淺析八鋼265m2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)過(guò)程控制的精細(xì)化操作

劉曉明

摘 要：為了正確而嚴(yán)格地控制燒結(jié)終點(diǎn)，獲得良好的生產(chǎn)指標(biāo)，對(duì)燒結(jié)風(fēng)量、真空度、料層厚度、燒結(jié)機(jī)速度和燒結(jié)終點(diǎn)的精準(zhǔn)控制是很重要的。既充分地利用燒結(jié)面積，提高產(chǎn)量，降低燃耗;又保證得到優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦的優(yōu)質(zhì)返礦。

關(guān)鍵詞：精細(xì)化操作;燒結(jié)礦;燒結(jié)機(jī)速度;混合料;燒結(jié)終點(diǎn);固定碳

在點(diǎn)火后直至燒結(jié)終了的整個(gè)過(guò)程中，混合料借點(diǎn)火和抽風(fēng)使其中的碳燃燒產(chǎn)生熱量并使燒結(jié)料層處在總的氧化氣氛中，又具有一定的還原氣氛，混合料發(fā)生分解、還原、氧化和脫硫等一系列反應(yīng)，同時(shí)在礦物間產(chǎn)生固液相轉(zhuǎn)變，生成的液相冷凝時(shí)把未熔化的物料黏在一起，體積收縮，得到外觀多孔的塊狀燒結(jié)礦。為了獲得燒結(jié)過(guò)程良好的生產(chǎn)指標(biāo)，對(duì)燒結(jié)風(fēng)量、真空度、料層厚度、燒結(jié)機(jī)速度和燒結(jié)終點(diǎn)精細(xì)化操作是很重要的。在燒結(jié)程中，固體科燃燒所獲得的高溫和CO氣體為液相生成和一切物理化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行提供了所必需的熱量和氣氛條件。燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量占全部熱量的90%以上。碳的燃燒是決定燒結(jié)產(chǎn)量和品質(zhì)的重要條件，也是影響其他一系列過(guò)程的重要因素。所以，技術(shù)操作人員應(yīng)當(dāng)能夠根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的現(xiàn)象或儀表參數(shù)對(duì)燒結(jié)料中的碳精準(zhǔn)判斷與控制，以保證燒結(jié)過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行。一方面是充分利用燒結(jié)面積，提高產(chǎn)量，降低燃耗;另一方面是保證得到優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦的優(yōu)質(zhì)返礦。

1 燒結(jié)風(fēng)量和負(fù)壓的判斷與控制

1.1 風(fēng)量的控制

風(fēng)是燒結(jié)過(guò)程進(jìn)行的基本物質(zhì)條件之一，也是加快燒結(jié)過(guò)程最活躍積極的因素，抽過(guò)料層的風(fēng)量越大，垂直燒結(jié)速度越快，在保持成品率不變的情況下，可大幅度提高能的產(chǎn)量。但是，風(fēng)量過(guò)大，燒結(jié)速度過(guò)快，混合料各組分沒(méi)有足夠的時(shí)間互相黏結(jié)在一果降低燒結(jié)礦的成品率，同時(shí)由于風(fēng)量增加，冷卻速度加快，也會(huì)引起燒結(jié)礦強(qiáng)度的降低。

生產(chǎn)中常用的加大料層風(fēng)量的方法有3種，即改善燒結(jié)料的透氣性;改善燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)的密封性，降低漏風(fēng)率;提高抽風(fēng)機(jī)能力。具體介紹如下：

1.1.1改善燒結(jié)料的透氣性，減少料層阻力損失，在不提高風(fēng)機(jī)能力的情況下，可以增產(chǎn)的目的;同時(shí)，燒結(jié)生產(chǎn)的單位電耗降低。因?yàn)檫@種措施使通過(guò)料層的風(fēng)量相對(duì)增而有害風(fēng)量相對(duì)減少，提高了風(fēng)的利用率。

1.1.2目前燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)率一般為40%～60%也就是說(shuō)，抽風(fēng)消耗的電能僅有一半于燒結(jié)，因此，堵漏風(fēng)是挖掘風(fēng)機(jī)潛力、提高料層風(fēng)量的十分重要的措施。

1.1.3抽風(fēng)燒結(jié)過(guò)程是在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行的，為了克服料層對(duì)氣流的阻力，以獲得所的風(fēng)量，料層下必須保證一定的真空度。在料層透氣性和有害漏風(fēng)一定的情況下，抽風(fēng)能造成的真空度高，抽過(guò)料層的風(fēng)量就大，對(duì)燒結(jié)是有利的。所以，為強(qiáng)化燒結(jié)過(guò)程，都較大風(fēng)量和較高負(fù)壓的風(fēng)機(jī)。

1.2 負(fù)壓的控制

負(fù)壓的測(cè)量位置通常在風(fēng)箱、大煙道（總管）等，相應(yīng)有各風(fēng)箱負(fù)壓、總管負(fù)壓等。在其他條件（料層的透氣性、風(fēng)機(jī)的能力、漏風(fēng)損失）一定的情況下，負(fù)壓（指絕對(duì)值）和風(fēng)量呈反比關(guān)系。對(duì)風(fēng)量和真空度的控制是通過(guò)調(diào)節(jié)各風(fēng)箱閘門(mén)的開(kāi)啟度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般1號(hào)、2號(hào)風(fēng)箱以及最后兩個(gè)風(fēng)箱閘門(mén)關(guān)閉一部分，相應(yīng)減小風(fēng)量和真空度，其他各風(fēng)箱全部開(kāi)啟。

2 料層厚度與機(jī)速的控制

一般來(lái)說(shuō)，料層薄，機(jī)速快，生產(chǎn)率高，但在薄料層操作時(shí)，料面表層強(qiáng)度差的燒結(jié)礦數(shù)量相對(duì)增加，使燒結(jié)礦的平均強(qiáng)度降低，返礦和粉末增多，同時(shí)還會(huì)削弱料層的自動(dòng)蓄熱功能，增加燃料用量，降低燃燒礦的還原性。過(guò)程控制中，在燒好、燒透的前提下，應(yīng)盡量采用厚料層操作。這是因?yàn)闊Y(jié)礦層有自動(dòng)蓄熱作用提高料層厚度能降低燃料消耗。而低碳厚料操作一方面有利于提高燒結(jié)礦的粒度組成使燒結(jié)礦大塊降低，粉末減少，粒度趨于均勻，成品率提高;另一方面有利于降低燒結(jié)礦氧化亞鐵含量，改善燒結(jié)礦的還原性;此外還有利于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。

合適的機(jī)速是在一定的燒結(jié)條件下，保證在預(yù)定的燒結(jié)終點(diǎn)燒透、燒好。影響機(jī)速的因素有：混合料粒度變細(xì)、水分過(guò)高或過(guò)低、返礦數(shù)量減少及品質(zhì)變壞、混合料制粒性差、預(yù)熱溫度低、含碳波動(dòng)大、點(diǎn)火煤氣不足及漏風(fēng)損失增大等。此時(shí)就需要降低機(jī)速、延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間來(lái)保證燒結(jié)礦在預(yù)定終點(diǎn)燒透、燒好。

燒結(jié)機(jī)的速度是根據(jù)料層厚度及垂直燒結(jié)速度的快慢而決定的，機(jī)速的快慢以燒結(jié)終點(diǎn)控制在機(jī)尾倒數(shù)第二或第三個(gè)風(fēng)箱為原則。在正常生產(chǎn)中，一般穩(wěn)定料層厚度不變，以適當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)速來(lái)控制燒結(jié)終點(diǎn)。機(jī)速的調(diào)整要求穩(wěn)定、平緩，防止忽快忽慢，不能過(guò)快過(guò)急。10min內(nèi)調(diào)整的次數(shù)不能多于兩次，每次增減不得大于0.5m/min。

3 燒結(jié)料水分的判斷與控制

3.1 燒結(jié)料水分判斷

3.1.1混合料水分合適時(shí)，混合料用手捏后成團(tuán)，輕輕抖動(dòng)又能散開(kāi)，臺(tái)車(chē)料面平整，點(diǎn)器中火焰能均勻地順利抽入料層，火焰不外噴，煙道負(fù)壓和廢氣溫度平穩(wěn)正常，機(jī)尾燒結(jié)斷面解理整齊，無(wú)生料和“花臉”，浮塵少。

3.1.2混合料水分過(guò)大時(shí)，混合料有光澤，用手捏后成團(tuán)，抖動(dòng)不散開(kāi)，下料不暢，布料下的料面出現(xiàn)魚(yú)鱗片狀，臺(tái)車(chē)料面不平整，料層透氣性變壞，總管負(fù)壓升高，垂直燒結(jié)速度降，總管廢氣溫度降低，點(diǎn)火火焰溫度降低，火焰發(fā)暗，并向外噴射，出點(diǎn)火器后料面點(diǎn)火良，有黑印，機(jī)尾燒結(jié)料斷面發(fā)紅，出現(xiàn)“花臉”，有夾生料。

3.1.3混合料水分過(guò)小時(shí)，混合料用手捏后不易成團(tuán)，臺(tái)車(chē)料面光，料層自動(dòng)加厚，點(diǎn)火內(nèi)火焰外噴，料面迸小火星，燒結(jié)過(guò)程下移緩慢，管負(fù)壓升高，廢氣溫度下降，機(jī)尾斷面現(xiàn)“花臉”，浮塵急劇增多。

3.1.4水分不勻時(shí)，點(diǎn)火不勻，機(jī)尾燒結(jié)礦斷面出現(xiàn)“花臉”。

3.2 燒結(jié)料水分的控制

如果發(fā)現(xiàn)燒結(jié)料水分異常，要針對(duì)具體情況采取應(yīng)的措施，一般應(yīng)采取固定機(jī)速、調(diào)整料層厚度的方法。水分偏大時(shí)，減輕壓料，適當(dāng)提點(diǎn)火溫度或降低料層厚度;水分小時(shí)，適當(dāng)調(diào)整圓輥轉(zhuǎn)速或?qū)捚俣?，降低料層厚度，適降低點(diǎn)火溫度。

4 燒結(jié)過(guò)程碳的判斷與控制

4.1 燒結(jié)料碳的判斷

4.1.1混合料含碳合適時(shí)，負(fù)壓和廢氣溫度平穩(wěn)，機(jī)尾斷面清楚，氣孔均勻，沒(méi)有浮灰。

4.1.2混合料固定碳高，離開(kāi)點(diǎn)火器后的表層燒結(jié)礦過(guò)分發(fā)紅，赤紅部分過(guò)長(zhǎng)，表示過(guò)結(jié)硬殼，總管負(fù)壓升高，當(dāng)料層和機(jī)速不變時(shí)，廢氣溫度下降;當(dāng)終點(diǎn)位置不變時(shí)，廢氣溫度上升，機(jī)尾斷面冒藍(lán)、紅色火苗，燒結(jié)帶過(guò)熔，赤紅部分超過(guò)1/2，燒結(jié)礦黏臺(tái)車(chē)，燒結(jié)礦氣大，呈蜂窩狀，F(xiàn)e0升高。

4.1.3混合料固定碳低，表層點(diǎn)不好，離點(diǎn)火器臺(tái)車(chē)的紅料面比正?？s短，料面有粉塵，直燒結(jié)速度減慢，總管負(fù)壓、廢氣溫度降低，機(jī)尾斷面紅層薄，火色發(fā)暗，嚴(yán)重時(shí)有“花臉”浮塵多，燒結(jié)礦FeO低。

4.1.4燃料粒度大，點(diǎn)火不均勻，機(jī)尾斷面冒火苗，部過(guò)熔，斷面呈“花臉”，有黏臺(tái)現(xiàn)象。

4.2 燒結(jié)料固定碳的控制

混合料固定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)目前應(yīng)控制在2%左右，燒結(jié)礦FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在10%以下。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)碳多或碳少時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的比調(diào)整。固定碳高時(shí)，在降低燃料配比的同時(shí)，可采取降低點(diǎn)火溫度、減薄料層、加快機(jī)速等措施;固定碳低時(shí)，在增加燃料配比的同時(shí)，可采取提高點(diǎn)火溫度、減慢機(jī)速等措施。燃料度大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少配碳量、提高料層厚度或加快機(jī)速等措施。

5 燒結(jié)終點(diǎn)的判斷與控制

控制燒結(jié)終點(diǎn)就是控制燒結(jié)過(guò)程全部完成時(shí)臺(tái)車(chē)所處的位置。一般控制在機(jī)尾燒結(jié)倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱的位置上。正確而嚴(yán)格地控制燒結(jié)終點(diǎn)可以充分利用燒結(jié)面積，提高產(chǎn)量，降低燃耗;另外，對(duì)于無(wú)鋪底料的燒結(jié)機(jī)還具有減少爐算消耗、改善機(jī)尾勞動(dòng)條件和延長(zhǎng)主風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子使用壽命的作用。如果燒結(jié)終點(diǎn)提前了，這時(shí)燒結(jié)面積未得到充利用，同時(shí)使風(fēng)大量從燒結(jié)機(jī)后部通過(guò)，破壞了抽風(fēng)制度，降低了燒結(jié)礦產(chǎn)量;而燒結(jié)終點(diǎn)后時(shí)，必然造成生料增加，返礦量增加，成品率降低，此外沒(méi)燒完的燃料進(jìn)入冷卻段，會(huì)繼燃燒，破壞設(shè)備，降低冷卻效率。

5.1 燒結(jié)終點(diǎn)的判斷

5.1.1從機(jī)尾礦層斷面上看。燃燒層已抵達(dá)鋪底料，無(wú)火苗冒出，上面黑礦占2/3，紅礦占1/3。

5.1.2從機(jī)尾末端3個(gè)風(fēng)箱及總管的廢氣溫度和負(fù)壓水平看。終點(diǎn)風(fēng)箱的廢氣溫度最一般要求不低于280℃，此風(fēng)箱廢氣溫度較前后風(fēng)箱高25～40℃。主管廢氣溫度不能太低，否則，由于終點(diǎn)控制不當(dāng)，會(huì)使燒結(jié)礦質(zhì)量下降，同時(shí)也會(huì)使廢氣中蒸汽冷凝，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)掛泥及廢氣中的SO2生成亞硫酸，腐蝕風(fēng)機(jī)葉片，縮短了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的使用壽命。因而，控制主管廢氣溫度為110～150℃。

5.2 燒結(jié)終點(diǎn)的控制

調(diào)節(jié)燒結(jié)終點(diǎn)的措施是變動(dòng)機(jī)速、變動(dòng)料層厚度和調(diào)整真空度。常用方法是調(diào)整機(jī)速，迫不得已時(shí)，調(diào)整料層厚度。在混合料透氣性波動(dòng)不大的情況下，應(yīng)采取穩(wěn)定料層厚度、調(diào)整機(jī)速的辦法來(lái)調(diào)整控制燒結(jié)終點(diǎn)。料層透氣性波動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)先根據(jù)不同情況穩(wěn)定影響料層透氣性的各種因素，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整料層厚度，然后再通過(guò)調(diào)整機(jī)速來(lái)正確控制燒結(jié)終點(diǎn)。終點(diǎn)提前，適當(dāng)加快機(jī)速;終點(diǎn)滯后，減慢機(jī)速。機(jī)速調(diào)整幅度不宜過(guò)大，一般控制在±0.2m/min，機(jī)速調(diào)整應(yīng)有一定的間隔時(shí)間一般10min左右。

燒結(jié)終點(diǎn)有人工和自動(dòng)控制兩種，燒結(jié)終點(diǎn)的自動(dòng)控制采用模糊控制，原因在于：燒結(jié)終點(diǎn)及對(duì)燒結(jié)終點(diǎn)有直接影響的參數(shù)無(wú)法直接檢測(cè);燒結(jié)終點(diǎn)狀態(tài)的自然語(yǔ)言描述具有明顯模糊性。模糊控制基于模糊推理、模仿專(zhuān)家知識(shí)以及操作人員的經(jīng)驗(yàn)，而不依賴(lài)于被控對(duì)象的模型，具有較好的魯棒性、適應(yīng)性以及控制精度。而燒結(jié)終點(diǎn)的過(guò)程控制具有典型的模糊特性，所以比較適合用模糊邏輯進(jìn)行控制。燒結(jié)終點(diǎn)自動(dòng)控制通常是據(jù)終點(diǎn)處風(fēng)箱的廢氣溫度進(jìn)行自動(dòng)控制。

6 結(jié)論

（1）精心備料是燒結(jié)生產(chǎn)的前提條件。包括原燃料的質(zhì)量及其加工準(zhǔn)備，以及配料、混合、造球等方面，精心備料為燒結(jié)機(jī)提供穩(wěn)定的生產(chǎn)條件。

（2）穩(wěn)定水碳是穩(wěn)定生產(chǎn)的保證條件。燒結(jié)料的水分、固定碳的含量要符合燒結(jié)的要求，且波動(dòng)要小，穩(wěn)定水、碳是穩(wěn)定燒結(jié)生產(chǎn)的關(guān)鍵性措施。

（3）減少漏風(fēng)是穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵性措施。對(duì)抽風(fēng)系統(tǒng)而言就是減少漏風(fēng)，提高有效抽風(fēng)量，充分利用主風(fēng)機(jī)能力;對(duì)燒結(jié)機(jī)而言就是風(fēng)量沿?zé)Y(jié)機(jī)長(zhǎng)度方向要合理分布，而沿臺(tái)車(chē)寬度方向要均勻一致。主抽風(fēng)機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)的心臟，而合理用風(fēng)，提高有效抽風(fēng)量對(duì)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗具有重要的意義。

（4）低碳厚料是指采用低配碳、厚料層的操作。相對(duì)地減少燒結(jié)機(jī)表層低質(zhì)燒結(jié)礦的數(shù)量，提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度和成品率，充分利用料中的自動(dòng)蓄熱作用，提高熱能的利用率，降低燃料消耗及FeO含量，是獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗燒結(jié)礦的途徑。

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