改善球團(tuán)質(zhì)量的綜合技術(shù)措施及實(shí)踐

郭秀平

吉林省白山市通鋼礦業(yè)球團(tuán)廠 吉林 白山 134300

引言

球團(tuán)礦具有強(qiáng)度好、粒度均勻、形狀規(guī)則、含鐵品位高、還原性好等優(yōu)點(diǎn)，在高爐冶煉中可起到增產(chǎn)節(jié)焦、改善煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、降低生鐵成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的作用。為適應(yīng)鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展、高爐精料技術(shù)和合理爐料結(jié)構(gòu)的要求，近年來(lái)，球團(tuán)礦作為優(yōu)質(zhì)原料得到青睞和高度重視，一些鋼鐵廠正在積極籌建或擴(kuò)大球團(tuán)礦產(chǎn)能。

1 我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀

跨入二十一以來(lái)，我國(guó)球團(tuán)礦的年產(chǎn)能提高很快，2011年年產(chǎn)量達(dá)到了20410萬(wàn)t，(年增幅達(dá)到18%)，球團(tuán)礦占爐料結(jié)構(gòu)比例已經(jīng)接近20%，但近幾年受燒結(jié)粉與鐵精粉的差價(jià)和成本理念的影響，球團(tuán)礦年產(chǎn)量一路下降，2015年的年產(chǎn)量約為12800萬(wàn)t，下降了7600萬(wàn)t。目前隨礦價(jià)進(jìn)入低價(jià)的新常態(tài)，我國(guó)球團(tuán)礦的產(chǎn)量預(yù)計(jì)會(huì)很快得到新的發(fā)展。(2)我國(guó)球團(tuán)礦的質(zhì)量指標(biāo)：鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦的含鐵品位曾上升到高于64.5%，隨著礦價(jià)的急劇上漲，2011年又降低到低于63.50%；豎爐球團(tuán)一直處于62%～63%的水平，球團(tuán)礦Si O2含量在2007年前報(bào)表無(wú)數(shù)據(jù)，近幾年鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯Si O2含量不斷升高，2014高至6.68%的程度，豎爐球團(tuán)Si O2含量高于6.20%。鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)達(dá)到95.0%，豎爐球團(tuán)礦為90%～91%。近幾年首鋼和鞍鋼的鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦的含鐵品位保持在65.50%以上，接近巴西進(jìn)口球團(tuán)礦的水平；武鋼程潮鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦的Si O2含量低達(dá)3.75%的優(yōu)良水平。邯鋼球團(tuán)廠成品球的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)達(dá)到97.0%的水平。(3)我國(guó)生產(chǎn)球團(tuán)礦的原材料消耗：鋼鐵生產(chǎn)節(jié)省原材料，是資源循環(huán)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。噸球精礦粉消耗回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦已基本穩(wěn)定在1000kg之內(nèi)；豎爐球團(tuán)礦精礦粉消耗也由2001年的1060kg，下降到接近1000kg的水平。球團(tuán)礦生產(chǎn)的粘結(jié)劑用量，回轉(zhuǎn)窯噸球膨潤(rùn)土用量已由2001年的37.43kg逐年下降到2015年19kg的水平，豎爐球團(tuán)膨潤(rùn)土用量也已由2001年的35.05kg逐年下降到2015年的21kg。國(guó)外球團(tuán)生產(chǎn)膨潤(rùn)土的用量為4～8kg/t，因此我國(guó)球團(tuán)生產(chǎn)膨潤(rùn)土用量還有一個(gè)較大的改善空間。我國(guó)首鋼和鞍鋼弓礦球團(tuán)礦生產(chǎn)的膨潤(rùn)土用量近幾年下降到了10～11kg/t球，已經(jīng)接近國(guó)外先進(jìn)水平。揚(yáng)州泰富公司年產(chǎn)300萬(wàn)t的鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線2015年工業(yè)試驗(yàn)，采用北科大的國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利產(chǎn)品富鐵復(fù)合粘結(jié)劑用量，噸球已降低到4.57kg/t的世界先進(jìn)水平。(4)我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)的工序能耗，回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)由2001年的65.35kg標(biāo)煤/t球下降到2015年的29.03kg標(biāo)煤/t球，豎爐工序能耗由2001年的42.84下降到2015年的26.63kg標(biāo)煤/t球。帶式焙燒機(jī)是球團(tuán)礦生產(chǎn)的一種裝備和生產(chǎn)新工藝，幾十年來(lái)我國(guó)僅鞍鋼和包鋼2條生產(chǎn)線，2010年京唐鋼鐵公司建設(shè)和投產(chǎn)了一條年產(chǎn)400萬(wàn)t(面積504m2)的大型帶式焙燒機(jī)，經(jīng)過(guò)短短幾年的運(yùn)行，取得了良好的效果。

2 改善球團(tuán)質(zhì)量的綜合技術(shù)措施

2.1 優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯噴煤槍參數(shù)，提高窯頭溫度 回轉(zhuǎn)窯的燃料一般包括兩種，一種是高爐煤氣，一種是煤粉。峨口鐵礦回轉(zhuǎn)窯以煤粉作為燃料，煤粉著火慢，噴煤槍槍頭黑、火頭長(zhǎng)，在預(yù)熱二段煙罩溫度一定的情況下，發(fā)現(xiàn)窯頭溫度偏低、窯內(nèi)火焰不集中、峰值低，最終導(dǎo)致窯頭球抗壓強(qiáng)度偏低、窯頭球溫度偏低。但如果窯頭溫度提高幅度太大，窯中后部的結(jié)圈會(huì)明顯加劇。為此，我們進(jìn)行了噴煤槍參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)，以調(diào)整火焰分布，增加窯中火焰溫度峰值。主要措施是增加旋流風(fēng)配入量，使煤粉在槍頭快速著火。適當(dāng)增大內(nèi)風(fēng)開(kāi)度、降低外風(fēng)開(kāi)度，可以提高窯內(nèi)溫度峰值，從而提高窯頭球溫度，進(jìn)而相應(yīng)提高窯頭球抗壓強(qiáng)度。噴煤槍參數(shù)調(diào)整后，對(duì)鏈篦機(jī)和回轉(zhuǎn)窯的部分參數(shù)進(jìn)行了跟蹤，發(fā)現(xiàn)：在噴煤量、預(yù)熱二段煙罩溫度基本一致的情況下，窯頭球溫度、窯頭球抗壓強(qiáng)度、窯頭球和鏈篦機(jī)機(jī)頭球抗壓強(qiáng)度極差明顯增大，并且窯內(nèi)結(jié)圈中心移向窯頭，窯口開(kāi)始結(jié)圈，但窯后部結(jié)圈速度明顯減慢。

2.2 優(yōu)化鏈篦機(jī)熱工系統(tǒng)參數(shù) 球團(tuán)的焙燒過(guò)程通?？煞譃楦稍?、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻五個(gè)階段，它們與球團(tuán)的熱物理性質(zhì)、加熱介質(zhì)特性、熱交換強(qiáng)度和升溫速度控制有關(guān)，具體數(shù)值的變化與物料的化學(xué)組成和礦物組成有關(guān)。為此，針對(duì)鐵精礦焙燒性能的變化，提出并組織了提高系統(tǒng)溫度生產(chǎn)試驗(yàn)，將鏈篦機(jī)預(yù)熱二段煙罩溫度由1025℃提高到1055℃。生產(chǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6所示。結(jié)果表明，提高溫度是改善球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的有效措施。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)整，將預(yù)熱二段煙罩溫度范圍由900～1030℃調(diào)整到900～1065℃，高點(diǎn)溫度提高了35℃，球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度提高302 N/個(gè)。同時(shí)，成品球抗壓強(qiáng)度合格率(球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度≥2000 N/個(gè)為合格)在球團(tuán)產(chǎn)量變化不大的情況下，由71%升至82%，提高了11個(gè)百分點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)對(duì)精料和合理爐料結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的提高，煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化，球團(tuán)礦得到企業(yè)的青睞和高度重視，對(duì)球團(tuán)礦需求強(qiáng)勁。