青鋼3#燒結(jié)機提高燒結(jié)礦質(zhì)量的生產(chǎn)實踐

楊小建，安秀偉（青鋼集團銀鋼煉鐵有限公司，山東青島266043）

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青鋼3#燒結(jié)機提高燒結(jié)礦質(zhì)量的生產(chǎn)實踐

楊小建，安秀偉
（青鋼集團銀鋼煉鐵有限公司，山東青島266043）

摘要：青鋼針對3#燒結(jié)機系統(tǒng)存在的由于空煤比控制不合理、換熱器易破損、煤氣換熱器易堵塞、煤氣質(zhì)量差、擋風(fēng)墻設(shè)計不合理等導(dǎo)致的點火溫度低，料層厚度低及混合料水分不穩(wěn)定等問題，采取相應(yīng)改進措施，提高點火溫度和料層厚度，減少混合料水分波動，完善布料工藝，使燒結(jié)礦質(zhì)量明顯提高，燒結(jié)返礦率降低9%，燒結(jié)礦強度提高5%，利用系數(shù)提高3%，噸礦成本下降14元。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)礦；點火溫度；料層厚度；返礦率

1　前　言

青鋼3#燒結(jié)機于2000年投產(chǎn)，有效抽風(fēng)面積為105 m2，設(shè)計利用系數(shù)1.3 t/（h·m2），設(shè)計點火溫度為1 100℃。由于青鋼目前面臨全面搬遷，3#燒結(jié)機自2010年后一直未進行大修，設(shè)備老化嚴(yán)重，燒結(jié)機料層表面顏色發(fā)黃，浮塵較多，成礦率較差。實際點火溫度只有1 000℃，且返礦率高達40%，在青鋼當(dāng)前燒結(jié)礦產(chǎn)能緊張的情況下，對高爐爐況的順行和低成本冶煉均造成了一定程度的影響。為此青鋼從多方面著手，提高3#燒結(jié)機燒結(jié)礦的質(zhì)量，確保達到高爐生產(chǎn)的需求。

2　存在問題分析

2.1點火溫度較低

2014年1—7月，青鋼3#燒結(jié)機點火溫度和成礦率數(shù)據(jù)如圖1所示。

圖1　2014年1—7月青鋼3#燒結(jié)機點火溫度和返礦率

由圖1可以看出，2014年1—7月燒結(jié)機點火溫度基本維持1 000℃左右，而返礦率在40%左右，且兩者的變化趨勢一致，也就是說點火溫度對燒結(jié)返礦率有明顯影響。分析認(rèn)為，導(dǎo)致3#燒結(jié)機點火溫度較低的原因主要有以下幾個方面。

1）空煤比控制不合理?？諝獠粔驎r導(dǎo)致煤氣不完全燃燒，空氣富裕時會使廢氣中殘氧增加，都會降低點火溫度，因此合適的空煤比才能更好地提高煤氣的利用系數(shù)，使得點火溫度達到最佳值。合適的空煤比需考慮多方面因素的綜合影響，而青鋼采用的僅靠看火工通過火焰顏色來進行調(diào)整的方式，使得人為干預(yù)占主導(dǎo)地位，往往出現(xiàn)調(diào)不到位或調(diào)節(jié)不及時的情況，影響點火效果。

2）換熱器易破損。利用檢修時間，檢查換熱器，發(fā)現(xiàn)換熱器頂部焊縫開裂，出現(xiàn)了明顯的孔洞，使得煤氣及空氣在預(yù)熱過程中向預(yù)熱爐內(nèi)泄漏，不僅帶來了各種不安全隱患，更使得流量失真，給空煤比的調(diào)節(jié)帶來一定困難。

3）煤氣換熱器易堵塞。2010年青鋼對3#燒結(jié)機點火系統(tǒng)進行了煤氣與空氣雙預(yù)熱改造。生產(chǎn)實踐表明，由于高爐煤氣含塵量較大，長時間使用易造成煤氣換熱器部分換熱管道堵塞，降低煤氣換熱溫度，燒結(jié)機點火溫度相應(yīng)降低。

4）煤氣質(zhì)量差。3#燒結(jié)機用的氣體燃料為高爐煤氣，但高爐煤氣成分波動大，導(dǎo)致空煤比調(diào)整不及時，煤氣燃燒過程不穩(wěn)定。

5）擋風(fēng)墻設(shè)計不合理。目前擋風(fēng)墻采用單層錯位的方式進行砌筑，生產(chǎn)中常出現(xiàn)預(yù)熱爐火焰從人孔外噴的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響換熱效果。

2.2料層厚度低

青鋼3#燒結(jié)機設(shè)計料層厚度為700 mm，然而實際生產(chǎn)中料層厚度基本維持在580～620 mm。研究表明，隨著燒結(jié)料層厚度的提高，點火時間和高溫保持時間延長，表層供熱充足，冷卻強度降低，燒結(jié)表層強度差的燒結(jié)礦比例也相應(yīng)下降，成品燒結(jié)礦產(chǎn)量隨之提高［1］。2014年8月3#燒結(jié)機料層厚度基本維持在560～610 mm，達不到＞680 mm的料層厚度要求。

2.3混合料水分不穩(wěn)定

3#燒結(jié)機燒結(jié)過程中由于停配料頻繁，開停車時水分調(diào)劑不及時，混合料部分偏干或偏濕頻繁出現(xiàn)。一般水分過大時，圓輥布料機下料不暢，料層會自動減薄，布料機后面出現(xiàn)鱗片狀，點火器火焰向外噴，點火料面有黑點，機尾燒結(jié)礦層斷面紅火層變暗，強度變差。若水分過小時，點火器火焰外噴，表面結(jié)不成塊，料面有浮灰，機尾出現(xiàn)“花臉”、燒不透的現(xiàn)象，燒結(jié)礦孔小且發(fā)松疏散［2］。

2.4布料工藝有待完善

3#燒結(jié)機布料過程中出現(xiàn)了圓輥局部料流過大、活頁門易被燒結(jié)料頂起、配重壓不住料的現(xiàn)象，導(dǎo)致調(diào)整活頁門時對下料量的控制效果不明顯，影響了燒結(jié)機的布料，造成料面不平，不能很好地偏析布料；同時壓料網(wǎng)兩側(cè)不均勻，很難實現(xiàn)料面沿臺車方向上均勻布料，表層燒結(jié)礦差異較大。

3　改進措施

3.1提高點火溫度

1）自動調(diào)節(jié)空煤比。空煤比控制由手動調(diào)節(jié)改為自動調(diào)節(jié)，首先制定出點火溫度的最優(yōu)控制方案，編制程序控制模塊，使空氣根據(jù)煤氣的流量及成分自動調(diào)節(jié)，使煤氣能夠充分燃燒，避免人為干預(yù)造成的調(diào)節(jié)不及時和不合理的現(xiàn)象。

2）對換熱器頂部易破損處采取保護措施。將換熱器開焊處焊補好后，在其上焊接不規(guī)則細鐵絲（固定噴涂料）；采用專用噴涂設(shè)備在其表面噴涂一層不低于20 mm的高溫耐火料，自然晾干并在200℃下烘烤10 h后使用。自2014年4月?lián)Q熱器修復(fù)改進后，至今已使用1 a有余，換熱器仍完好無損。

3）定期對煤氣換熱器進行清掃。在燒結(jié)機煤氣換熱器頂部加裝頂蓋法蘭，利用每月計劃檢修時間打開頂蓋法蘭，用壓縮風(fēng)對煤氣換熱器內(nèi)部換熱管進行徹底清掃，恢復(fù)到原有水平，增加換熱面積，提高高爐煤氣預(yù)熱溫度。生產(chǎn)實踐表明，通過定期對換熱器進行清掃，可以有效降低換熱器堵塞現(xiàn)象，使得換熱效率長時間保持較高水平。

4）減少高爐煤氣含水量。針對高爐凈煤氣質(zhì)量問題，公司專門成立了提高高爐凈煤氣質(zhì)量的現(xiàn)場管理小組，加強設(shè)備管理，降低煤氣中的含水量及波動，提高凈煤氣的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

5）重新設(shè)計透風(fēng)率更高的擋風(fēng)墻。經(jīng)過改進設(shè)計，并于2014年11月燒結(jié)機計劃檢修時將原有擋風(fēng)墻重新砌筑成了雙層錯位的形式。改造后熱風(fēng)透風(fēng)率由33.3%提高到了40%，同時從預(yù)熱爐人孔沒有發(fā)現(xiàn)火焰外噴現(xiàn)象，最大程度提高了熱風(fēng)的利用效果。

3.2提高料層厚度

3.2.1減少系統(tǒng)漏風(fēng)率，提高有效抽風(fēng)量

由于燒結(jié)料層越厚，阻力越大，風(fēng)箱負壓越高，漏風(fēng)率也相應(yīng)增加，因此治理燒結(jié)機的系統(tǒng)漏風(fēng)率成為實現(xiàn)厚料層燒結(jié)的必要條件。青鋼燒結(jié)利用檢修機會，對燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率進行了徹底處理，主要采取了以下措施：

1）改變燒結(jié)機頭尾自動調(diào)節(jié)密封裝置。采用杠桿原理及配重自動調(diào)節(jié)加彈性補償，設(shè)計制作燒結(jié)機機頭機尾兩端自動調(diào)節(jié)密封裝置。當(dāng)密封板和臺車下底面有異物時，密封板轉(zhuǎn)動，加之彈性補償，不會有卡死現(xiàn)象，且密封裝置設(shè)有密封箱和自動密封漏斗，形成自動調(diào)節(jié)密封裝置，密封效果好，密封面積大，動作靈活可靠，使用壽命長。

2）保證燒結(jié)機游板和滑道良好接觸。利用檢修機會對磨損嚴(yán)重的燒結(jié)機滑道，臺車游板進行大規(guī)模更換；臺車與滑道之間加強潤滑，維護好供油設(shè)備，確保油泵供油暢通，確保供油點無堵塞現(xiàn)象；檢查臺車是否有起拱情況，可加大供油頻率進行緩解。

選煤是國內(nèi)目前最有效的節(jié)能減排措施，選煤廠節(jié)能減排內(nèi)容見圖1。從圖中可以看出，選煤廠節(jié)能減排內(nèi)容廣泛，發(fā)展空間較大，抓住重點，才能行之有效的開展節(jié)能減排工作。

3）改造部分破損風(fēng)箱。針對部分風(fēng)箱破損的問題，采用耐磨、耐腐蝕、耐高溫材料板，對燒結(jié)機風(fēng)箱進行改型自制和逐步更換，提高風(fēng)箱使用壽命，降低漏風(fēng)率。

3.2.2強化混合制粒，提高料層透氣性

適當(dāng)提高燒結(jié)礦中的SiO2含量，增加生石灰用量，強化制粒效果，提高料球的強度；適當(dāng)加長二次混合機的長度，延長混合造球時間；嚴(yán)格控制燃料粒度及配比，適當(dāng)降低燒結(jié)過程中的高溫水平和熔融層厚度；提高燒結(jié)礦堿度，以發(fā)展強度高、還原性好的鐵酸鈣粘結(jié)相。

3.2.3加強操作管理，提升操作技能

對員工進行燒結(jié)新工藝培訓(xùn)，提高員工的理論知識和操作技能，堅持厚料層燒結(jié)。要求3#燒結(jié)機料層不低于680 mm，并形成制度，納入考核。通過一段時間的磨合，4班操作達成共識，促進了生產(chǎn)的穩(wěn)定進行。

3.3減少混合料水分波動

青鋼3#燒結(jié)機強化標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，從設(shè)備改進、工藝操作、管理創(chuàng)新等方面著手，減少混合料水分的波動，為混合料表面點火創(chuàng)造良好條件。

1）以設(shè)備改造進步提高混合料水分穩(wěn)定率。在一混、二混加水管路上安裝電磁閥，可以快速切斷或打開供水管路。電磁閥的開關(guān)動作和滾筒的運行聯(lián)鎖，隨著滾筒的啟動和停止自動運行，生產(chǎn)過程中，由手動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，實現(xiàn)一混加水管、污泥管與上料皮帶聯(lián)鎖。開、停配料時，混合料水分的波動降至最低。

2）以操作進步提高混合料水分穩(wěn)定率。配料操作嚴(yán)格監(jiān)控6個圓盤下料量，要求每個單料種配料誤差≤±0.5%。在加減料批和配料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，計算儀表實際下料量與配比誤差值，勤分析原料、給料量、配比和燒結(jié)礦的成分，不斷提高崗位人員的分析和操作水平，減少料批和物料的變化及波動對混合料水分波動的影響。

3.4進一步完善布料工藝

通過分析生產(chǎn)現(xiàn)狀，對布料系統(tǒng)的改造主要包括以下方面：1）將礦槽出料端一側(cè)加長90 mm，減少燒結(jié)料自動滑出礦槽的現(xiàn)象；2）活頁門下側(cè)與圓輥間的空隙由90 mm縮短至80 mm，加強活頁門對料流大小的控制；3）活頁門配重桿由200 mm加長至300 mm，加大力矩，強化活頁門作用；4）針對壓料網(wǎng)兩側(cè)壓料不均勻現(xiàn)象，將壓料網(wǎng)與料面之間的角度適當(dāng)調(diào)整，并增加配重，配合松料器即可保證料面平整壓實又不影響透氣性。

經(jīng)過對小礦槽及活頁門的改造，燒結(jié)料的下料情況得到了明顯改善，下料穩(wěn)定，活頁門被燒結(jié)料頂起的現(xiàn)象大大減少，通過卷揚機調(diào)整活頁門開合度進行布料操作，通過調(diào)整圓輥轉(zhuǎn)速來控制料層厚度。經(jīng)現(xiàn)場觀察，布料效果較好，料層平整無拉溝現(xiàn)象，料面沿臺車方向點火均勻。

4　結(jié)語

青鋼針對3#燒結(jié)機系統(tǒng)存在的問題采取系列改進措施后，燒結(jié)礦質(zhì)量明顯提高，內(nèi)部返礦率降低9%，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度提高5%，利用系數(shù)提高3%，噸礦成本下降14元，為高爐的順行和實現(xiàn)經(jīng)濟煉鐵奠定了扎實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

［1］高登學(xué).淺談燒結(jié)礦的強度與成品率［J］.包鋼科技，2000，23 （3）：45-47.

［2］張惠寧.燒結(jié)設(shè)計手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

Production Practice of Improving the Quality Sinter from No.3 Sintering Machine
in Qingdao Steel

YANG Xiaojian, AN Xiuwei
（Yingang Ironmaking Co., Ltd., Qingdao Iron and Steel Group, Qingdao 266043, China）

Abstrraacctt:: In No.3 sintering machine system of Qingdao steel, due to existing the unreasonable control air and coal gas ratio, heat exchanger is easily damaged, gas heat exchanger easily blocked, poor quality of gas, wind wall design is not reasonable, that caused low ignition temperature and lower bed thickness, and the problem of unstable mixture moisture. The corresponding measures are taken to improve the ignition temperature and bed thickness, reduce mixture moisture fluctuations, improve the fabric process, after improved, it obviously improved the output and quality of sinter, the sintering return fine rate is reduced by 9%, the sinter strength is increased by 5%, the utilization coefficient is increased by 3%, the cost of per ton of ore is reduced by 14 Yuan.

Key worrddss:: sinter; ignition temperature; bed thickness; return fine rate

學(xué)會動態(tài)

作者簡介：楊小建，男，1980年生，2007年畢業(yè)于哈爾濱師范大學(xué)地理科學(xué)專業(yè)?，F(xiàn)為青島鋼鐵集團銀鋼煉鐵技術(shù)科燒結(jié)工藝主管，工程師，從事燒結(jié)配礦及燒結(jié)工藝技術(shù)工作。

收稿日期：2015-06-11

中圖分類號：TF046.4

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-4620（2015）06-0026-03