優(yōu)化燒結(jié)混合機加水分布

路肖娟+趙海立

摘 要：邯寶煉鐵廠對1#，2#燒結(jié)機進行了擴容改造，燒結(jié)機產(chǎn)能擴大以后，出現(xiàn)了混合機總加水量相應(yīng)提高，生產(chǎn)水的水質(zhì)不好，雜質(zhì)太多，到檢修后期出現(xiàn)霧化噴嘴堵塞現(xiàn)象，加水霧化噴嘴分布的不合理主要上下排部分噴嘴上下重合，造成了混合機筒體大量粘料，混合機充填率低混合機的造球粒度變差，進而影響燒結(jié)料層透氣性、燒結(jié)礦量。

關(guān)鍵詞：混合機；噴嘴；粒度；加水量

中圖分類號：TF046.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0062-01

隨著全球鋼鐵經(jīng)濟形勢的逐步下行，各鋼廠都在進一步降低鐵水成本。邯寶煉鐵廠首先停配成本較高的球團礦將燒結(jié)礦入爐比例提高到80%；其次，燒結(jié)混勻料中大量配入低價原料，使得燒結(jié)礦的產(chǎn)能不能滿足高爐的生產(chǎn)需求。再次，國家環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，脫硫系統(tǒng)在封堵旁路以后和燒結(jié)系統(tǒng)串聯(lián)運行，由于脫硫系統(tǒng)影響燒結(jié)檢修周期變短，檢修時間較長，降低了燒結(jié)機的作業(yè)率，燒結(jié)礦產(chǎn)量缺口很大。為了提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，西區(qū)煉鐵廠分別對1#，2#燒結(jié)機進行了擴容改造。燒結(jié)機產(chǎn)能擴大以后，出現(xiàn)了以下幾個問題。（1）混合機總加水量相應(yīng)提高。（2）因生產(chǎn)水的水質(zhì)不好，雜質(zhì)太多，到檢修后期出現(xiàn)霧化噴嘴堵塞現(xiàn)象。（3）由于加水霧化噴嘴分布的不合理主要上下排部分噴嘴上下重合，造成了混合機筒體大量粘料，不僅每次檢修要投入大量的人力清理混合機很不安全，而且混合機筒體粘料，造成混合機充填率低混合機的造球粒度變差，進而影響燒結(jié)料層透氣性、燒結(jié)礦量。（4）由于混合機粘料造成混合機負(fù)荷加大，對設(shè)備有一定損壞，電耗也有所增加。因此對混合機加水系統(tǒng)進行了攻關(guān)改造。

1 改進前的狀況

混合機加水由一次混合機和二次混合機分別加水，每臺混合機筒體有上下兩排加水管，每排加水管以2米長為一組加水，上排加水管每組平均分布了3個霧化噴嘴，下排加水管每組平均分布4個霧化噴嘴，每個霧化噴嘴口徑都是8mm。當(dāng)初設(shè)計時，一次混合機的最大加水量35噸，二次混合機最大加水量10噸。燒結(jié)機產(chǎn)能擴大以后，混合機總加水量相應(yīng)提高，一次混合機加水量不能滿足一混加水比例80～90%的生產(chǎn)要求，尤其到檢修后期由于噴頭堵塞總加水量常常不能滿足燒結(jié)生產(chǎn)的需要，成為制約提高產(chǎn)量、延長設(shè)備檢修周期的重要因素。因上排相鄰兩個噴嘴的間隔是667mm，下排相鄰兩個噴嘴的間隔是500毫米，就會造成上下兩排加水管有的霧化噴嘴出在垂直方向上發(fā)生重合或間距太小，造成了混合機局部加水量過大筒體大量粘料。

2 造球機理

混合料造球分為三個階段：形成母球，母球長大，長大的母球密實，這三個階段都是在水分的作用下完成的。

（1）形成母球：物料加水潤濕到最大分子結(jié)合水后，以返礦顆粒為核心開始形成母球，當(dāng)物料繼續(xù)加水潤濕到毛細(xì)水階段時，潤濕的物料受到滾動和搓動的作用，借助毛細(xì)力作用，顆粒被拉向毛細(xì)水的中心形成母球。（2）母球長大：當(dāng)加水適量時，母球表面水分含量接近適宜的毛細(xì)水含量，在其他礦粉中水分含量較低，接近最大分子結(jié)合水量，母球在混合機內(nèi)滾動，進一步壓緊，物料之間毛細(xì)管形狀和尺寸發(fā)生改變，過剩的毛細(xì)水?dāng)D壓到母球表面，在運動中粘上潤濕程度相對較低的顆粒，多次重復(fù)之后，母球進一步長大。（3）長大母球密實：長大到符合標(biāo)準(zhǔn)要求尺寸的生球在滾動和搓動機械作用下，使生球內(nèi)顆粒按接觸面積最大進行排列，使生球內(nèi)顆粒進一步壓緊，若干顆粒共有一個薄膜層，形成生球，其中各顆粒靠分子粘結(jié)力，毛細(xì)力和內(nèi)摩擦力作用相互結(jié)合，機械強度增大，若全部毛細(xì)水由生球中排出，則得到機械強度最大的生球。

根據(jù)混勻料造球機理，一次混合機主要目的是加水潤濕、混勻，而二次混合機除繼續(xù)混勻外，還要進行補充潤濕，其主要目的是制粒。所以一次混合機要加總加水量的80%-90%，且在一次混合機的進料端加水量多于出料端加水，混合料在混合機轉(zhuǎn)動時的狀態(tài)，下排加水量要大于上排的加水量，才避免水噴到筒壁上，造成筒壁粘料。

3 改進措施

（1）增加了霧化噴嘴數(shù)量，上下排統(tǒng)一考慮均勻分布噴嘴，二混分段加水增加一次混合機上排霧化噴嘴的數(shù)量，上下兩排水管在每2米一組里面各平均分布4個霧化噴嘴。每排霧化噴嘴間距為500毫米，上下兩排相鄰霧化噴嘴的間距為250毫米。上排霧化噴嘴的安裝角度和加水管垂直面成30℃角，下排霧化噴嘴的安裝角度和加水管的垂直面成60℃角，這樣既能保證再出現(xiàn)霧化噴嘴堵塞的情況下依然能夠把水加足，不會出現(xiàn)加水的不足現(xiàn)象。也能使每段加水平均分布。在二次混合機霧化噴嘴沿長度方向（2米為一組）分為數(shù)段：準(zhǔn)備段（2米）為受料不加水；主潤濕段（4米）加水，以形成造球核心；造球段（4米）不加水，使小球成型硬固；補充加水段（2米）對尚未成球部分進行潤濕；小球硬化段（6米），總長18米。

（2）擴大加水管霧化噴嘴的口徑。根據(jù)下排水管對應(yīng)物料多，混合機進料端物料水分更低的情況，確定下排多加水上排少加水，進料端多加水出料端少加水的原則。具體是在一次混合機入口的前2組加水管道上排霧化噴嘴的口徑由原來的8mm擴大到10mm，下排霧化噴嘴的口徑也擴大到10mm，中間2組霧化噴嘴上排還是保持8mm，下排霧化噴嘴口徑擴大到10mm，出口幾組的霧化噴嘴口徑還保持8毫米。這樣就會保證混合機前段加水量明顯大于混合機后段的加水量，下排加水量大于上排的加水量。

4 改進后效果

改造后僅一次混合機加水量能達到50噸，滿足了擴容后正常加水需求，混合機的造球率明顯大于改造之前，混合料的透氣性有所改善，為燒結(jié)機提高產(chǎn)質(zhì)量創(chuàng)造了必要條件。也為進一步混勻料配料時增加廉價原料的配入，降低原料的成本提供了可能。混合機的筒體粘料情況大為改觀，每次檢修時減少了大量的勞動力。

在降低混勻料價格的同時，燒結(jié)礦產(chǎn)量也穩(wěn)定在日產(chǎn)23200噸，滿足了高爐燒結(jié)礦入爐比例80%以上的要求，停配了價格高于燒結(jié)礦的酸性球團礦，這樣也降低鐵水成本。其次因混合機的造球效果得到改善，為配加污泥等冶金廢料創(chuàng)造了有利條件。再次，筒體粘料少且均勻，檢修時不再用派大量的人力清理混合機，大大降低了工人的勞動強度，降低了大塊積料清理過程中墜落造成人員傷害的幾率。另外，減少混合機筒體粘料，降低了混合機負(fù)荷，提高設(shè)備使用壽命。endprint