900 mm超厚料層燒結(jié)設(shè)備改造實(shí)踐

鄭興榮 ，徐 冰，張群山，戚義龍

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

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900 mm超厚料層燒結(jié)設(shè)備改造實(shí)踐

鄭興榮 ，徐 冰，張群山，戚義龍

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

介紹了近年來(lái)馬鋼三鐵圍繞900 mm超厚料層燒結(jié)在設(shè)備改造和優(yōu)化上所開(kāi)展的一系列工作。通過(guò)熔劑給料設(shè)備、加水設(shè)備、點(diǎn)火布料設(shè)備以及燒結(jié)機(jī)的改造和優(yōu)化，為900 mm超厚料層燒結(jié)技術(shù)提供了有力支撐，并取得了顯著的效果。

燒結(jié)機(jī)；超厚料層；設(shè)備改造

1 超厚料層燒結(jié)的意義

眾所周知，厚料層燒結(jié)能充分利用燒結(jié)料層的自動(dòng)蓄熱作用，改善礦物結(jié)晶，減少表層返礦比例，改善燒結(jié)礦粒度組成，并有效降低燒結(jié)固體燃耗等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其成為燒結(jié)生產(chǎn)長(zhǎng)期以來(lái)的追求目標(biāo)。但在其諸多優(yōu)點(diǎn)的背后，厚料層燒結(jié)也帶來(lái)料層透氣性和生產(chǎn)率下降的不利一面。因此，如何改善燒結(jié)過(guò)程透氣性已成為厚料層燒結(jié)生產(chǎn)的長(zhǎng)期課題。

馬鋼三鐵總廠現(xiàn)有的二臺(tái)380 m2燒結(jié)機(jī)，于2007年建成投產(chǎn)。該機(jī)基本參照馬鋼二鐵總廠的300 m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，燒結(jié)機(jī)面積為360 m2，料層設(shè)計(jì)高度為700 mm。360 m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)投運(yùn)后，為突破原設(shè)計(jì)料層厚度，進(jìn)一步降低燒結(jié)能耗、提高燒結(jié)礦質(zhì)量，先后對(duì)兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容改造，于2010年元月起實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首家大型燒結(jié)機(jī)(單機(jī)燒結(jié)面積380 m2)900 mm超厚料層生產(chǎn)，并逐步進(jìn)行了一系列超厚料層均質(zhì)燒結(jié)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。本文主要介紹了馬鋼三鐵圍繞超厚料層燒結(jié)和改善燒結(jié)透氣性所開(kāi)展的設(shè)備改造和優(yōu)化。

2 超厚料層燒結(jié)設(shè)備性能優(yōu)化

燒結(jié)物料的原始透氣性與粒度大小和粒級(jí)組成相關(guān)[1]。為了獲得適合燒結(jié)的良好透氣性，需要提升相關(guān)設(shè)備性能，達(dá)到提高燒結(jié)混合料透氣性效果。

2.1 細(xì)粒物料配用設(shè)備的優(yōu)化改造

生石灰對(duì)于提高燒結(jié)混合料制粒效果，改善燒結(jié)有顯著的作用。三鐵燒結(jié)用生石灰，由兩座日產(chǎn)600 t的麥爾茲窯供給，生石灰CaO含量約89%，活性度約360 ml。自2006年第三煉鐵總廠燒結(jié)系統(tǒng)投產(chǎn)以來(lái)，A、B燒結(jié)機(jī)對(duì)應(yīng)的13-1A、13-2A、13-1B、13-2B共四臺(tái)生石灰配料裝置，一直存在正常生產(chǎn)時(shí)“噴灰”問(wèn)題，基本上，每臺(tái)生石灰配料設(shè)備每周噴灰5～6次，料倉(cāng)懸料引起的短暫生石灰停配或過(guò)配(噴灰)導(dǎo)致燒結(jié)混料料水分大幅波動(dòng)、燒結(jié)礦R等主要質(zhì)量指標(biāo)失穩(wěn)及偏差加大，噴灰較多時(shí)(通常在10t以上)，需停機(jī)處理(清灰、抽生料)。

為此，對(duì)生灰配料裝置進(jìn)行改造，發(fā)明并成功運(yùn)用了不噴灰的燒結(jié)干細(xì)粉料配料裝置實(shí)用新型專利技術(shù)，采用鎖氣器+緩沖倉(cāng)的結(jié)構(gòu)形式(圖1所示)，輔以適宜的緩沖倉(cāng)位與清灰程序控制，解決了噴灰問(wèn)題。改造自投用日至今，除偶爾出現(xiàn)短暫卡堵外，生石灰“噴灰”現(xiàn)象基本杜絕，并將此技術(shù)推廣運(yùn)用到高爐瓦斯灰等細(xì)粒物料使用上，燒結(jié)礦質(zhì)量明顯提升、環(huán)境明顯改善。

2.2 混合機(jī)加水系統(tǒng)的優(yōu)化改造

因燒結(jié)OG泥使用量較大，致使燒結(jié)混合料添加水量大幅減少，一二次混合機(jī)加水總量維持在3～6 t/h左右，因混合機(jī)加水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，造成現(xiàn)有的混合機(jī)加水控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)度很小，正常生產(chǎn)時(shí)只有2～5%的開(kāi)度。為達(dá)到混合機(jī)加水的自動(dòng)化控制，混合機(jī)加水投用紅外線檢測(cè)控制，但因混合機(jī)加水如此小的調(diào)節(jié)閥開(kāi)度對(duì)于加水量的均勻、準(zhǔn)確控制難度很大，這也是造成燒結(jié)混合料水分波動(dòng)較大的原因之一。

圖1 生石灰配料裝置的改造圖

對(duì)混合機(jī)加水的改造主要立足于將加水管徑縮小，減少水流量，以保證混合機(jī)加水閥工作范圍達(dá)到30～50%之間，確保加水量的準(zhǔn)確與穩(wěn)定。根據(jù)此情況將備用￠80 mm管道改為￠32 mm 管道進(jìn)行加水，確保二次混合機(jī)補(bǔ)水也能夠達(dá)到準(zhǔn)確配用。

通過(guò)2015年4月對(duì)二次混合機(jī)加水管道的改造情況看，當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度在0～5%時(shí)加水量為0～2 t/h；當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度在5～20%時(shí)加水量為2～4 t/h；當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度在20%以上時(shí)加水量為5～7 t/h；流量調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)流量可達(dá)到10 t/h，此項(xiàng)改造達(dá)到了預(yù)計(jì)改造效果?；旌狭霞铀糠€(wěn)定性明顯提高，混合機(jī)加水偏差值減小，燒結(jié)機(jī)廢氣溫差減少，燒結(jié)過(guò)程的穩(wěn)定性明顯上升，見(jiàn)表1。

表1 實(shí)施前后燒結(jié)過(guò)程對(duì)比(溫度波動(dòng)偏差)

2.3 OG泥噴灑系統(tǒng)的優(yōu)化改造

由于資源利用的需要，三鐵總廠在建廠設(shè)計(jì)階時(shí)使用煉鋼污泥(OG泥)噴加技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)備老化后噴漿泵盤根故障頻繁，基本上2至3天必須更換一次盤根，每次跟換盤根后混合料水份大幅波動(dòng)導(dǎo)致燒結(jié)機(jī)停機(jī)抽生料；管道存在布局不合理等情況以及OG泥漿罐存在串罐的現(xiàn)象，濃度變化以及噴漿泵HZ數(shù)對(duì)應(yīng)的流量無(wú)法明確控制，造成OG泥噴加量的大幅波動(dòng)，最終導(dǎo)致燒結(jié)混合料水份波動(dòng)較大，明顯影響到燒結(jié)礦的實(shí)物質(zhì)量。對(duì)此，對(duì)OG泥系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造：1)對(duì)噴漿泵進(jìn)行重新選型和優(yōu)化，噴漿泵故障率幾乎為零，同時(shí)噴漿泵故障引起OG泥濃度變化的影響程度降至最低。2)管道系統(tǒng)合理改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)單管道對(duì)單機(jī)噴加，同時(shí)攪拌罐以及噴漿泵能夠?qū)崿F(xiàn)切換。3)攪拌罐液位趨勢(shì)以及噴漿泵HZ數(shù)對(duì)應(yīng)趨勢(shì)進(jìn)入中控畫面，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期對(duì)OG泥來(lái)料濃度、噴漿濃度、噴漿泵的運(yùn)行HZ數(shù)等人工比對(duì)，不同條件下OG泥帶入混合料的水份能夠精確知道，再調(diào)整混合機(jī)的添加水量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混合料水份的穩(wěn)定控制。

2.4 燒結(jié)機(jī)的改造與優(yōu)化

在燒結(jié)機(jī)主體結(jié)構(gòu)不變的情況下,加寬臺(tái)車有效寬度和加長(zhǎng)抽風(fēng)段長(zhǎng)度，是燒結(jié)廠擴(kuò)大燒結(jié)抽風(fēng)面積普遍采用的方法[2]。根據(jù)本廠實(shí)際情況，同時(shí)采用了加寬臺(tái)車有效寬度和加長(zhǎng)抽風(fēng)段長(zhǎng)度的方法，即：在原來(lái)基礎(chǔ)上將臺(tái)車結(jié)構(gòu)作了改變，臺(tái)車兩邊分別加寬200 mm，臺(tái)車有效寬度由原來(lái)的4.5 m變?yōu)?.9 m；擴(kuò)容改造前一階段打通了原先預(yù)留的一個(gè)長(zhǎng)度為4 m的風(fēng)箱，擴(kuò)容改造后一階段將機(jī)尾的兩段密封改成一段密封并在機(jī)尾增加一個(gè)1.5 m小風(fēng)箱。同時(shí)，改造后的新臺(tái)車整個(gè)臺(tái)車欄板向外延伸，新臺(tái)車是在保持新、舊臺(tái)車軌距相同，擴(kuò)寬部分用帶孔的鑄鐵取代篦條，單位面積有效抽風(fēng)量較改造前有所減小，一定程度上弱化了燒結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)的“邊緣效應(yīng)”。由于臺(tái)車欄板加高，后期對(duì)點(diǎn)火爐、混合料礦槽及布料裝置均作了相應(yīng)抬高并優(yōu)化，布料時(shí)偏析作用有了較大改善。

2.5 新型點(diǎn)火爐的使用

傳統(tǒng)雙斜式點(diǎn)火爐到使用壽命后，針對(duì)三鐵總廠380 m2燒結(jié)機(jī)特點(diǎn)進(jìn)行了點(diǎn)火爐的選型、改進(jìn)優(yōu)化。采用了幕簾式新型點(diǎn)火爐，點(diǎn)火爐整體密封性較好，點(diǎn)火均勻、效率高，為厚料層燒結(jié)點(diǎn)火效果提升創(chuàng)造了有力條件。新型點(diǎn)火爐采用了MLS型燒嘴(見(jiàn)圖2)， MLS型燒嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，它采用了擴(kuò)散式二次燃燒方式、火焰穩(wěn)定、不回火、不脫火，幕簾狀火焰的寬度為300～400 mm，火焰長(zhǎng)度為0.3～0.5 m。MLS型燒嘴安裝在點(diǎn)火器的爐頂上，燒嘴距料面的距離由舊點(diǎn)火爐350 mm高度下降為280 mm，保證了新型點(diǎn)火爐爐膛高度的下降。新點(diǎn)火爐使用空氣預(yù)熱系統(tǒng)，在點(diǎn)火爐保溫段使用熱交換器，對(duì)點(diǎn)火空氣進(jìn)行加熱，投入正常生產(chǎn)后，點(diǎn)火助燃空氣溫度由常溫提高至現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的約60～80 ℃從而進(jìn)一步節(jié)約了煤氣使用量。新點(diǎn)火爐采用了一、二段風(fēng)的空氣助燃方式，并在點(diǎn)火爐前后使用了兩排幕簾風(fēng)，使得點(diǎn)火爐內(nèi)溫度保持在較高的水平且溫度不外泄，使得煤氣使用量進(jìn)一步減少。

圖2 幕簾式燒嘴

2.6 九輥布料技術(shù)的引進(jìn)

2013年燒結(jié)引進(jìn)改造了新型九輥布料裝置，能夠方便實(shí)現(xiàn)布料輥的間距、角度以及布料輥轉(zhuǎn)速的多功能調(diào)節(jié)，提高了整個(gè)多輥布料部件的布料偏析效果，根據(jù)900 mm厚料層原料原始物理特性，實(shí)時(shí)調(diào)整九輥布料裝置的運(yùn)行參數(shù)，促進(jìn)厚料層條件下燒結(jié)均質(zhì)性發(fā)展，進(jìn)一步降低燒結(jié)固體燃耗、改善燒結(jié)礦質(zhì)量的目的。九輥布料器投入運(yùn)行使用，達(dá)到了降低固體燃料單耗1.03 kg/t(降幅1.9%)的效果。除固體燃耗外，對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)率和燒結(jié)礦質(zhì)量產(chǎn)生明顯有利的影響。使用九輥布料器后，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)上升0.098 t/m2h，相對(duì)增幅7.06%；燒結(jié)礦合格率、FeO±1.0穩(wěn)定率分別提高2.30%、1.56%；燒結(jié)礦粒級(jí)趨于合理，<10 mm含量減少0.23%，燒結(jié)礦平均粒級(jí)略增大0.09 mm。

3 結(jié)語(yǔ)

馬鋼三鐵總廠超厚料層燒結(jié)設(shè)備改造與優(yōu)化的應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了900mm超厚料層燒結(jié)生產(chǎn)的目的。對(duì)于馬鋼第三煉鐵總廠的增產(chǎn)、改善質(zhì)量、降低能耗，達(dá)到了顯著降低燒結(jié)生產(chǎn)成本的目的，大大促進(jìn)了三鐵總廠4000 m3高爐的長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行。

[1] 馬洛文.寶鋼三燒結(jié)的技術(shù)進(jìn)步[J].寶鋼技術(shù)，2012，2

[2] 吳朝剛.300m2燒結(jié)機(jī)增產(chǎn)改造工藝研討[J].馬鋼職工大學(xué)學(xué)報(bào).2003，3

Practice of Transformation on 900 mm Deep-bed Sintering Equipment

ZHENG Xing-rong,XU Bing,ZHANG Qun-shan,QI Yi-long

A series of transformation work on 900 mm deep-bed sintering equipment of NO.3 Ironmaking Plant of Masteel has been introduced in this paper.We obtained remarkable achievements on supporting 900 mm deep-bed sintering technology,through the transformation and optimization on flux feeding equipment,water adding equipment,ignition distributing equipment and sintering machine.

Sinter machine;deep-bed sintering;transformation

2016-10-20

鄭興榮(1968-)，男，馬鋼第三煉鐵總廠燒結(jié)分廠，工程師。

TF046.4

B

1672-9994(2016)04-0027-03