通鋼燒結廠小徑燒結工藝改造實踐

1燒結機推行浚鋼新工藝小球團燃燒是近年來提出的一種新技術。它具有高產、高質量、低燃料消耗等優點。因此，該技術已引起人們的注意。2002年,通鋼公司有5座高爐,總容積1750m3,年產生鐵約210萬t;配套有3臺64m2燒結機,其利用系數僅為1.58t/(m2·h)左右,不能滿足高爐全部用料,必須外購一部分土燒結礦。由于外購料價格高,且質量差,成分不穩定,直接影響了公司的經濟效益。為了滿足生產需要,提高燒結礦產質量、降低消耗,自2002年起,通鋼公司與北京鋼鐵研究總院合作,有步驟地在燒結機上推行小球燒結新工藝。經過五年多的實踐探索,取得了可喜的成績:質量提高、消耗下降、產量大幅度上升,燒結機利用系數達2.0t/(m2·h)以上,最高利用系數月平均值超過2.1t/(m2·h)。其成功應用表明,對于老燒結廠,在設備及原料條件基本不變的情況下,只需花費很少投資作適當的改造,就能實現小球燒結,從而獲得良好的技術指標和可觀的經濟效益。2設備改造及操作從2003年起,通鋼根據小球燒結新工藝的要求,采取一系列措施,有步驟地對現有設備進行了改造,同時對生產管理和操作也進行了改進和完善。2.1生石灰料倉下條件通鋼燒結廠原有一臺生石灰配消器,其處理能力僅為20t/h,無法滿足小球燒結改造后增產的需求,后改為兩臺生石灰配消器,使之達到配加生石灰8%以上的能力。原生石灰料倉下部錐度小,經常棚料;給料設備為格式給料器,下料不暢,時大時小;加熱水箱體積小,不能滿足生產需求。針對這些問題,分別進行了改造:一是調整料倉的錐度;二是將格式給料器更換成螺旋給料機;三是將1m3熱水箱更換成18m3熱水箱。改造之后,不但生石灰消化效果好,而且配料精度得到提高。生石灰配加量達到8%以上。2.2改加大壓水方式原一次混合機筒體為?3.2m×13m,安裝傾角為2.5°,混合料在筒內加水量不足,填充率低,混合時間短,制粒效果差。為了提高混勻效果,將一混圓筒加長1m,角度增大0.5°,加水方式由直管改為霧化噴頭且增大了加水量。改造后,物料在筒內的混合時間接近2.5min,一混加水充足,混勻效果得到改善。2.3次混合機作為纖維原料、工粒料使用的原料在一混和二混之間增設圓筒制粒機,使原來的一次混合機主要用于混料,新增的制粒機用于調水和制粒,原二次混合機則起到外滾燃料和密實小球的作用。新增圓筒制粒機的規格為?3m×9m,其圓筒內按比例分為三段,前部為混勻,后部為造球。2.4加水量對噴射效果的影響新增的三臺制粒機內部原設計為兩根1管加水,各帶5個霧化噴頭,在筒體外部由一個給水閥控制二根管上的10個噴頭。運行之后發現,當加水量較大時,效果不錯;但加水量較小時,噴頭噴出的不是霧化水,而是滴狀水,制粒效果不好。為此,在原設計的基礎上將加水管由1管供5個噴頭改為半管,每根管供一個噴頭,且每根管設一個調節閥,這樣控制起來就容易得多,制粒效果明顯改善。2.5直筒與生物護坡技術小球燒結改造初期,混合料系統經常出現堵料、斷料以及水分波動大等問題,影響了生產的穩定順行,究其原因,主要有以下三個方面:(1)制粒機前高位礦槽全部鑲嵌了稀土含油耐磨尼龍襯板,而直套筒部分依然為料磨料形式,隨著生石灰配比增加及消化效果的改善,直套筒粘料驟然加劇,經常造成堵料、斷料現象,影響燒結料的水分穩定;加之原一混加水系統給水量不足,物料無法完全潤濕,不得已又在二混補加水,由此加劇了水分波動,制粒小球強度也受到影響,更重要的是影響了燒結過程和燒結礦產質量的穩定。(2)原燒結機上部供料緩沖礦槽襯板為鑄石、鋼板等材質,吸水后倉壁粘料十分嚴重,經常出現料倉掛料、懸料、堵料等事故,影響生產順行。(3)原三臺二次混合機進料溜槽均為鋼質結構,粘、堵料現象亦十分嚴重,每隔半小時必須放空清理一次,不僅妨礙生產穩定,而且增加了崗位工人的勞動強度。針對上述問題,相繼將三臺機混合料礦槽中的料磨料式直套筒改為套筒加尼龍襯板形式;三個緩沖礦槽和二混進料溜槽同時鑲嵌稀土含油耐磨尼龍襯板,從而杜絕了粘料、懸料、堵料。改造后,不僅消除了故障點,理順了工藝,而且工人的勞動強度大大降低。2.6外配燃料調濕增加制粒機后,制粒效果大大提高,料層透氣性得到改善,燒結礦產量上了一個新臺階。但由于燒結料中配入的煤粉絕大部分被包裹在小球內,燒結過程中與氧氣接觸的機會少,燃燒速度慢,而且相對配煤量較高,燒結速度慢,氧化亞鐵高,限制了燒結礦產、質量的進一步提高和能耗的降低。為了改變這種局面,我們增加了一套外加煤系統,將50%的燃料在配料室配加(即內配),經一混機后,這部分燃料與其它燒結料均勻混合在一起,并大部分被小球所包裹;另外50%的燃料改在制粒機后加入(即外配)。后加進去的燃料經二混后,大部分處于小球表面或球粒之間,燒結時與氧氣接觸充分,有利于燃燒反應的進行和垂直燒結速度的提高。目前,固體燃料配量已由改造前的68kg降至55kg以下,固體燃料消耗大幅度降低。2.7增設蒸汽預熱裝置以往,通鋼燒結混合料料溫主要依靠熱返礦和生石灰消化放熱來提高,一混料溫一般為70～85℃,轉運過程中混合料溫度損失約為20～25℃,冬季降溫更多。為此,我們通過增設排汽點,增加排汽筒高度,給進冷風排汽筒安裝插板隔絕冷空氣進入,對敞開式皮帶密封,加強運輸通廊采暖、保溫等一系列措施,使混合料溫度損失由原來的20～25℃降至10℃左右,二混料溫達到了55℃。但這個溫度仍不能解決煙道結露問題,為了提高料溫,又在小礦槽內增設了蒸汽預熱裝置。具體辦法是:在小礦槽中部側壁上每隔200mm加一個不銹鋼耐磨蒸汽噴頭,通入高溫蒸汽預熱混合料。所用蒸汽來自帶冷機余熱回收系統,無需增加額外消耗。采取此方法后,混合料溫度達到80℃以上,不僅垂直燒結速度提高,而且抽風機葉輪使用壽命延長。2.8燒結后反射板升級通鋼燒結機原為圓輥加反射板布料,布料效果很差,盡管也曾使用過松料器,但效果亦不佳。小球燒結改造時將反射板改為多輥布料器,使料層透氣性明顯改善。由于上述一系列改善制粒和提高料層透氣性措施的實施,為提高料層厚度奠定了基礎,所以,我們將臺車攔板高度由450mm提高到550mm(若要再提高則需大修處理),燒結料層厚度由450mm提高到480mm。3固體燃耗和燒結礦通過以上幾方面的改造,從2003年起,通鋼燒結各項經濟技術指標有了明顯進步,燒結機利用系數由2003年的1.641t/(m2·h)提高到2.0t/(m2·h)左右;固體燃耗由45.94kgce/t降至43.60kgce/t;燒結礦強度有所提高;還原度為68%,低溫還原粉化率(RDI+3.15)為77%,各項主要指標均達到國內外較先進水平,如表1所示。4東南角燒結實驗1)通鋼五年來的生產實踐使我們深刻認識到,小球燒結技術是一項多工序,多環節的工藝綜合體,也是一項相互牽連互為因果的系統工程,不能依賴某一臺制粒機解決問題,而是包括生石灰消化、燃料分加、小礦槽蒸汽預熱、多輥布料等技術的綜合。通鋼燒結利用系數由1.641t/(m2·h)提高到1.983t/(m2·h)就是證明。2)燒結生產要想穩產高產,首先必須造出合格小球,而造好小球的關鍵是控制好造球的適宜水分。但要控制好水分又牽涉到上料的穩定及一次混合機、二次混合機的水量控制,而在實際生產中,每一次小事故的出現,都會給生產帶來不穩定因素。想要高產,首先必須做到穩產,只有穩產,才能高產。為此,每道工序都必須按照工藝要求嚴格控制和執行,才能做到穩定生產。穩定是燒結生產的關鍵,更是小球燒結生產的關鍵。3)通鋼燒結混合料中精礦比例較低而顆粒料比例高,曾有觀點認為顆粒料多的單位不宜采用小球燒結,而通鋼的實踐證明,小球燒結不僅適用于細精