在窑内磨剥，且膨润土主要成分是SiO₂，留下了结圈、结块隐患；

    3)多次实践证明，球团目前使用的膨润土配料秤和螺旋输送设备，无法满足膨润土添加的精度要求，致使有时膨润土添加量严重超标(甚至超过5％)，且在球内分布不匀，在高温下形成粉末，局部反应生成粘结物。

2．5窑内火焰及温度分析

    1)粉煤燃烧必须达到以下三个基本要求：

    a)保证一次空气中粉煤的浓度均匀，粉煤应呈悬浮状态不沉落；

    b)保证空气粉煤混合物呈紊流状态，以强化气流的扩散过程。因回转窑内需要火焰较长，混合物喷出速度一般为40一75 m／s(送煤风量为2 500～3 000 m³／h，此时火焰可达10～15 m)。如果速度过低则可能引起回火伤人和粗的煤粉颗粒从火焰中沉降到窑壁(此现象有时在窑内十分明显)，引起窑壁局部高温；若速度过大则可能使火陷脱离烧嘴而引起灭火；

    c)二次空气应保证以30 m／s的速度从火焰根部引入，以保证煤粉完全燃烧。

    2)目前窑内火焰情况：根据现场观察，目前窑内火焰刚度差(火柱没劲)，呈短促的棉团状，火焰边缘直接与窑壁或物料接触，特别是结圈物未清除干净时，该现象更为明显，这是结圈快速长大的根本原因所在。

    3)目前窑内温度情况：由于对抽风干燥段布袋除尘反吹风风管维检不到位，造成除尘器堵塞，影响了抽风干燥段风机的风量，窑内正压严重，加之火焰短促，链篦机温度难以保证(750℃左右)，若加大喷煤量(4．5 t／h以上)，势必引起窑温升高，促使低熔点粘结相的形成。

3  预防回转窑结圈、结块的措施

3．1严格控制进厂原、燃料质量，把好造球关

    为保证生球质量(水分：8．5％一9．0％，落下强度≥4次／0．5 m，8～16 mm含量≥70％)，必须把握好以下几点：

    1)水分：混合料水分7．5％～8．5％，当混合料水分≤7．0％时，圆筒干燥机尾气温度降低；严格控制造球补加水，确保生球水分不超标；

    2)生球粒度：  (8～16 mm)含量≥70％；

    3)煤粉质量要求：挥发分：17％～20％、灰分：13％～15％、灰分熔点：≥l 400℃、S：≤0．5％、发热值：≥29 MJ／k卧水分：≤l0％、粒度：一200目≥80％；

    4)膨润土质量要求：水分：≤10％，吸蓝量：≥30 g／100 g，胶质价：≥90 mLl15 g，膨胀容：≥12 mL／g，一200目：≥98％：

    5)造球机起动控制：各输送系统运转正常后，起动球盘，起动顺序为：先起动距大球辊筛最近的1台即6一l，顺序起动，一台运转正常后，再起动另一台，不允许多台同时起动，以防压料。

3．2布料

    包括布料厚度控制与链篦机温度和机速控制。在初开机时，链篦机蓄热不足，料厚应控制薄一点，机速控制慢一点，并适量减少鼓风干燥段和抽风干燥段的排风量，温度正常后再逐步增加机速至正常机速，随机速加快适量提高抽风量，以确保链篦机温度和干球质量。

3．3链篦机温度控制

  各段的温度为：鼓风干燥段250～300℃，抽风干燥I段350～450℃，抽风干燥Ⅱ段500～700℃，预热段900～l 050 ℃。链篦机各段温度必须控制在以上范围内，否则不得组织生产。

    1)开机控制。链篦机初次开机时，预热段温度应达到800℃以上，干燥段达到350℃以上，且呈上升趋势后，方可开机生产。料厚控制160±5 mill，机速控制在1．0m／min以下，待链篦机蓄热充足，温度正常后，再逐步恢复正常机速(这时环冷机二段温度达400℃以上)。

    2)故障停机控制，应根据时间长短调整操作，短时间停机(30 min以内)适量减煤，以降低链篦机温度。恢复生产先恢复喷煤量，再组织开机，根据链篦机温度控制机速。若停机时间较长，温度下降较多，则控制机速为1．0 m／min，料厚160±5 mm；温度正常后，再逐步恢复机速、料厚(先恢复机速，后恢复料厚)。开机过程中应随时注意链篦机、回转窑焙烧球状况，发现问题及时调整操作。

    3)链篦机开始布料后，如发现链篦机干燥段温度降低，应开大抽风干燥和鼓风干燥排风量，并适量加大回转窑喷煤量，以保证生球的充分干燥预热和回转窑的焙烧温度。待环冷机一段排风温度达800℃、二段排风温度达400℃以上时，应密切关注窑尾及链篦机预热段温度，当二者温度超过1100℃以上，必须降低喷煤量，确保该工序的温度要求。

    4)干球质量：

    干球强度：≥ 500N／个；AC转鼓一5 mm％；FeO含量≤l0％。

3．4回转窑操作

    回转窑的操作要点如下：

    1)每半小时观察记录一次火陷情况，及时通过燃烧器内、外风调整火陷形状和位置，以确保火焰长度，确保窑内高温带分布均匀；

  2)注意观察窑内煤粉燃烧情况，并向主控室汇报，当煤粉燃烧不完全时，及时调整喷煤量；

  3)应密切观察排料情况，对固定筛上未排下的大块粘结料，要及时扒出冷却处理，避免大块物料堵塞格筛或进入环冷机。

3．5回转窑结圈、结块处理预案

  如因操作失误造成大量粉末入窑，应立即减少造球量，降低窑温，以避免粉末结圈或大量排入环冷机，造成环冷机台车物料板结，而使整个焙烧过程形成恶性循环。具体措施为：

  1)立即减少生球布料量，降低链篦机转速，避免情况恶化；

  2)尽量控制回转窑和链篦机转速，确保窑头排料畅通；

  3)将环冷机一、二段鼓风量开到最大，使物料尽量充分冷却，减少结块。

3．6主控室人员工艺操作优化

  1)随时观察窑头压力情况，及时调节环冷机、链篦机风流系统，确保窑头微负压操作；

    2)车间工艺技术员必须每2小时对煤粉、膨润土、生球、干球、成品球的各项质量指标及时进行分析，根据情况调整工艺操作；对指标异常的样品和工艺控制中需要了解的产品质量及时向矿化验室提出特样指标检测；

    3)每30 min下现场一次，密切关注配料、造球、链篦机、回转窑和环冷机的运行情况和工艺操作状况，发现粉料人窑或环冷机及其他异常情况，应立即采取紧急措施并通知相关岗位人员，对可能影响生产的问题及时向车间领导汇报。

4  结  语

    基于以上原因和生产实际，预防铁矿球团(煤基)回转窑结圈的主要指施有：

    1)加强燃煤质量和用量的控制，确保煤粉充分燃烧；

    2)改善造球操作，确保合格生球进入链篦机和合格干球进入回转窑；

    3)优化回转窑的送风制度和正确使用煤枪，确保火焰稳定和窑内高温分布均匀；

    4)加强对膨润土质量的控制，严格控制膨润土配比。