太鋼全精礦燒結(jié)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)改善

吳明

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鐵廠， 山西 太原 030003）

太鋼全精礦燒結(jié)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)改善

吳明

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鐵廠， 山西 太原 030003）

太鋼全精礦燒結(jié)使用的含鐵原料粒度極細(xì)，特別是袁粉小于0.045 mm的含量超過(guò)了98%，燒結(jié)混合料制粒球少，導(dǎo)致混合料制粒效果變差，燒結(jié)料層透氣性降低，帶來(lái)燒結(jié)產(chǎn)、質(zhì)量變差問(wèn)題。通過(guò)開(kāi)展改善混合料制粒效果、高比例配加生石灰、強(qiáng)化終點(diǎn)溫度控制均衡性和設(shè)備優(yōu)化改造等改善措施的開(kāi)展，解決了全精礦燒結(jié)料層透氣性差和燒結(jié)礦質(zhì)量降低的問(wèn)題，燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)中有升，2015年燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度完成77.91%，5～10 mm粒級(jí)的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為17.38%，＜5mm粒級(jí)的為5.49%，能滿(mǎn)足高爐冶煉需求。

精礦 燒結(jié) 0.045 mm粒級(jí) 5～10 mm粒級(jí) 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度

鋼鐵生產(chǎn)進(jìn)入微利時(shí)代，使用廉價(jià)的原料是降低生產(chǎn)成本的一種主要途徑。隨著太鋼袁家村礦的投產(chǎn)，太鋼從2013年開(kāi)始逐步停配了進(jìn)口粉，完全使用袁家村精粉和原有的尖山精粉生產(chǎn)，原料成本大幅降低，但全精礦燒結(jié)中鐵精粉固有的燒結(jié)特性使得生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均發(fā)生了變化，燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)明顯下降，為此太鋼采取一系列的技術(shù)改進(jìn)措施，以提升燒結(jié)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

1 原料粒度分析

全精礦燒結(jié)生產(chǎn)以來(lái)，太鋼燒結(jié)使用的鐵料除循環(huán)物料外均為尖山粉和袁粉，兩種精礦粉的粒度組成見(jiàn)表1。

表1 粒度組成（各粒級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）檢測(cè)表 %

由表1可見(jiàn)，鐵精粉的粒度極細(xì)，特別是袁精粉小于0.045 mm的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）超過(guò)了98%，用于燒結(jié)對(duì)混合料透氣性相當(dāng)不利，會(huì)使燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量變差。

2 質(zhì)量改進(jìn)措施

2.1 改善混合料制粒效果

2.1.1 返礦預(yù)潤(rùn)濕

全精礦燒結(jié)制粒球核少，返礦為主要制粒球核。為降低返礦親水性差對(duì)制粒的不利影響，在燒結(jié)配料室返礦倉(cāng)安裝加水系統(tǒng)，通過(guò)噴加霧化水將返礦潤(rùn)濕到含水量達(dá)到4%～5%，再參與配料和混勻制粒，極大地提升了精礦粉在返礦表面的黏附量，改善了混合料制粒效果。

2.1.2 加水系統(tǒng)優(yōu)化改造

全精礦燒結(jié)的原料特性及生石灰的大量配加導(dǎo)致適宜的燒結(jié)水分增加，混合料水分的較優(yōu)區(qū)間是7.9%～8.3%，導(dǎo)致加水量大幅增加，而加水系統(tǒng)加水管是長(zhǎng)度為2 m的普通鋼管（用法蘭對(duì)接），在混料機(jī)、制粒機(jī)高溫高濕環(huán)境以及物料沖擊下，存在管道易被腐蝕、法蘭連接處易漏水等問(wèn)題，導(dǎo)致加水不均勻和加水量不足，在制粒機(jī)表現(xiàn)尤為明顯，嚴(yán)重影響混合料制粒效果。為此，針對(duì)混料機(jī)和制粒機(jī)加水系統(tǒng)采取了一些改造措施：對(duì)混料機(jī)和制粒機(jī)內(nèi)加水管道材質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)選，采用不銹鋼加水管，以減輕腐蝕，延長(zhǎng)其使用壽命；將每段加水管的長(zhǎng)度由2 m延長(zhǎng)到4 m，減少接頭數(shù)量，降低漏水概率；在法蘭連接處使用鋼墊替換橡膠墊，延長(zhǎng)法蘭的使用壽命，減小法蘭處的漏水量；將制粒機(jī)加水噴頭數(shù)量由14個(gè)增加到21個(gè)，提高加水均勻性，改善混合料制粒效果。

對(duì)混合料加水系統(tǒng)實(shí)施了改造以后，消除了管道被腐蝕現(xiàn)象，顯著延長(zhǎng)了加水管的使用壽命，基本杜絕了法蘭處的漏水現(xiàn)象，使得制粒機(jī)加水系統(tǒng)的最大加水能力較改造前提高了35%，制粒機(jī)內(nèi)加水霧化效果得到極大改善，有利于混合料制粒小球的長(zhǎng)大和密實(shí)，混合料+3 mm粒級(jí)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）由58%提高到61%，更顯著的效果是改善了混合料粒度的均勻性，+8 mm粒級(jí)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）由25%降低到13%～15%?；旌狭现屏ＰЧ母纳拼龠M(jìn)了料層透氣性的改善，提升了燒結(jié)礦過(guò)程風(fēng)量和熱量分布的均勻性，改善了燒結(jié)礦質(zhì)量。

2.2 高比例配加生石灰

為了增加物料顆粒間的黏附力和燒結(jié)液相量，采用大比例配加生石灰的生產(chǎn)模式，使生石灰單耗達(dá)到78～81 kg/t。目的是通過(guò)大比例配加生石灰，改善混合料的成球性，利用生石灰消化生成膠體的凝聚使初生小球的強(qiáng)度和密度增大，增加混合料小球強(qiáng)度。然而生石灰的大量配加，在改善混合料制粒效果和燒結(jié)礦質(zhì)量的同時(shí)也造成了生石灰噴灰問(wèn)題較全精礦燒結(jié)前更加嚴(yán)重的情況，為此采取了一些應(yīng)對(duì)措施。

2.2.1 改造生石灰配料系統(tǒng)

對(duì)燒結(jié)生石灰配料系統(tǒng)進(jìn)行改造，將原有流程“螺旋給料機(jī)→電子皮帶秤→消化螺旋”改造成“星型卸灰閥→螺旋給料機(jī)→電子皮帶秤→消化螺旋”，利用星型卸灰閥的良好密封性減少?lài)娀摇?/p>

在料倉(cāng)下部安裝星型卸灰閥，并加裝變頻器，將星型卸灰閥變頻器的輸出信號(hào)與螺旋電機(jī)的變頻信號(hào)相連，實(shí)現(xiàn)了星型卸灰閥轉(zhuǎn)速調(diào)整和螺旋給料機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整的一致性。

2.2.2 安裝防噴灰裝置

在燒結(jié)生石灰配料電子秤上安裝防噴灰裝置。該裝置與電子秤、生石灰倉(cāng)下部電動(dòng)插板聯(lián)鎖，可檢測(cè)到噴灰信號(hào)電子秤停機(jī)、插板關(guān)閉。當(dāng)噴灰時(shí)，噴出的灰將檢測(cè)片向外推，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到信號(hào)聯(lián)鎖后停電子秤皮帶、關(guān)電動(dòng)插板，實(shí)現(xiàn)減少?lài)娀业男Ч?/p>

2.2.3 調(diào)整流化器壓力

硫化器是安裝在生石灰倉(cāng)倉(cāng)壁上通過(guò)一定壓力的壓縮空氣減少黏料的裝置，壓力過(guò)大時(shí)生石灰流動(dòng)性顯著增強(qiáng)，容易引起噴灰。在夏季噴灰嚴(yán)重時(shí)，將燒結(jié)生石灰倉(cāng)流化器壓力由0.05 MPa降低到0.04 MPa，降低生石灰流動(dòng)性，減輕噴灰。

2.3 優(yōu)化改造設(shè)備

2.3.1 安裝混合料倉(cāng)液壓清料器

高比例赤鐵精粉全精礦燒結(jié)，混合料水分高、黏性大，在配混系統(tǒng)的料嘴和料倉(cāng)處黏料嚴(yán)重，影響生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，特別是混合料倉(cāng)的黏料，給混合料平整布料帶來(lái)嚴(yán)重不利影響，為此在混合料倉(cāng)安裝了液壓鏟式清料裝置，通過(guò)液壓缸驅(qū)動(dòng)六個(gè)液壓鏟在倉(cāng)內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中液壓鏟上的翅片將倉(cāng)壁上的黏料清除掉。液壓清料器的應(yīng)用對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和改善布料效果起到了顯著的促進(jìn)作用。

2.3.2 設(shè)計(jì)設(shè)置泥輥端部多片式可調(diào)清掃器

由于泥輥結(jié)構(gòu)原因，筒體兩側(cè)與輻板形成的角落極易黏料，而黏料導(dǎo)致輥體兩側(cè)出料量減少，布料變薄，加重臺(tái)車(chē)兩側(cè)邊緣效應(yīng)對(duì)出料的影響，全精礦燒結(jié)后混合料水分提高，物料黏性變大，料倉(cāng)上安裝的皮子清料器磨損快，清料效果差，嚴(yán)重時(shí)需要人工用鐵鍬進(jìn)行清理，不僅效率低，且存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，為此設(shè)計(jì)了一種端部多片式可調(diào)清料器。

清料器由一個(gè)鐵制框架和若干耐磨鋼條組成，若干鋼條插入到鐵制框架中，在框架上打眼，用于穿入螺桿作為頂絲以固定鋼條。鋼條相對(duì)于水平方向縱向放置，越接近圓輥邊緣的鋼條磨損越快。當(dāng)鋼條磨損后，這種可調(diào)式清掃器只需要松開(kāi)其頂絲，將磨短的鋼條向前推送，然后重新緊固頂絲即可，省時(shí)省力，且無(wú)需停機(jī)作業(yè)。應(yīng)用多片式清掃器后，圓輥兩側(cè)基本不黏料，徹底解決了燒結(jié)圓輥兩側(cè)黏料的難題，降低了燒結(jié)邊緣效應(yīng)對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量帶來(lái)的不利影響。

2.3.3 改造風(fēng)箱閘門(mén)

用于調(diào)整450 m2燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火爐下風(fēng)箱負(fù)壓和風(fēng)箱支管流量的是翻板式蝶閥，翻板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一側(cè)上升另一側(cè)下降。上升側(cè)很容易被散料、粉塵和脫落的爐篦條堵塞，必須及時(shí)停機(jī)進(jìn)行人工清理，而在通常的生產(chǎn)過(guò)程中不具備這樣的條件，就會(huì)發(fā)生固結(jié)而造成閥板轉(zhuǎn)動(dòng)失靈，進(jìn)而導(dǎo)致有效抽風(fēng)面積降低、點(diǎn)火操作無(wú)法自由調(diào)節(jié)、點(diǎn)火燃料消耗升高、風(fēng)箱拉桿損壞、閥板執(zhí)行機(jī)構(gòu)受損和開(kāi)合度控制精度下降等一系列問(wèn)題。為此對(duì)1號(hào)風(fēng)箱閘門(mén)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，將閥板軸位置由閥板中間改到閥板一側(cè)，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉桿實(shí)現(xiàn)閘板閥開(kāi)閉，取消原蝶閥的聯(lián)動(dòng)拉桿及控制部分，可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)煙道風(fēng)箱的單獨(dú)控制，解決燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中氣體燃耗偏高及風(fēng)箱容易堵塞等問(wèn)題。對(duì)風(fēng)箱閘門(mén)改造后，閘板運(yùn)動(dòng)靈活，可控性高，杜絕了風(fēng)箱閘門(mén)堵料現(xiàn)象的發(fā)生，點(diǎn)火爐膛負(fù)壓由50～80 Pa降低到30～50 Pa，達(dá)到了低負(fù)壓點(diǎn)火、改善點(diǎn)火質(zhì)量和燒結(jié)礦質(zhì)量、節(jié)約煤氣消耗的效果。

2.4 強(qiáng)化終點(diǎn)溫度控制精度

由于受混合料布料偏析的影響，經(jīng)常出現(xiàn)燒結(jié)終點(diǎn)西側(cè)溫度高于東側(cè)的現(xiàn)象，再加上全精礦燒結(jié)過(guò)程由于混合料中+8 mm的大球含量偏高，使得這種現(xiàn)象更加明顯。傳統(tǒng)的燒結(jié)布料要求料面要平整，在相同的料層厚度下，以上問(wèn)題得不到改善，終點(diǎn)東西溫度差最高可達(dá)40℃以上，而溫度差過(guò)大表明燒結(jié)過(guò)程?hào)|西同步性差，帶來(lái)燒結(jié)傳熱和液相擴(kuò)散不均勻問(wèn)題，不利于穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量。

為了提高終點(diǎn)溫度控制精度，采取以下措施：一是對(duì)松料棒的布置進(jìn)行優(yōu)化，將松料棒在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)橫向均勻分布改為將松料棒集中布置在東側(cè)，提高東側(cè)料層透氣性。二是在操作上摒棄料層布平的傳統(tǒng)理念，開(kāi)展差異化布料，將燒結(jié)機(jī)東西料層厚度設(shè)置不同的目標(biāo)值，通過(guò)增加西側(cè)料層厚度的方式，縮小東西溫度差。因西側(cè)料層厚度增加后透氣性降低，燃燒速度變慢，廢氣溫度上升減緩，東西溫度差縮小，提高了終點(diǎn)位置和溫度的同步性，且目標(biāo)料層的差值可根據(jù)終點(diǎn)溫度予以確定。燒結(jié)機(jī)布料方式改進(jìn)后，利用差異化的料層厚度控制，燒結(jié)終點(diǎn)東西溫度差可以被控制在小于20℃，控制精度得到提升，燒結(jié)礦質(zhì)量得到改善。隨著燒結(jié)料層整體透氣性的提高，燒結(jié)風(fēng)量降低，節(jié)約了電耗。

3 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析

2013年8月，三燒實(shí)現(xiàn)全精礦生產(chǎn)，完全使用尖山精粉和袁家村精粉。2015年以來(lái)，尖山精粉質(zhì)量配比為45%～60%，袁粉質(zhì)量配比為40%～55%。全精礦含鐵原料的使用在一定時(shí)期內(nèi)節(jié)約了生產(chǎn)原料成本。

全精礦燒結(jié)與配加富礦粉的燒結(jié)相比，各項(xiàng)工藝參數(shù)的合理范圍發(fā)生了較大變化，通過(guò)參數(shù)調(diào)整以及對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)的分析，確定了適應(yīng)太鋼原料結(jié)構(gòu)的全精礦工藝參數(shù)控制范圍。2013年至2015年，全精礦燒結(jié)工藝參數(shù)運(yùn)行情況如表2所示。

表2 全精礦燒結(jié)工藝參數(shù)

由表2可知，2013年以來(lái)燒結(jié)料層厚度呈下降趨勢(shì)，由于2013年前7個(gè)月沒(méi)有采用全精礦燒結(jié)，料層厚度處于較高水平，2015年6月至8月燒結(jié)機(jī)5號(hào)風(fēng)箱支管被吸扁，導(dǎo)致該處抽風(fēng)量不均勻。為了穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量，降低了料層厚度，9月份檢修后料層厚度恢復(fù)到710 mm左右。燒結(jié)終點(diǎn)溫度和廢氣溫度在全精礦生產(chǎn)的2014年和2015年基本持平，負(fù)壓隨機(jī)速降低而升高，屬于正常工況變化。2013—2015年這三年內(nèi)燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

由表3可知：2014年，全年全精礦生產(chǎn)，加之燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高，燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)較2013年降低；2015年，隨著燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)的降低以及對(duì)全精礦生產(chǎn)規(guī)律掌握程度的提高，各項(xiàng)質(zhì)量改進(jìn)措施效果逐漸顯現(xiàn)，燒結(jié)礦質(zhì)量較2014年提升明顯，在堿度降低的情況下，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度完成77.91%，5～10 mm粒級(jí)的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為17.38%，＜5 mm的為5.49%，較好地滿(mǎn)足了高爐冶煉需求。表4為2014年和2015年燒結(jié)能耗指標(biāo)對(duì)比情況。

表4 燒結(jié)能耗指標(biāo)對(duì)比

表4中對(duì)比了全精礦生產(chǎn)的2014年和2015年燒結(jié)能耗指標(biāo)情況，2015年燒結(jié)工序能耗較2014年升高1.01 kg/（t·s），主要原因是燒結(jié)電耗由32.38 kW·h/（t·s）升高到34.96 kW·h/（t·s），電耗升高是由于2015年燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)降低，同時(shí)6月至8月燒結(jié)機(jī)5號(hào)風(fēng)箱支管被吸扁，系統(tǒng)漏風(fēng)率升高，主抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速偏高等原因造成的。由于對(duì)入倉(cāng)焦粉進(jìn)行噴水潤(rùn)濕，改善了焦粉在破碎過(guò)程中的嚙合狀態(tài)，同時(shí)改進(jìn)對(duì)輥、四輥憋料板減少兩側(cè)漏料，減少了成品焦粉中大顆粒，改善了焦粉加工粒度，焦粉配比得到降低，2015年燒結(jié)固體燃耗為50.95 kg/（t·s），較2014年降低了0.82 kg/（t·s）。

4 結(jié)論

1）全精礦燒結(jié)使用的鐵料的粒度超細(xì)，特別是袁粉小于0.045 mm的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）超過(guò)了98%，用于燒結(jié)對(duì)混合料透氣性相當(dāng)不利，造成燒結(jié)產(chǎn)、質(zhì)量變差。

2）改善混合料制粒效果、高比例配加生石灰、強(qiáng)化終點(diǎn)溫度控制均衡性和針對(duì)全精礦燒結(jié)的設(shè)備優(yōu)化改造是解決全精礦燒結(jié)料層透氣性差和燒結(jié)礦質(zhì)量降低的有效手段。

3）通過(guò)全精礦燒結(jié)質(zhì)量改進(jìn)措施的開(kāi)展，燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)中有升，2015年燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度完成77.91%，5～10 mm粒級(jí)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為17.38%，＜5 mm的為5.49%，能滿(mǎn)足高爐冶煉需求。

4）全精礦燒結(jié)生產(chǎn)的工序能耗偏高，固體燃料降耗工作取得一定進(jìn)展，但燒結(jié)電耗偏高，2015年為34.96 kW·h（/t·s），降低電耗是今 一段時(shí)期內(nèi)的重點(diǎn)工作。

（編輯：胡玉香）

Improvement of Economic and Technical Indexes of All-iron-ore Sintering in Taigang

WU Ming
（Iron-marking Plant of Shanxi Taigang Stainless Steel Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

All Taigang ferrous-material granularity of all-iron-ore sintering is very fine，and especially in which the content of Yuan powder that less than 0.045 mm is more than 98%.Sintering mixture manufactures a little granulation of ball，which results in the poor effect and reduces breathability of material layer.That causes problems for poor production and quality.Carrying out improvement measures about mix granulation effect，high proportion adding quicklime，strengthening outlet temperature controlling balance and equipment optimizing transformation，which solves the problems all-iron-ore sintering material layer impermeability and lower quality.The quality ultimately have improved substantially.The sintering tumbler strength have completed 77.91%in 2015.The 5～10 mm grade content is 17.38%，and the＜5 mm grade content is 5.49%.That can meet the demand of blast furnace process.

ore concentrate，sintering，0.045 mm grade，5～10 mm grade，tumbler strength

TF046.4

A

1672-1152（2016）05-0083-04

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.30

2016-08-11

吳明（1984—），男，工程師，碩士，從事煉鐵技術(shù)管理工作。