萊鋼120萬噸鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈控制

張德千

(萊蕪鋼鐵集團有限公司,山東 萊蕪 271126)

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萊鋼120萬噸鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈控制

張德千

(萊蕪鋼鐵集團有限公司,山東 萊蕪 271126)

采用新技術(shù)、新工藝優(yōu)化球團生產(chǎn)工序，從造球、鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯等關(guān)鍵點采取措施，優(yōu)化參數(shù)，改造設(shè)備，使回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期延長，取得了良好的經(jīng)濟效益。

回轉(zhuǎn)窯; 結(jié)圈; 控制; 改造

1　前　言

鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯是鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)酸性球團的主要設(shè)備之一，其中生球在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部高溫的作用下，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯表面形成厚厚的一層保護層，在工藝參數(shù)異常的情況下，該保護層逐漸加厚，縮小窯內(nèi)空間，使熱量不能均勻傳遞，被迫停機，即稱為結(jié)圈。結(jié)圈是球團礦生產(chǎn)的技術(shù)難點之一，因此控制回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈對球團礦生產(chǎn)具有重要意義。

萊鋼120萬噸鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯投產(chǎn)初期，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈較為嚴(yán)重，結(jié)圈不但增加了工人的勞動強度，還會影響球團礦的質(zhì)量，損壞窯內(nèi)耐材，縮短回轉(zhuǎn)窯使用壽命，發(fā)生紅窯事故。為此，相關(guān)技術(shù)人員從原料、生球強度、皂土質(zhì)量、輥篩等方面采取一系列措施抑制結(jié)圈現(xiàn)象，使結(jié)圈周期顯著延長，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

2　結(jié)圈機理探索

2.1回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈

球團礦焙燒一般包括5個過程，即干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈主要發(fā)生在焙燒階段，焙燒階段的溫度一般為1 000～1 300℃，預(yù)熱過程尚未完成的反應(yīng)，如分解、氧化、脫硫、固相反應(yīng)也在此繼續(xù)進行。這里的主要反映有鐵氧化物的結(jié)晶和再結(jié)晶，晶粒長大，固相反應(yīng)以及低熔點化合物的熔化，形成部分液相，球團礦體積收縮及結(jié)構(gòu)致密。120萬噸鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯在投產(chǎn)初期，部分工藝參數(shù)處于探索階段，各種參數(shù)匹配在不斷調(diào)整時期，造成回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度分布不合理，煤氣流波動較大，最快時生產(chǎn)三天時間就會出現(xiàn)結(jié)圈掉塊現(xiàn)象，嚴(yán)重時掉大塊會把下料口堵死，造成回轉(zhuǎn)窯被迫停機，生產(chǎn)波動較大，球團礦產(chǎn)量、質(zhì)量無法達(dá)到公司要求。

2.2結(jié)圈原因探討

(1)結(jié)圈的主要原因是生球質(zhì)量不好，粉末入窯，由于窯內(nèi)溫度控制不合理，粉末在窯內(nèi)高溫區(qū)液相粘結(jié)作用下不斷結(jié)厚，形成金屬化固態(tài)物質(zhì)，同時粉末繼續(xù)粘結(jié)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)圈的金屬化物料上，惡性循環(huán)，當(dāng)厚度達(dá)到一定程度時，在球團物料的沖刷下，一部分會產(chǎn)生脫落，影響生產(chǎn)穩(wěn)定，同時一部分繼續(xù)粘結(jié)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁上，不斷縮小窯內(nèi)空間，嚴(yán)重影響球團礦結(jié)晶長大的條件，造成球團質(zhì)量急劇下降。

(2)萊鋼由于沒有自己的礦山資源，球團礦用精粉全部外購。其中國產(chǎn)精粉的質(zhì)量波動較大，同時國產(chǎn)精粉的批量小，料種雜，粒級分布不均勻，-200目含量平均65%左右，微細(xì)顆粒少，SiO2含量偏高，造成生球表面不光滑，含粉多，生球通過鏈篦機干燥預(yù)熱后入窯，造成窯內(nèi)粉末含量偏高，高溫下含硅酸鹽粉末易于FeO形成低熔點化合物附著在窯襯上形成窯皮，并逐漸長大結(jié)厚，產(chǎn)生結(jié)圈現(xiàn)象。

(3)圓盤造球設(shè)備存在缺陷，圓盤傾斜角度不合理，倉下插板閥控制放料，易懸料、堵料，造成造球混合料下料不勻，給料量波動，同時圓盤造球機旋轉(zhuǎn)刮刀是在中部兩個旋轉(zhuǎn)刮刀架，每個刮刀架中有5個刮刀，而且刮刀離盤底50 mm。該刮刀使用壽命短而且成球性較差。離盤底距離大易造成盤底積料，致使盤內(nèi)填充率降低，物料在盤內(nèi)的時間縮短，使小球在長大時間變短，生球落下強度變差，易產(chǎn)生粉末，容易粘料。

(4)熱工制度不合理，環(huán)冷熱量利用差，整個鏈篦機各段溫度偏低，造成生球在鏈篦機中爆裂，入窯干球強度差，同時回轉(zhuǎn)窯屬于瘦長窯，長徑比達(dá)到8.4(42/5)，助燃風(fēng)量不足，燒嘴火焰不能及遠(yuǎn)，回轉(zhuǎn)窯窯頭、窯中溫度過高，窯尾廢氣溫度低，熱量直接輻射到窯壁，使高溫區(qū)集中，粉末在此部位極易熔化形成窯皮，不斷加厚導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)圈。

(5)同時，擺動皮帶布料不均勻，導(dǎo)致到鏈篦機上料層?xùn)|側(cè)厚西側(cè)薄，料層厚的一側(cè)下層生球預(yù)熱強度差，爆裂較多，容易產(chǎn)生粉末入窯，助長了結(jié)圈現(xiàn)象。

3　采取主要措施

3.1加強原料管理，穩(wěn)定精粉成分

進廠精粉盡量采購SiO2含量較低的精礦粉，配礦時以穩(wěn)定球團礦品位和SiO2含量為主導(dǎo)思想。由于國產(chǎn)精粉中石頭、化纖袋、草繩等雜物較多，經(jīng)常造成下料斗堵塞、強力混合機超負(fù)荷、輥篩磨損加快及輥隙超標(biāo)等情況出現(xiàn)，首先加強進廠精粉質(zhì)量把關(guān)，對質(zhì)量達(dá)不到質(zhì)量要求的禁止進廠，其次在受料轉(zhuǎn)運站增設(shè)了雜物分離篩，在配料槽的上下、造球混合料倉上下及生球輥篩出球口分別安裝格柵，將一些雜物過濾除去，并安排人員及時清理雜物，通過采取多道雜物欄截措施，減少了混合料中雜物量，保護了強力混合機，減少了篩輥的磨損，改善了造球，減少了濕返料量，提高了生球質(zhì)量穩(wěn)定性，見圖1圖2 所示：

圖1　精粉中TFe變化

圖2　精粉中SiO2變化

3.2改造圓盤生產(chǎn)系統(tǒng)

(1)給料裝置改造

造球是球團生產(chǎn)線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，生球質(zhì)量好，粉末入窯少，則回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的可能性就會降低，改進給料裝置，圓盤給料機盤面積料太厚，堵塞中心出料口，形成中心死料柱，造成混合料倉經(jīng)常懸料、堵料，混合料下料不均，給料量波動大，造球盤操作不穩(wěn)定，在圓盤給料機下料口加裝導(dǎo)料板，將原先的尖椎狀點線給料改為平鋪面狀給料，同時在給料膠帶機下料口安裝松料裝置。通過上述技改措施，使圓盤造球機的給料穩(wěn)定、均勻、面狀松散，有利于穩(wěn)定造球操作，減少濕返量，較大的促進了生球產(chǎn)、質(zhì)量的提高。

(2)加水裝置優(yōu)化

更換不合適的噴頭、噴管，重新選型、安裝，對滴水、霧水的加水點位置重新調(diào)整、布置，在造球供水管路上加裝了增壓泵，以此增加管路壓力，改善加水的霧化效果，改造后成球速度、生球粒度組成得到改善，生球水分、濕返料量得到有效控制。

(3)改進刮料裝置

改造前盤面易粘料、塌料，填充率小而負(fù)荷大，盤面不活躍，生球中大塊狀返料多，主要是刮刀材質(zhì)不耐磨，磨損嚴(yán)重時未能及時調(diào)整更換，造成球盤底襯、角、邊料抬高較厚所致。對此，將盤面旋轉(zhuǎn)刮刀的角、邊固定，刮刀刀頭均更換為高耐磨合金陶瓷刮刀。改造后的球盤填充率、生球產(chǎn)質(zhì)量有較大提高，見表1：

表1　造球系統(tǒng)改造效果對比

3.3改造輥篩系統(tǒng)

大小球篩輥子易變形，且輥縫容易堵塞，直接導(dǎo)致濕返料中夾帶合格球，合格生球中夾帶不合格球，嚴(yán)重時返料中夾帶合格球在一半左右，不但影響生球產(chǎn)量，而且濕返料增加會惡化造球。為此，將輥篩軸承座之間增加固定墊片，防止輥子間隙變形，安裝視頻監(jiān)控，制定人工定期巡檢制度，及時發(fā)現(xiàn)、清理輥篩縫隙的雜料，及時調(diào)整擺頭皮帶兩側(cè)擺動距離，確保鏈篦機兩側(cè)布料均勻，改造后濕返料中夾帶的合格球比率下降到10%以下，濕返量大幅下降并持續(xù)穩(wěn)定。

3.4優(yōu)化熱工制度

調(diào)整鏈篦機、環(huán)冷機各段風(fēng)機的風(fēng)門開度，提高鏈篦機抽風(fēng)干燥段及環(huán)冷各段溫度，提高生球預(yù)熱質(zhì)量，把回轉(zhuǎn)窯燒嘴的位置前移了300 mm，并調(diào)整燒嘴直風(fēng)、旋風(fēng)風(fēng)風(fēng)量，調(diào)整火焰形狀，使窯內(nèi)形成合理的溫度分布，避免窯內(nèi)高溫區(qū)域集中而形成結(jié)圈物。三大主機熱工優(yōu)化效果對比如表2、表3、表4。

表2　鏈篦機熱工制度優(yōu)化效果(℃)

表3　回轉(zhuǎn)窯熱工制度優(yōu)化效果(℃)

表4　環(huán)冷機度優(yōu)化效果(℃)

5　結(jié)　論

通過采取一系列有效的措施，生球質(zhì)量明顯提高，生球粒度均勻，濕返量顯著降低，進入鏈篦機生球強度提高，入窯粉末減少，控制了回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的生成條件，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期延長到2個月以上，工人的勞動強度降低，設(shè)備作業(yè)率提高，球團產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定在較高水平，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈現(xiàn)象得到了有效的遏制。

Laiwu 1.2 million tons grate-kiln ring formation control Laiwu Iron and Steel Group steel Ironworks

ZHANG Deqian

(Laiwu Iron and Steel Group Co.,Ltd. Shandong Laiwu 271126)

The introduction of new technologies,new processes to optimize pellet production process,the key point to take measures from balling,grate,rotary kiln,optimizing the parameters of the transformation equipment,rotary kiln ring cycle extended,and achieved good economic.

ring formation control transformation

張德千(1982-),男,工程師,從事燒結(jié)球團技術(shù)管理工作.

TF355.1

A

1671-3818(2016)01-0009-03