燒結(jié)固體燃料粒度對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響

供稿|朱亞?wèn)| /

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本鋼燒結(jié)礦生產(chǎn)的原燃料有一部分固體燃料是來(lái)自焦化廠的焦粉除塵灰，這種焦粉除塵灰粒度偏細(xì)，熱值偏低，大量使用會(huì)對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。為了消除焦粉除塵灰對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響，滿足高爐生產(chǎn)的要求，本文在保證其他原料不變的情況下通過(guò)改變焦粉除塵灰和正常焦粉配比從而改變固體燃料粒度組成，即通過(guò)改變小于1 mm、1～3 mm和大于3 mm粒級(jí)固體燃料的比例進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：小于1 mm固體燃料比例小于30%，1～3 mm固體燃料比例大于55%有利于提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，降低返礦率和固體燃耗，達(dá)到高爐生產(chǎn)要求并顯著降低燒結(jié)礦生產(chǎn)成本。

原燃料狀況及實(shí)驗(yàn)方案

原燃料狀況

原燃料為本鋼265 m2燒結(jié)機(jī)實(shí)際生產(chǎn)原燃料，成分如表1所示?；旌翔F料由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%卡粉、37%自產(chǎn)精礦、24%PB粉、14%楊迪和地礦組成(卡粉是巴西鐵礦粉，PB粉和楊迪是澳大利亞鐵礦粉，自產(chǎn)精礦是遼寧本溪南芬礦山鐵礦粉，地礦是遼寧本溪周邊鐵礦粉)。燃料由小粒級(jí)焦粉和正常焦粉組成，正常焦粉是經(jīng)過(guò)四輥破碎的焦粉，其中粒徑<5 mm占80%～85%。兩種燃料的組成如表2所示。

實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)保持所用各種原料種類和配比不變，工藝參數(shù)：料層720 mm、堿度2.00、水分6.90%不變的情況下，改變?nèi)剂狭６葘?duì)燒結(jié)指標(biāo)的影響進(jìn)行研究，具體方案如表3所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

固體燃料粒度組成對(duì)燒結(jié)指標(biāo)的影響如表4所示。

固體燃料粒度對(duì)垂直燒結(jié)速度的影響

從表4可以看出，隨著燃料中固體燃料粒度<1 mm所占比例減少，固體燃料粒度1～3 mm比例增加，垂直燒結(jié)速度在降低。這可能是因?yàn)槿剂狭６仍酱箝_始燃燒所需的溫度越高，燃燒帶變寬，高溫停留的時(shí)間越長(zhǎng)，燃燒速度越慢，燒結(jié)過(guò)程的透氣性變差，垂直燒結(jié)速度降低。相反，燃料粒度越小開始燃燒所需的溫度越低，燃燒帶變窄，高溫停留的時(shí)間越短，燃燒速度越快，因而垂直燒結(jié)速度越快[1]。

表1 原燃料成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

表2 燃料粒度組成和工業(yè)分析

表3 燃料粒度對(duì)燒結(jié)指標(biāo)影響的研究方案

表4 固體燃料粒度組成對(duì)燒結(jié)指標(biāo)的影響

固體燃料粒度對(duì)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和返礦率的影響

從表4可以看出，隨著燃料中固體燃料粒度<1 mm比例減少，固體燃料粒度1～3 mm比例增加，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度明顯升高，返礦率降低。這可能是由于固體燃料粒度1～3 mm燃料比例增加會(huì)使燃燒時(shí)間變長(zhǎng)，高溫帶保持時(shí)間延長(zhǎng)，為鐵酸鈣的形成提供足夠的時(shí)間，有利于礦物的黏結(jié)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高和返礦率降低。相反，固體燃料粒度<1 mm燃料比例增加會(huì)使燃燒速度加快，在抽風(fēng)負(fù)壓作用下燃料燃燒的熱量不能完全被利用，高溫停留時(shí)間短，液相生成量減少，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度降低。

固體燃料粒度對(duì)燒結(jié)固體燃耗的影響

從表4可以看出，隨著燃料中固體燃料粒度<1 mm比例減少，固體燃料粒度1～3 mm比例增加，燒結(jié)礦的固體燃耗顯著降低。固體燃料粒度1～3 mm燃料比例增加，有利于燃料的均勻分布，減少偏析現(xiàn)象，有利于碳的充分燃燒和熱能的利用，從而有利于固體燃耗的降低。另外，固體燃料粒度<1 mm的燃料在抽風(fēng)負(fù)壓下容易被氣流抽走，同時(shí)燃燒速度過(guò)快熱量不能被有效利用，造成固體燃耗升高[2]。

結(jié)束語(yǔ)

(1) 燒結(jié)固體燃料粒度<1 mm比例不宜超過(guò)30%，降低固體燃料粒度<1 mm的比例有利于合理控制垂直燒結(jié)速度，有利于提高轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、降低返礦率和降低固體燃耗。

(2) 適當(dāng)提高固體燃料粒度1～3 mm燃料比例，固體燃料粒度1～3 mm燃料比例大于55%有利于提高轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、降低返礦率和降低固體燃耗。

【西部風(fēng)光】陳躍先 攝

(3) 合理搭配本鋼焦化廠小粒級(jí)焦粉可以使燒結(jié)礦質(zhì)量滿足高爐生產(chǎn)的前提下降低燒結(jié)成本，適宜的比例為20%～30%。