燒結(jié)球團質(zhì)量優(yōu)化的措施

李福強

（河鋼集團宣鋼公司，河北 張家口 075100）

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，而我國鋼鐵工業(yè)進入快速發(fā)展的軌道，球團礦作為高爐煉鐵的一種主要含鐵爐料發(fā)展的速度超過了高爐煉鐵年增長的速度.我國生鐵年產(chǎn)量由2001 年的15554 萬t 增長到2011 年62969 萬t；球團礦年產(chǎn)量由2001 年的1784 萬t 增長到2011 年20410 萬t。近幾年來，受礦價、成本和理念的影響，我國球團礦的年產(chǎn)量降低了不少。鋼鐵行業(yè)是我國重要的工業(yè)支柱。鋼鐵冶煉工藝復(fù)雜，影響質(zhì)量的因素有很多。其中原材料的質(zhì)量占據(jù)了重要的部分。要想保證質(zhì)量穩(wěn)定，首先要做好原料質(zhì)量控制工作?？缛攵灰詠?，我國球團礦的年產(chǎn)能提高很快，2011 年年產(chǎn)量達到了20410 萬t，（年增幅達到18%），球團礦占爐料結(jié)構(gòu)比例已經(jīng)接近20%，但近幾年受燒結(jié)粉與鐵精粉的差價和成本理念的影響，球團礦年產(chǎn)量一路下降，2015年的年產(chǎn)量約為12800 萬t，下降了7600 萬t.目前隨礦價進入低價的新常態(tài)，我國球團礦的產(chǎn)量預(yù)計會很快得到新的發(fā)展[1]。

1 燒結(jié)工序能源消耗的原因

1.1 重產(chǎn)量

在當(dāng)前，仍舊還有部分管理人員保留著“重高爐、輕燒結(jié)”的偏見思想，因此在這些鋼鐵企業(yè)中，其燒結(jié)生產(chǎn)能與高爐的生產(chǎn)能力之間不夠相稱。而隨著我國鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展進步，高爐煉鐵的產(chǎn)量也在飛速上升，在這一步背景下對于熟煉率的要求也隨之得到了提升，因此著對于燒結(jié)工序來說，是一種無形的壓力。而在這一壓力下，燒結(jié)廠將會將所有的精力放在燒結(jié)工序上來增加燒結(jié)礦的產(chǎn)量，但是基于理智的角度來看，這一過于追求高產(chǎn)量的做法是不可取的，因為要想實現(xiàn)這一目的就需要以高耗能為基礎(chǔ)。這一做法雖然可以有效地提高產(chǎn)量，但是卻無法降低成本費用。

1.2 科學(xué)技術(shù)含量低

由于我國的燒結(jié)工序相較于發(fā)達國家之間，仍舊還存在一定的差距，雖然經(jīng)過多年的研究，我國也已經(jīng)具備了一套自己的科技研究成果，但是技術(shù)含量相對偏低，仍舊無法與發(fā)達國家之間相比較[2]。

2 提高生球粒度合格率

生球的粒徑組成一般如下：10mm ～16mm 的粒徑含量超過85%，大于16mm 且小于6.3mm 的粒徑含量不超過5%。家用活球的粒徑通常為8mm ～16mm，最佳粒徑為10mm ～12mm，外來活球的粒徑為9.5mm ～12.7mm。這將降低干燥溫度并提高燒成質(zhì)量和顆粒生產(chǎn)能力。因此，在下文中，我們將討論調(diào)節(jié)輥篩間隙對生球尺寸，顆粒強度的影響。

2.1 生球粒度對球團抗壓強度的影響

進行數(shù)據(jù)采樣以研究生坯顆粒尺寸對預(yù)熱顆粒和成品顆?？箟簭姸鹊挠绊憽？s小原始顆粒的尺寸范圍會降低預(yù)熱和成品顆粒的極低壓縮強度。但是，如果粒度太小，則返回的物料太多，從而使返回帶操作不安全，并增加了生產(chǎn)成本?？紤]到上述因素，將生坯球輥篩的篩網(wǎng)間隙從9mm ～17mm 調(diào)整為10mm ～15mm，以減少生坯粒徑的差異，預(yù)熱粒料和成品粒料的壓縮強度提高[3]。

2.2 調(diào)整輥篩間隙，優(yōu)化造球盤邊高，提高生球8mm ～16mm 粒度合格率

修改生球滾筒篩的輥隙，并調(diào)整其固定結(jié)構(gòu)，使其難以滑動。根據(jù)球制造理論，球制造盤的邊緣高度（H）由球制造盤的直徑（D）確定，球制造盤的直徑（D）由顆粒盤的傾斜角（α）固定。因此，進行了造粒盤邊緣高度的優(yōu)化測試。試驗表明，在鄂口鐵礦的原料條件下，當(dāng)造粒盤邊緣高度為600mm，傾斜角為47°，轉(zhuǎn)速為42Hz 時，生球從盤中的穿透率最高。根據(jù)測試結(jié)果，調(diào)整造粒盤邊緣的高度，并調(diào)整材料襯里的厚度，使其穩(wěn)定在600±5mm。同時，我們調(diào)整了傾斜角度和旋轉(zhuǎn)速度。旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定在40Hz ～42Hz。

3 優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯噴煤槍參數(shù)，提高窯頭溫度

回轉(zhuǎn)窯燃料通常有兩種類型：高爐煤氣和煤粉。峨口鐵礦的回轉(zhuǎn)窯以煤粉為燃料，煤粉緩慢燃燒，注煤槍的槍頭為黑色，火頭較長。濃度不足和峰值較低將最終導(dǎo)致窯頭球的抗壓強度降低和窯頭球的溫度降低。但是，如果窯爐的溫度過高，則窯爐的中心與背面之間的結(jié)會變得很牢固。因此，進行了噴煤槍參數(shù)調(diào)節(jié)測試，以調(diào)節(jié)火焰分布并提高窯爐中的峰值火焰溫度。主要措施是增加旋風(fēng)量。這將導(dǎo)致煤粉在槍頭處迅速點燃。試驗表明，適當(dāng)增加內(nèi)部空氣開口并降低外部空氣開口會增加窯的峰值溫度，增加窯頭球的溫度，并增加窯頭球的抗壓強度。調(diào)整噴煤槍參數(shù)后，跟蹤爐排和回轉(zhuǎn)窯的一些參數(shù)，如果噴煤量和預(yù)熱二級煙罩的溫度基本相同，則窯頭球和窯的溫度事實證明，頭球的阻力基本相同。抗壓強度，窯球和爐頭的抗壓強度大大提高，窯中結(jié)的中心向窯頭移動，窯口開始形成圈，但窯后的圈速明顯減少。

4 設(shè)計制作環(huán)冷機1#風(fēng)箱調(diào)風(fēng)門

在降低回轉(zhuǎn)窯頭窯皮生長速率的制造過程中，根據(jù)操作要求，增加了進入窯接收料斗的空氣量，增加了從料斗進入窯爐的粉塵量，并且循環(huán)的粉塵形成了回轉(zhuǎn)窯頭回路。因此，通過在百葉窗式環(huán)形冷卻器下部漏斗的進氣管上增加節(jié)流閥，并將開度調(diào)節(jié)在0%～100%的范圍內(nèi)，可以減少進入窯爐或窯爐的低溫空氣量。粉末的百分比直接返回到集管中的窯，同時減慢了授粉料斗中窯集管的快速冷卻。安裝空氣擋板后，執(zhí)行開啟測試。測試結(jié)果表明，風(fēng)門開度在20%～30%之間。實施后，窯頭罩溫度升高10℃以上，窯頭球溫度升高15℃以上，窯頭煙罩和窯頭球的溫度趨于穩(wěn)定，回轉(zhuǎn)窯頭窯皮的生長速度明顯減慢[4]。

5 優(yōu)化鏈篦機熱工系統(tǒng)參數(shù)

顆粒焙燒過程通?？梢苑譃槲鍌€階段：干燥，預(yù)熱，焙燒，浸泡和冷卻。這些涉及熱物理性質(zhì)，熱載體性質(zhì)，熱交換強度和粒料的加熱速率控制。它與材料的化學(xué)和礦物成分有關(guān)。近年來，隨著峨口鐵礦石開采深度的增加，礦石的成分發(fā)生了變化，精煉粉的焙燒性能也發(fā)生了變化。因此，我們提出并安排了制造測試，以根據(jù)鐵精礦的焙燒性能的變化來提高系統(tǒng)溫度，并將鏈式爐排預(yù)熱的兩級通風(fēng)櫥的溫度從1025℃更改為1055℃。升高溫度是提高粒料抗壓強度的有效方法。在試驗的基礎(chǔ)上，調(diào)整了溫度控制標準，將預(yù)熱的兩級通風(fēng)柜的溫度范圍從900℃～1030℃調(diào)整到900℃～1065℃，將最高溫度提高了35℃，并提高了顆粒的抗壓強度做到了302N/個。同時，這是成品球抗壓強度的合格率（已認證的顆?？箟簭姸取?000N/個），顆粒產(chǎn)量幾乎沒有變化，從71%增加到82%，增加了11%。

6 在回轉(zhuǎn)窯窯頭罩增設(shè)窯頭球溫度

在線測量裝置，控制鏈環(huán)系統(tǒng)，其他溫度窯爐頂球溫度在線測量裝置是用于家用顆粒系統(tǒng)通過控制窯爐頂球溫度來控制球體強度的裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在制造過程中，如果窯頭球的溫度波動，則窯頭球和成品顆粒的抗壓強度會相應(yīng)地波動。為此，我們測試并跟蹤了回轉(zhuǎn)窯的窯頭溫度，窯頭的抗壓強度以及顆粒的抗壓強度。隨著回轉(zhuǎn)窯頭球溫度的升高，顆粒的抗壓強度也會發(fā)生變化。它顯示出上升趨勢。因此，對后窯責(zé)任的評估中包括回轉(zhuǎn)窯頭球的溫度順應(yīng)性。這意味著該設(shè)備應(yīng)用程序一方面可以使操作員和現(xiàn)場管理人員及時檢測顆粒溫度波動。另一方面，可以及時控制窯頭球的溫度和數(shù)據(jù)，以提高窯頭球的溫度達標率。

7 預(yù)熱混合料提高料溫

通過將混合物預(yù)熱以使燒結(jié)的混合層的溫度高于露點溫度，有效地減少或消除了由于過度的濕度引起的混合層的不利影響，提高了層的滲透性并且可以提高質(zhì)量和產(chǎn)量。首先，向混合物中加入冷水，然后加入溫水。確保熱水溫度超過85℃。不僅在第二次混合中引入了蒸汽，而且還在礦石罐的底部引入了蒸汽。由于初始蒸汽壓力不夠穩(wěn)定，所以在礦石罐中發(fā)生了粘滯現(xiàn)象。確保蒸汽壓力穩(wěn)定在3.0kpa，并且物料溫度清晰。臺車料的溫度從最初的53℃升高到75℃。

8 加強水碳控制

燒結(jié)混合物必須保持適當(dāng)?shù)乃?。適當(dāng)?shù)乃趾渴谴_保造粒和提高材料層滲透性的重要條件。同時，水分還會傳遞熱量和氧氣。當(dāng)前的濕度控制在7%～8%之間，影響濕度控制的主要原因有兩個。首先，燒結(jié)廠使用圓盤給料機和電子皮帶秤來切割材料，由于進給過程中的巨大波動，很難控制水量。嚴格禁止單個倉庫卸貨要求，多個倉庫卸貨要求，實時監(jiān)控配料秤的穩(wěn)定性以及定期校準電子皮帶秤。其次，我們在第二部分中添加了粉煤灰，但是由于粉煤灰粒度小，造粒性差，投入量非常不穩(wěn)定，因此有必要立即將粉煤灰更換為攪拌場。我選擇了加強手推車柱的操作，合理控制煉焦煤的比例，并根據(jù)燃料的固定碳含量適當(dāng)調(diào)整燃料比。具體的調(diào)整主要是根據(jù)飛機的機尾部分[5]。

9 結(jié)語

隨著我國對精料和合理爐料結(jié)構(gòu)認識的提高，煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標不斷優(yōu)化，球團礦得到企業(yè)的青睞和高度重視，對球團礦需求強勁?？傊?，通過對燒結(jié)設(shè)備的改造和燒結(jié)工藝的優(yōu)化，燒結(jié)礦質(zhì)量較之前有了很大的提升，這對于高爐的生產(chǎn)運行提供了有力的保障，也促進了鋼鐵企業(yè)的深化發(fā)展。