新（余）鋼球團(tuán)廠非主流煤生產(chǎn)實(shí)踐

萬(wàn)文余，馬西武，楊 凌

（新余鋼鐵股份有限公司球團(tuán)廠，江西 新余 338013）

新鋼球團(tuán)廠采用鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)法，主要原料為磁鐵礦，周邊礦硅含量高，球團(tuán)礦硅含量在8%以上，窯內(nèi)結(jié)圈較多。

近年來(lái)，鋼鐵企業(yè)原煤采購(gòu)難度不斷增加，球團(tuán)生產(chǎn)逐步增加了非主流煤用量，非主流煤價(jià)格便宜，但性能不好，使用過(guò)程中問(wèn)題較多，在制煤和噴吹方面需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后，才能滿足生產(chǎn)需要[1]。

1 非主流煤生產(chǎn)實(shí)踐

1.1 非主流煤特點(diǎn)

非主流煤指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 非主流煤指標(biāo)

從表1中夠可以看出，非主流煤月累計(jì)指標(biāo)尚可，水分偏高、揮發(fā)份略低、硫含量高，都處于可接受狀態(tài)。

使用前期，非主流煤生產(chǎn)主要有以下問(wèn)題：①制粉速度較慢，小時(shí)制粉量由10噸下降至5~6噸。②煤粉質(zhì)量差，水分含量2%~3%，容易結(jié)塊；粒度粗，-200目粒級(jí)比例65%左右，1mm~2mm左右大顆粒多。③煤粉管道和煤槍容易磨穿。④噴煤不穩(wěn)定，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈多、窯內(nèi)煤粉爆燃現(xiàn)象多。⑤升溫時(shí)容易熄火，升溫時(shí)間長(zhǎng)。⑥略微增加了煙氣脫硫的處理量。⑦煤耗高達(dá)37kg/t以上，成本較高。

1.2 煤制粉規(guī)程調(diào)整

煤制粉設(shè)備為HRM1100M立式磨，額定產(chǎn)量為10t/h，干燥介質(zhì)為沸騰爐燒原煤產(chǎn)生的熱煙氣。使用非主流煤后，制粉速度下降，主要是煤渣特別多，沸騰爐溫度不穩(wěn)定，過(guò)程連續(xù)性差，煤粉粒度粗，水分高。經(jīng)觀察，煤渣中硬塊較多，大多為原煤中40mm左右硬塊進(jìn)磨后產(chǎn)物，表現(xiàn)為無(wú)煙煤特征，密度大，硬度大，黑色堅(jiān)硬有金屬光澤。

經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，調(diào)整后，煤制粉規(guī)程增加了以下要求：①供應(yīng)廠家對(duì)原煤硬塊進(jìn)行破碎，使其長(zhǎng)度控制在20mm以內(nèi)。②磨輥間隙控制在5mm左右，分離器頻率45HZ左右，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)分離器和磨輥磨損情況的監(jiān)測(cè)。③煤制粉時(shí)，盡量使立磨電流達(dá)到200A以上，中速磨出口溫度達(dá)到70℃~80℃。④沸騰爐使用普通煤，穩(wěn)定溫度。調(diào)整后，煤制粉速度能達(dá)到8小時(shí)/噸以上，煤粉質(zhì)量也有所改善，水分含量降至1.5%左右，-200目粒級(jí)比例70%左右，大顆粒略有減少。

1.3 噴煤設(shè)施升級(jí)與維護(hù)

煤粉噴吹設(shè)施主要包括給煤球閥、星型給煤機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、輸煤管道和窯頭煤槍。非主流煤制成粉后，有水分高易結(jié)塊和粒度粗大顆粒多的缺點(diǎn)，煤粉噴吹過(guò)程中存在噴煤不穩(wěn)定，煤粉易爆燃，管道和煤槍磨穿等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)噴煤設(shè)施進(jìn)行了以下升級(jí)改造：①升級(jí)給煤系統(tǒng)，將原給煤球閥加星型給煤機(jī)升級(jí)為稱重給煤機(jī)，升級(jí)后給煤系統(tǒng)計(jì)量方式由體積改為重量，煤粉結(jié)塊不再導(dǎo)致噴煤不穩(wěn)，操作也更加簡(jiǎn)便，鏈篦機(jī)煙罩溫度波動(dòng)由原來(lái)的±100℃下降至±10℃。②加強(qiáng)對(duì)輸煤管道的巡檢，如發(fā)現(xiàn)磨穿及時(shí)包扎。③對(duì)煤槍易磨穿部位增加耐磨涂層和耐磨陶瓷，見(jiàn)圖1，煤槍易磨損區(qū)域磨穿周期從不到一個(gè)月增至三個(gè)月以上，可通過(guò)來(lái)回更換修復(fù)的煤槍消除磨穿的影響。

圖1 煤槍磨損和耐磨材料

1.4 煤粉燃燒的控制

在煤粉燃燒方面，非主流煤存在的問(wèn)題包括升溫時(shí)容易熄火；窯頭溫度較低；窯內(nèi)結(jié)圈頻繁，掉落的結(jié)塊體積過(guò)大，容易卡在固定篩上，需要打水處理，影響窯頭區(qū)域耐材使用壽命；煤耗高，低價(jià)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不顯著等。生產(chǎn)過(guò)程中主要采取了以下措施。

（1）升溫容易熄火的問(wèn)題。升溫時(shí)先使用柴油助燃，普通煤揮發(fā)份更高，制得的煤粉粒度更細(xì)，升溫前只需將煤槍助燃風(fēng)放散開(kāi)到固定位置，調(diào)好助燃風(fēng)內(nèi)外風(fēng)閥門開(kāi)度，控制好柴油壓力，點(diǎn)火后窯頭溫度升至150℃以上逐步增加煤粉噴吹量，窯頭溫度300℃以上煤粉噴吹量增加至正常生產(chǎn)的75%左右，窯頭溫度升至450℃以上即可正常噴煤粉。使用非主流煤后窯頭溫度達(dá)到150℃開(kāi)始噴煤粉之后經(jīng)常熄火，直到窯頭溫度600℃以上才能正常，升溫時(shí)間由5小時(shí)左右延長(zhǎng)至12小時(shí)以上，造成這個(gè)問(wèn)題的主要原因是原煤中含有部分無(wú)煙煤，無(wú)煙煤由于揮發(fā)分低，燃燒速度慢，燃盡時(shí)間長(zhǎng)，著火溫度會(huì)比普通煙煤更高，當(dāng)噴吹的煤粉中無(wú)煙煤多時(shí)，就容易熄火。經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，新的升降溫方案如下：在升溫前調(diào)整助燃風(fēng)內(nèi)外風(fēng)閥門開(kāi)度，并打開(kāi)噴煤羅茨風(fēng)機(jī)放散和助燃風(fēng)機(jī)放散，羅茨風(fēng)機(jī)輸送壓力控制在10KPa左右，助燃風(fēng)機(jī)流量控制在500m3/h，噴柴油后在煤槍口使用火把引燃，點(diǎn)火半小時(shí)后逐步增加噴煤量，待煤粉噴吹量增加至正常情況的60%以上時(shí)，逐步關(guān)閉羅茨風(fēng)機(jī)放散和助燃風(fēng)機(jī)放散，直到窯頭溫度500℃時(shí)全部關(guān)閉噴煤羅茨風(fēng)機(jī)放撒，窯頭助燃風(fēng)機(jī)流量控制在800m3/h，正常噴煤至開(kāi)盤布料，從升溫起至窯頭溫度500℃期間盡量保證輔助火把能及時(shí)補(bǔ)充火源。

（2）窯頭溫度低、窯內(nèi)結(jié)圈多、掉落的大塊體積過(guò)大和煤耗高的問(wèn)題。使用非主流煤后，窯內(nèi)結(jié)圈主要集中在窯頭往窯中方向8m~15m區(qū)域，使用普通煤時(shí)窯內(nèi)結(jié)圈隨助燃風(fēng)機(jī)內(nèi)外風(fēng)使用情況而變化，在窯內(nèi)各部位均會(huì)出現(xiàn)，結(jié)圈指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 結(jié)圈指標(biāo)

從表2數(shù)據(jù)可以看出，同原結(jié)圈相比，新的結(jié)圈和結(jié)塊FeO含量非常低，結(jié)圈主要原因不再是高溫情況下FeO?SiO2熔融，之后對(duì)非主流煤相關(guān)物進(jìn)行了檢測(cè)，指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 非主流煤相關(guān)指標(biāo)

從表3中可以看出，非主流煤渣和結(jié)焦的灰熔點(diǎn)非常低，低于球團(tuán)焙燒溫度，大顆粒煤粉掉落后與球團(tuán)熔融應(yīng)該是造成窯內(nèi)結(jié)圈過(guò)于集中的主要原因。生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)調(diào)整窯頭煤槍助燃風(fēng)發(fā)現(xiàn)，外風(fēng)為主時(shí)結(jié)圈位置偏向窯中，內(nèi)風(fēng)為主時(shí)結(jié)圈位置偏向窯頭。正常生產(chǎn)時(shí)風(fēng)系統(tǒng)控制方案增加了以下內(nèi)容：快速來(lái)回調(diào)整煤槍助燃風(fēng)機(jī)內(nèi)外風(fēng)，一般控制在2小時(shí)調(diào)一次，使結(jié)圈分層，減少結(jié)圈掉落后結(jié)塊的體積；適當(dāng)增加預(yù)熱二段風(fēng)速，增加風(fēng)系統(tǒng)穿透能力，減少煤粉燃燒后的煤渣在窯內(nèi)和預(yù)熱二段等溫度可能超過(guò)1200℃的區(qū)域聚集的幾率；適當(dāng)增加環(huán)冷機(jī)一段鼓風(fēng)量，降低二段鼓風(fēng)量，提高窯頭溫度。新方案實(shí)施后，窯頭溫度有所上升，掉落的結(jié)塊數(shù)量和體積都有所減少，不需要打水處理，煤粉消耗也下降至31kg/t球左右。

1.5 未解決的問(wèn)題

非主流煤生產(chǎn)仍待解決的有：煤粉中大顆粒仍較多，輸煤管道和煤槍容易磨穿，需要定期維護(hù)；煤槍助燃風(fēng)反復(fù)調(diào)換，不能進(jìn)一步提高燃燒效率降低煤粉消耗；結(jié)圈相對(duì)集中，該部位耐材使用壽命相對(duì)更短，我廠煤槍輸煤管道采用鋼管硬連接，如改為軟連接，定期調(diào)整位置，或許能移動(dòng)結(jié)圈位置，并減少調(diào)風(fēng)次數(shù)，提高燃燒效率，達(dá)到降低煤粉消耗和延長(zhǎng)耐材使用壽命等目標(biāo)。

2 結(jié)語(yǔ)

非主流煤中混合了較硬的無(wú)煙煤，調(diào)整前存在制粉速度較慢，煤粉質(zhì)量差，煤粉管道和煤槍容易磨穿，噴煤不穩(wěn)定，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈多，升溫慢，煤耗高等一系列問(wèn)題。

使用非主流煤在煤制粉方面采取控制無(wú)煙煤體積，合理磨輥間隙和分離器頻率，提高中速磨出口溫度等措施能加快煤制粉速度，改善煤粉質(zhì)量[2，3]。

使用非主流煤在噴煤設(shè)施方面通過(guò)升級(jí)給煤機(jī)，加強(qiáng)輸煤管道和煤槍的維護(hù)，噴煤穩(wěn)定性大幅度上升，對(duì)生產(chǎn)影響較小。

使用非主流煤在煤粉燃燒方面通過(guò)調(diào)整助燃風(fēng)和噴吹風(fēng)，并在窯頭長(zhǎng)時(shí)間使用火把助燃，升溫速度能滿足生產(chǎn)需要；通過(guò)調(diào)整助燃風(fēng)內(nèi)外風(fēng)閥門開(kāi)度和工藝風(fēng)機(jī)風(fēng)量，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈大幅度下降，少于使用普通煤生產(chǎn)時(shí)的結(jié)圈量和結(jié)圈規(guī)模（FeO?SiO2熔融結(jié)圈非常多）。

使用非主流煤仍然存在燃燒效率低煤耗高，結(jié)圈位置集中影響耐材壽命等問(wèn)題。