摘要  对承钢回转窑使用混合煤气焙烧氧化球团的生产实践进行了总结，并分析了燃料改变对球团生产的各方面影响。

1  前  言

     承钢烧结厂现有一台2．4×24 m链篦机和一座Ø3×30 m回转窑，用于生产酸性球团矿，至1998年底已经形成年产38万t的生产能力。球团系统从投产以来，一直用轩岗煤作为主要燃料，再补充部分高炉煤气。为了探索新的焙烧工艺，从1999年5月至9月，以焦炉一高炉混合煤气替代煤粉和高炉煤气，进行纯混合煤气焙烧生产，并取得了一定的生产经验。现将使用混合煤气阶段的情况总结如下。

2  承钢球团系统原燃料条件

    承钢使用的原燃料物化指标如下。

    由表中数据可以看出，我厂所用的轩岗煤固定碳较低，而灰分、挥发分均较高，对球团生产有一定影响。但是由于其灰分熔点较高，在回转窑生产中不易结圈，故用其作主要燃料。承钢以前没有焦炉，只能用热值较低的高炉煤气，但由于新建焦炉于1999年投产，具备了使用混合煤气的条件，且混合煤气热值较高，可以满足球团生产的需求，所以进行了用纯混合煤气焙烧的试验，以确定今后球团燃料的使用方向。

3   生产实践及分析

    我厂所用轩岗煤需先磨制成煤粉，煤粉制备用Ø1 700×2 500 mm钢球式磨煤机磨制煤粉，经旋风除尘器及二台MC一Ⅱ一120袋式除尘器收集后，通过高压风将煤粉送至窑头储煤仓，再经过刚性叶轮给料机和辊槽式给煤机，用助燃风喷入窑内燃烧。补充的高炉煤气，通过煤气喷嘴从窑头喷入。

  改用混合煤气后，煤粉制备及喷吹系统停用，混合煤气通过原高炉煤气喷嘴喷人窑内。由于混合煤气燃烧充分，火焰无法抽动，致使高温带固定不动，导致结圈严重。为此，改进了煤气烧嘴，将烧嘴改为套筒式，配加部分助燃风，通过调节空煤气比例，来调节火焰长度，从而使高温带移动。烧嘴改进后，大大缓解了结圈现象，效果较好。

    使用混合煤气前后的各项指标对比见表4、表5。

  从表中可以看出，使用混合煤气后，链篦机各部温度升高，已达到较好水平，利用系数亦有所升高；但是球团矿的强度及成品率有所降低；由于球团系统尚有干燥窑等设备也同时改用混合煤气，故虽然入窑热量降低较多，但工序能耗仅略有下降。现具体分析如下。

3．1热工制度

  使用混合煤气后，链篦机及各风箱温度均有明显提高，机头温度可达l 150℃以上，后控制在950±50℃范围内，从而使热工制度更趋于合理。主要原因是：

  1)煤粉中灰分、挥发分高，固定碳含量低，煤粉在窑内分布不均匀，不能与空气充分混合，使其燃烧不充分，所含热量不能完全用于焙烧，加之煤粉燃烧集中，使高温带较短，造成窑内后部温度低，虽然入窑热量达1．853 GJ／t球，但预热室温度仅为750℃左右，低于球团矿氧化的适宜温度。

  2)由于混合煤气发热值高，流动性好，燃烧充分，使高温带向窑后部延伸，从而提高了后部温度。据测算，使用混合煤气时，高温带长度可达15 m左右。所以，虽然人窑热量减少，但链篦机各部温度反而提高，更趋于合理。

 3．2球团矿强度指标

    与1998年相比，球团矿抗压强度降低了216(N／个)，成品率降低了0．565％，均有所下降，主要原因为：

3．2．1入窑热量减少

    使用煤粉时人窑热量可达1．853 GJ／t球，而使用混合煤气时降为1．246 GJ／t球，降低了32．76％。由于煤粉燃烧时主要集中于一个较小的区域，使得高温带较短，但是其温度较高，可达l 270℃左右。而使用混合煤气时，由于入窑热量降低，加之煤气扩散距离远，燃烧均匀，使得窑内高温带延长，温度均匀，但高温带的最高温度下降。(由于仪表问题，未能取得数据，但据观察应该如此)未能达到晶粒长大和再结晶的适宜温度，导致球团矿的强度下降。

3．2．2窑内氧化气氛不足

  由于回转窑二次风系统未使用，窑内含氧量不足，加之煤粉燃烧不均匀，使得球团基本上是在中性氧化程度不均匀的气氛中进行焙烧的。使用混合煤气后，虽然理论耗氧量低于以前。但由于喷吹煤粉时能够补充部分一次风，以及火焰抽动能从窑口吸入空气等原因，使得现阶段窑内的实际含氧量低于使用煤粉时期，球团矿的氧化程度进一步降低，这也造成球团矿强度降低。

    另外，据资料介绍，磁铁矿焙烧时有40％的热量是由磁铁矿氧化放热提供的，而我厂由于氧化度不够，使得氧化放热的能量未能得到充分利用，致使球团矿能耗远高于平均水平，需要尽快改进。

3．2．3热工制度不太合理

    使用煤粉时，由于高温带较短，使得球团矿高温保持时间较短，仅为6～8 min，使用混合煤气后，高温保持时间可达15min左右，可以改善球团矿强度，所以使用混合煤气后，球团矿强度虽有下降，但未影响生产。

3．3二次氧化

    球团矿经过焙烧后，进入竖冷通风冷却时，还可以继续进行二次氧化，使其强度得到进一步提高。但使用煤粉时，由于有未充分燃烧的煤粉随球团矿进入竖冷，并产生二次燃烧，使球团矿熔结而粘成大块，堵塞竖冷出口，或在竖冷内结瘤，严重影响生产的顺利进行。我厂使用煤粉时，经常有竖冷堵料现象，而使用混合煤气后，基本杜绝了此种现象。

3．4成本计算(仅计算与改变燃料相关的成本)

    使用煤粉阶段成本：

    燃料消耗成本

    煤粉：60k g／t球×185元／t=11．1元／ t球

    高炉煤气：208 m³／t球×0．04元／m³= 8．32元／t球

    煤粉系统加工费用

    电耗：3．6l kWh／t球×0．35元／kwh=1．26元／t球

    空压风：55 m³／t球×0．05元／m³=2．75元／t球

    水耗：0．316 m³／t球×0．55元／m³=0．17元／t球

   维护费：0．39元／t球

   倒运费：1．32元／t球

   煤粉系统固定费用

   人工费：0．63元／t球

   合计：25．94元／t球

   使用混合煤气成本

   混合煤气消耗：145 m³／t球×0．28元／m³=40．6元／t球

    由于承钢混合煤气的计量由计控处在原有数量上再乘一定的系数，故计量比实际消耗高约一倍。所以使用混合煤气后，球团矿成本比以前升高，至于使用混合煤气在经济上是否合适，还需要根据实际情况从整体考虑。

3．5环境影响

    1)由于煤粉中硫等有害成分较多，燃烧后的SO₂等有害物质均排入大气，严重污染环境。而混合煤气属于较洁净的能源，可以减轻环境污染，改善大气质量，具有较大的社会效益。

    2)由于煤粉粒度较细，未完全燃烧的煤粉会随气流从窑头、窑尾等处扩散出来，造成生产环境的污染。另外，由于煤粉用量较大，有时会产生“跑煤”现象，大量煤粉喷人窑内，未经燃烧即被抽走，排入大气。不但浪费了能源，还严重污染环境。而使用混合煤气后，由于其燃烧充分，且不产生粉尘，故生产环境得到较大改善。

4  结  论

    1)用混合煤气替代煤粉和高炉煤气在工艺上是可行的。

    2)使用混合煤气后可以改善环境，减少污染，社会效益较大。

    3)使用混合煤气后，窑内氧化气氛进一步降低，需要尽快配加助燃风。

    4)使用混合煤气后，球团矿成本上升，需要进行综合考虑。

5)应该进一步探索混合煤气的最佳配加量及配加方式，以降低球团矿的能耗。