高精粉率原料條件下的燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐與研究

劉　雯

(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司)

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高精粉率原料條件下的燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐與研究

劉雯

(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司)

針對(duì)提高燒結(jié)混合料精粉率后會(huì)造成燒結(jié)料層透氣性惡化和負(fù)壓升高，從而影響燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的問(wèn)題，唐鋼對(duì)高精粉率原料條件下的燒結(jié)生產(chǎn)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，當(dāng)燒結(jié)混合料精粉率提高到37%后，通過(guò)提高混合料水分、降低料層厚度、提高燒結(jié)機(jī)機(jī)速等操作措施，保證了燒結(jié)礦強(qiáng)度不變，滿足了高爐生產(chǎn)需求。

高精粉率燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐

0　前言

綜合考慮燒結(jié)原料供應(yīng)和成本控制，唐鋼煉鐵廠燒結(jié)工序自2015年9月大幅提高燒結(jié)用混勻礦的精粉率(在燒結(jié)生產(chǎn)中，精礦粉指礦粉粒度小于0.3 mm的百分比達(dá)到40%以上的礦粉，精粉率指精礦粉用量占總礦粉用量的百分比),混勻礦的精粉率提高至37%左右，會(huì)帶來(lái)料層透氣性惡化、負(fù)壓升高等問(wèn)題，直接影響燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量[1]。因此，為確保燒結(jié)精粉率提高后，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量水平不降低，對(duì)高精粉率原料條件下的燒結(jié)生產(chǎn)進(jìn)行了研究，并運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，保證了燒結(jié)礦強(qiáng)度不變，從而滿足了高爐生產(chǎn)的需求。

1　原料條件

唐鋼煉鐵部北區(qū)共有4臺(tái)燒結(jié)機(jī)，其中3臺(tái)180 m2燒結(jié)機(jī)和1臺(tái)265 m2燒結(jié)機(jī)，生產(chǎn)所需混勻礦由原料場(chǎng)供應(yīng)。原料場(chǎng)分為一次料場(chǎng)和二次料場(chǎng)(混勻料場(chǎng))，大約6～8種鐵礦粉和其他原料混勻后堆放在二次料場(chǎng)并取送供應(yīng)燒結(jié)生產(chǎn)。其中，本地礦粉OC-SY和OC-SYL為精礦粉，粒度較細(xì)，-200目達(dá)到70%～80%，兩種礦粉屬于同一礦脈，各種理化性質(zhì)相近，本地礦粉OC-SY和OC-SYL的總配比由15%提高為24%。低價(jià)礦粉OC-NFG的-200目粒度為50%～60%，也屬于精礦粉，其配比維持在8%左右。由于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需要，將粗粒度的澳洲礦粉和巴西礦粉的配加量減少，以及將本地礦粉OC-SY和OC-SYL的配加量增加，直接導(dǎo)致了混勻礦精粉率的提高。燒結(jié)用鐵礦粉種類分布圖如圖1所示。

圖1　燒結(jié)用鐵礦粉種類分布圖

2　實(shí)踐與分析

2.1混勻礦精粉率提高對(duì)比

前期混勻礦精粉率控制在30%以下，平均精粉率23.93%，燒結(jié)操作方針以“低水低碳、厚鋪慢轉(zhuǎn)、燒好燒透、確保燒成”為指導(dǎo)，燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)較為穩(wěn)定?？紤]到原料供應(yīng)和成本控制問(wèn)題，混勻礦精粉率提高到37%以上，與2015年同期相比升高了十幾個(gè)百分點(diǎn)。

將2016年一季度的混勻礦精粉率與氣候和生產(chǎn)條件較為相近的2015年同期進(jìn)行對(duì)比分析，混勻礦精粉率統(tǒng)計(jì)對(duì)比見(jiàn)表1，混勻礦精粉率分布如圖2所示。

表1　2015年與2016年一季度混勻礦精粉率統(tǒng)計(jì)

圖22015年與2016年一季度混勻礦精粉率

2.2精粉率提高對(duì)燒結(jié)的影響分析

OC-SY和OC-SYL礦粉屬于同一礦脈，理化性質(zhì)相近，均屬本地磁鐵礦粉，粒度較細(xì)，-200目粒度高達(dá)70%～80%，最大吸水率較高，液相流動(dòng)性較好，最低同化溫度較低。粗粒度礦和本地精粉礦燒結(jié)性能對(duì)照見(jiàn)表2。

表2　粗粒度礦和本地精粉礦燒結(jié)性能對(duì)照

本地精礦粉的配比增加后，不利于混合料造球，有利于燃耗的降低，但需改善造球效果。上述三個(gè)精粉配比提高后，均會(huì)造成原始料層透氣性變差，燒結(jié)過(guò)程氧化氣氛變?nèi)?，F(xiàn)e3O4向Fe2O3轉(zhuǎn)化形成鐵酸鈣受到限制，燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量都將受到影響。

2.3精粉率提高后燒結(jié)參數(shù)調(diào)整方法

為確保精粉率提高后，燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量的穩(wěn)定，在不增加生產(chǎn)成本的條件下(如：不增加生石灰配比、不使用蒸汽預(yù)熱混合料等)，對(duì)操作制度進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)高精粉率生產(chǎn)條件，按照高水造球、控制層厚、穩(wěn)定垂速、確保燒成的操作方針，主要從混合料水分、燒結(jié)機(jī)料層厚度、燒結(jié)機(jī)機(jī)速、風(fēng)門開(kāi)度等參數(shù)控制、以及燃料粒度基準(zhǔn)等幾方面進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對(duì)加水設(shè)備進(jìn)行完善。高精粉率燒結(jié)生產(chǎn)主要參數(shù)調(diào)整包括如下幾個(gè)方面：

(1)將焦粉和白煤的破碎后粒度-3mm%的控制基準(zhǔn)分別增加5個(gè)百分點(diǎn)。

(2)混合料水分提高0.1～0.3個(gè)百分點(diǎn)。

(3)提高主抽風(fēng)門開(kāi)度，提高負(fù)壓控制基準(zhǔn)0.2 KPa ～0.3 KPa。

(4)料層厚度降低20 mm ～50 mm，相應(yīng)提高燒結(jié)機(jī)機(jī)速，確保一定的垂直燒結(jié)速度。

(5)必需保證燒結(jié)終點(diǎn)溫度及負(fù)壓控制在目標(biāo)范圍內(nèi)，確保燒結(jié)終點(diǎn)位置不變。

3　實(shí)施及效果

對(duì)四臺(tái)燒結(jié)機(jī)的操作參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，其中265 m2燒結(jié)機(jī)的數(shù)據(jù)最具有代表性，實(shí)際調(diào)整情況和生產(chǎn)效果如下。

3.1適當(dāng)提高混合料水分

對(duì)混合料水分進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣?，精粉率提高前后水分粒度調(diào)整對(duì)照見(jiàn)表3。

表3　精粉率提高前后水分粒度調(diào)整對(duì)照

由表3可知，2016年一季度混勻礦精粉率較2015年同期提高了12.68個(gè)百分點(diǎn)，勻礦中-1mm%提高了12.26個(gè)百分點(diǎn)，為盡可能減少對(duì)原始料層透氣性影響，采取了提高0.1～0.3個(gè)百分點(diǎn)水份，并對(duì)一次混合機(jī)加水噴頭進(jìn)行維護(hù)等措施。措施實(shí)施后，混合料經(jīng)一次、二次混合機(jī)加水混合造球后，混合料-1mm%變化不大，而混合料-3mm%下降了4.09個(gè)百分點(diǎn)。因此，加水制度優(yōu)化后，改善了制粒造球效果。

3.2燒結(jié)機(jī)操作參數(shù)優(yōu)化

針對(duì)料層透氣性變差，在燒結(jié)機(jī)操作上采取了提高主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度、適當(dāng)降低料層厚度、提高燒結(jié)機(jī)機(jī)速和穩(wěn)定垂直燒結(jié)速度的措施。采取上述措施后，在改善料層透氣性方面取得了良好的效果。2016年一季度在保證生產(chǎn)穩(wěn)定的前提下，料層厚度保持在580 mm以上，降低機(jī)速和垂直燒結(jié)速度，改善燒結(jié)過(guò)程的氧化氣氛，增加粘結(jié)相中鐵酸鈣含量。增加磁鐵礦精粉配比后，由于Fe3O4在燒結(jié)過(guò)程中氧化放熱，盡管料層厚度有所降低，燃料配比卻呈現(xiàn)略有降低的趨勢(shì)，因此在配碳方面沒(méi)有對(duì)生產(chǎn)成本造成影響[2]，精粉率提高前后操作參數(shù)調(diào)整對(duì)照見(jiàn)表4。

3.3取得的效果

精粉率提高前后燒結(jié)生產(chǎn)情況和質(zhì)量對(duì)比詳細(xì)情況見(jiàn)表5。

表4　精粉率提高前后操作參數(shù)調(diào)整對(duì)照

表5　精粉率提高前后燒結(jié)生產(chǎn)情況和質(zhì)量對(duì)比

由表5可知，精粉率提高后的燒結(jié)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、利用系數(shù)和成品率分別降低2.38 t/h、0.009 t/m2·h和0.51%，是因?yàn)槭艿綗Y(jié)料層厚度減薄、料層透氣變差等因素的綜合影響。上述三項(xiàng)指標(biāo)略有降低，但是降低幅度均小于0.8%。燒結(jié)礦高爐槽下返粉率升高了1.56個(gè)百分點(diǎn)，導(dǎo)致成品率略有降低，且燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度變化不大。綜合考慮可知，燒結(jié)精粉率提高12.68個(gè)百分點(diǎn)后，燒結(jié)的生產(chǎn)效率和燒結(jié)礦質(zhì)量與精粉率提高前基本處于同一水平，滿足燒結(jié)生產(chǎn)和高爐生產(chǎn)的要求。

4　結(jié)語(yǔ)

增加精礦粉配加比例使精粉率提高到37%后，因該磁鐵礦精粉良好的吸水性及液相流動(dòng)性，燒結(jié)生產(chǎn)可采取適當(dāng)提高混合料水分、降低料層厚度、適當(dāng)提高燒結(jié)機(jī)機(jī)速等操作措施，并根據(jù)各臺(tái)燒結(jié)機(jī)的特點(diǎn)和燒成質(zhì)量，合理控制負(fù)壓水平和燒結(jié)終點(diǎn)溫度。燒結(jié)生產(chǎn)通過(guò)上述操作，在維持生產(chǎn)成本不增加的前提下，可以保證出廠燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度不變，且對(duì)燒結(jié)礦產(chǎn)量和成品率影響不大，能夠滿足高爐生產(chǎn)需求。

[1]賀淑珍.高比例精礦粉對(duì)燒結(jié)的影響分析[C].沈陽(yáng)：第九屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)，2013:1-5.

[2]張俊，郭興敏，張金福，等.燒結(jié)原料對(duì)燃料燃燒的影響研究[J]. 鋼鐵，2010，45(11): 12-15.

PRACTICE AND STUDY ON SINTERING PRODUCTION UNDER CONDITION OF HIGH MINERAL CONCENTRATES RATIO

Liu Wen

(Tangshan Iron and Steel Company, Hebei Iron and Steel Group)

Considering that the increase of mineral concentrates ratio in sinter mixture will worsen sinter bed permeability and increase the negative pressure, and has adverse impact on the sinter quality, Tang Steel make study on the sintering production under condition of high mineral concentrates ratio. The results show that when the mineral concentrates ratio increases to 37%, the sinter strength keeps the same level as before and can meet requirement of blast furnace by increasing the moisture content of sinter mixture, decreasing the thickness of sinter bed and increasing the speed of sintering machine and other measures.

high mineral concentrates ratiosinterproduction practice

聯(lián)系人：劉雯，工程師，河北.唐山(063000)，河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司煉鐵部；2016—3—29