摘要   本文介绍了承钢链篦机-回转窑氧化球团生产的操作特点，并提出了今后的改进措施。

关键词 链篦机－回转窑  氧化球团  生产操作  改进措施

1  前  言

    承钢链篦机一回转窑氧化球团生产系统自1983年投产以来，历时13年，已生产出球团矿346万t。由于该系统采用粗粒度的钒钛磁铁精矿粉作原料；链篦机选用价格低廉的篦床材质及普通的锅炉引风机作回热风机等，因此，要求操作者必须根据该系统工艺及设备特点实施特殊的操作方法，才能确保生产出的球团矿满足高炉生产的要求。

2    原料性能及主要生产指标

2．1原料

    承钢生产所用铁精粉的主要铁矿物为钛磁铁矿、钛铁矿。脉石矿物由硅酸盐矿物和镁铝尖晶石组成。精矿粉的化学成分和粒度组成见表1和表2。

2．2燃料

    生产使用的燃料为山西轩岗煤，经烘干磨细后其粒度为一200目>75％，轩岗煤的工业分析及灰分成分见表3、表4。

2．3粘结剂

    承钢造球所用粘结剂为膨润土，其主要理化性能见表5。

2．4主要生产操作指标

    承钢链篦机一回转窑目前主要生产操作指标见表6。

3  操作特点

3．1加强原料管理，调控生球质量

    承钢生产所用的铁精粉除粒度粗外，水分也较高，年平均为9％，最高时达1l％以上。造出的生球大多超过粒度上限，且落下强度<5次，制约了球团生产的正常进行。针对这一问题，我厂采取了对入厂铁精粉进行合理贮存及适当调整粘结剂的配加量等措施来保证生球质量。具体的操作方法是：

    (1)将运入厂内的铁精粉先造堆存放，以脱除部分水分。

    (2)将堆放一定时间后料堆上层的铁精粉抓入配料室内的干精粉料斗；料堆下层的湿精粉抓入湿精粉配料斗；生产时通过控制干、湿铁粉的配入量来调控混合料的水分，达到控制生球质量的目的。

    (3)将本系统的电除尘灰(一200目≥80％，TFe≥53％，H₂O≤4％)用于球团配料，作为调控混合料粒度和水分的补充手段。

    (4)添加适量的膨润土，确保生球的落下强度。

    生球应达到的质量指标为：H₂O9％～l0％，抗压强度≥17N／个球；落下强度>8次／0．5 m。

    在以上四项调控措施中，第2、3项均是通过调控各自的配入量来实现对生球质量的控制，故在具体操作时，应优先选择采用，只有在优先选择的调控手段效果不佳时，才能启用第4项调控手段。

    采用以上调控措施后，有效地控制了因原料质量波动给球团生产带来的不利影响，造出了符合目前生产要求的生球。

3．2采用薄料层、高风速进行生球干燥

    承钢链篦机的特点之一就是链篦床造价低廉，基本上不含高镍铬的耐高温合金材料；与之相配套的回热风机也为普通的锅炉引风机；因设备的这些特点限制了链篦机干燥温度的进一步提高。而生球水分含量大、膨润土配比高(5．8％)又要求提高链篦机的干燥温度，以进一步提高系统的生产能力。为解决上述矛盾，我厂采取了以下操作措施。

  (1)薄料层操作

  链篦机料层厚度控制在120～140 mm之间，不宜过厚。因为料层过厚时，其塑性变形较大，加之热废气中粉尘含量较高，将恶化料层透气性，使成品率明显下降(<80％)。而采用薄料层操作，不仅可消除以上不良影响，同时还可抑制过湿层的形成。

    (2)增加预热室与干燥室的直通风量

    为提高整个生产系统的热能利用率，从回转窑进入链篦机预热室的高温废气与料层进行热交换后被回热风机抽出，送入干燥室作干燥热源。由于承钢采用的回热风机为普通锅炉引风机，其允许输送介质的最高温度为250℃，因而限制了干燥室干燥温度的进一步提高。为弥补链篦机干燥温度之不足，我厂采用在预热室与干燥室之间的隔墙上增设通风孔的措施，使适量的预热室高温废气直接进入干燥室内，以提高干燥温度。操作者可根据干燥室各风箱的温度，通过调控相应风箱蝶阀的开启度，对相关部位的温度实施控制。

  (3)采用高风速干燥

  因生球中膨润土配比较高，干燥风温较低，所以提高链篦机干燥能力的措施只能是提高干燥介质的流速。承钢采用的料层干燥风速为1．8～2．0 m／s，在此风速下，生球不会产生爆裂。

3．3采用煤粉焙烧球团

    承钢链篦机．回转窑生产所用燃料为高灰分烟煤。与气体和液体燃料相比，煤粉燃烧具有燃烧时间长，废气中含煤灰分高等特点。为使煤粉燃烧满足球团焙烧的需要，生产中采用了以下操作措施：

  (1)提高煤粉细度

  当烧嘴的结构确定后，煤粉的粒度就是影响煤的燃烧质量的主要参数之一，为使煤粉在离开烧嘴后能够迅速燃烧，操作时控制煤粉的粒度为一200目>75％。

    (2)采用单筒弱旋流烧嘴

    为使窑内产生较长的高温焙烧带，设计时选用了老式的单筒煤粉烧嘴。在承钢生产条件下，通过调控风、煤量可使高温焙烧带长度达到6 m左右，焙烧温度可控制在1 300℃以下，燃煤量达3．0 t／h。但使用该种烧嘴，煤粒与风的混合效果不佳，窑内的气氛为中性或弱还原性，从而给球团在窑内的继续氧化带来了不利影响。

3．4控制焙烧带温度，抑制窑内结圈

    根据承钢生产实际，回转窑排出的物料中，返矿量约占总料量的10％以上，而返矿中小于3 mm的粉末却占返矿量的80％以上。因此极易造成窑内结圈，承钢采用的主要控制手段是：

    (1)控制焙烧带温度不超过1 250℃，防止“高温圈”产生。

    (2)调整窑内负压及烧嘴伸人窑内的长度以变换焙烧带位置，使窑圈发生温度变化后脱落。

    (3)坚持交接班时短时停火，查看窑圈的制度，以防窑圈进一步结厚。

3．5坚持均匀排料。防止竖冷窑内结块

    由于回转窑内氧化性气氛不足，自窑头排出的球团矿抗压强度仅为735～1176N／个，FeO含量高达15％～23％。当高温球团矿进入竖式冷却窑后，因窑内空气中氧含量较高，球团内FeO会与冷却介质中的氧继续进行氧化放热反应，使竖冷窑局部温度过高，甚至产生结块现象。为防止球团在竖冷窑内结块，操作上采取了以下措施：

    (1)均匀排料，控制卷扬料车排料间隔不超过15 min。

    (2)较长时间停止排料(超过30 min)时，关闭冷却风机吸风口。

    (3)严禁大块窑皮进入冷却窑内，以防其堵塞排料通道，形成死料柱。

    由于在生产过程中采取了一系列特殊的操作措施，使承钢回转窑在窑的长径比大、安装顷斜度小的情况下，其利用系数仍能达到5．93t／m³·d，球团矿的质量能满足高炉生产的要求。承钢链篦机一回转窑球团的主要生产技术指标见表7。

4  改进操作的主要措施

    虽然我们对承钢链篦机一回转窑球团生产操作采取了一系列措施，收到了一定成效，但要进一步提高其产品的产、质量，降低消耗，以获得更大的经济效益，还应着重解决以下一些关键问题。

4．1进一步提高铁精粉中一200目粒级，降低水分

    承钢球团生产所用铁精粉粒度粗，水分高，虽在操作过程中采取了一些补救措施，但膨润土的配加量仍需较高，致使生球的塑性大，且表面粘有粗精粉颗粒，既严重地影响了干燥、预热料层的透气性，又使大量粉末进入回转窑，造成窑内结圈，影响了设备生产能力的进一步提高；另一方面，由于球团内加入大量的膨润土，降低了球团矿的品位和碱度，已成为限制炼铁生产效益进一步提高的主要因素，因此，提高铁精粉中一200目粒级，降低水分，已成为承钢生产中急需解决的问题。

  根据钢铁研究总院的试验结果，承钢铁精粉的适宜粒度应控制在一200目占95％～98．84％之间(比表面积为1700～2 470cm²／g)。生产时配加0．5％或1％的膨润土，焙烧温度为1200℃时，即可生产出抗压强度达到或接近1960N／个，且还原性能较好的优质球团矿。与目前承钢用粗粒铁精粉相比，膨润土的配加量可减少4％左右，球团矿品位提高3％，成品率至少提高5％，煤耗可下降5kg／t，烧结、炼铁两工序年收益将达970万元人民币。

4．2提高链篦机预热室抽风机的耐热温度

  根据鞍山设计研究院所做的“承钢链篦机－回转窑球团干燥、预热试验报告”，承钢链篦机干燥、预热的最佳操作参数如下：干燥温度应为400℃，停留时间大于6 min；预热温度应为l 000℃，停留时间大于6min。因此，只有预热室回热风机的耐热温度高于400℃，才能使链篦机的干燥处于最佳。

    从目前承钢链篦机篦床材质性能看，当篦床温度达到450℃时，其抗拉强度能够满足设备正常运转的要求；从我国风机的制造技术来看，既耐高温(≤450℃)又耐磨的国产风机已经过关，承钢应采用这种风机以进一步提高链篦机的干燥温度。

4．3改进煤质及燃煤烧嘴结构，改善窑内焙烧制度

    承钢焙烧球团所用的烟煤其灰分较高，煤粉在窑内燃烧时会产生大量的煤灰，此煤灰随同窑内废气一起被风机抽人链篦机预热室，其中大部分覆盖于料层表面，堵塞了料层抽风通道，恶化了料层透气性，进而限制了链篦机预热能力的进一步发挥。为此，承钢应从选用新煤种或通过合理配煤人手来降低燃煤灰分含量，提高其发热值。

    承钢目前生产中采用的是单筒煤粉烧嘴，由于风与煤粉的混合效果不佳，加之二次风量不足，致使窑内氧化气氛不足(窑尾废气取样结果：O₂≤2％，且含有一定量的CO)，在链篦机预热室未被氧化的FeO进入回转窑后，很难在窑内得到充分氧化。因此，球团焙烧后会有大量的FeO被带入竖冷窑内，从而加重了竖冷窑的冷却负担，是造成承钢球团矿冷却后温度过高，热损失大的主要原因。所以，改进现有粉煤烧嘴结构，已成为迫切需要解决的问题。

    根据回转窑焙烧球团的需要，改进后的粉煤烧嘴应满足以下要求：

    (1)二次风与煤粉能够充分混合，且可稳定燃烧。

    (2)火焰的高温带长度应大于6 m，且可在一定范围内调节。

    (3)烧嘴的燃烧能力应大于3 t／h，可实现煤粉与高炉煤气混烧。

    采取上述三方面改进措施后，预计承钢链篦机－回转窑球团矿年产量将突破50万t，球团矿质量将有明显提高，并将为实施科学合理的操作创造良好的条件。