混合機強化制粒技術(shù)在攀鋼燒結(jié)中應(yīng)用

周旭東 唐 偉

(攀鋼釩煉鐵廠 四川攀枝花 617024)

1 前言

影響燒結(jié)混合料制粒效果的因素很多，既與原燃料自身的物理特性(如種類、顆粒形貌、比表面積等)有關(guān)，還與制粒設(shè)備的工藝參數(shù)及操作、加水方式、添加劑種類等因素有關(guān)。強化燒結(jié)混合料制粒的措施比較多：酒鋼燒結(jié)采用倒料再返回二次混合機的強化制粒技術(shù)[1]；邢鋼燒結(jié)以混合機的加水方式、加水量、加水性質(zhì)、制粒時間、填充率、轉(zhuǎn)速等方面，研究了影響圓筒混合機制粒的因素，取得了一定效果[2]；安鋼燒結(jié)采用圓筒混合機與造球盤并聯(lián)進行強化制粒，優(yōu)化混合機的傾角、轉(zhuǎn)速，實施霧化噴水技術(shù)等，成球率提高10%左右[3]；馬鋼二燒通過優(yōu)化混合機的傾角、轉(zhuǎn)速，用旋子噴頭霧化加水與含油尼龍襯板，增加反射板的長度，提高成球率[4]；酒鋼燒結(jié)二次混合機采用異型襯板強化制粒[5]；濟鋼燒結(jié)采用采用了一種新型波浪型尼龍襯板并與平厚襯板組合強化制粒；鞍鋼二燒的二混由圓盤改成圓筒后，混合料制粒效率提高；中南大學(xué)針對鏡鐵礦精粉成球性及可燒性差的特點，采用分流輥壓預(yù)成型強化制粒燒結(jié)工藝，燒結(jié)礦各項指標(biāo)得到改善[5]；包鋼燒結(jié)采用三段混合方式，總混合時間>8.1min，提高混合料的制粒效果與燒結(jié)機的生產(chǎn)能力。

由于釩鈦磁鐵精礦在制粒和燒結(jié)方面的特殊性，攀鋼燒結(jié)攀精礦配比逐步增加，燒結(jié)性能變差，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)惡化，要進一步提高燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量有一定難度，雖然近幾年來通過配加生石灰、添加粘結(jié)劑等，優(yōu)化混合機參數(shù)，使混合機制粒效果有了較大改善，燒結(jié)產(chǎn)量得到了較大幅度提高[5]；同時開展了釩鈦磁鐵精礦預(yù)制粒燒結(jié)研究。但隨著煉鐵工序的生產(chǎn)能力的不斷提高，在保證燒結(jié)礦質(zhì)量的前提下，提高產(chǎn)量仍是關(guān)鍵。

作為強化制粒的主要措施混合機結(jié)構(gòu)與參數(shù)改進，目前在國內(nèi)外引起了足夠的重視，有較多單位進行強化制粒技術(shù)積累鉆研，如“混合機三段式概念”制粒技術(shù)，第一段為導(dǎo)料段，目的是快速的把物料向筒內(nèi)推進，避免如料口吐料，第二段為加水段，物料經(jīng)過導(dǎo)料段之后開始加水，水與物料開始混合攪拌在一起，第三段為混合段(二混叫制粒段)，一混的目的是讓各種物料混合均勻并補充加水到工藝要求總水量的80%～90%左右，二混的目的是造球，并且進行補充加水或者蒸汽到工藝要求總水量的20%～10%。混合機粘料一般都是從加水處開始向后粘料嚴(yán)重，因為物料與水混合后黏性增大，附著力增強。根據(jù)以上情況，該技術(shù)可以有效的解決混合機沾料及磨損問題，并且減少電耗，減少人工維護清理的成本，提高混合機作業(yè)率，最重要的是造球率得到明顯的提高?；谂输撃壳拔锪辖Y(jié)構(gòu)與生產(chǎn)實際情況，在6#燒結(jié)機的二次混合機上實施了該項技術(shù)，目的在于改善制粒效果與提高襯板使用壽命，減少混合機粘料、掉襯板等事故，提高作業(yè)率。

2 技術(shù)原理與實施方案

2.1 錐形逆流制粒技術(shù)原理與解決方案

該技術(shù)通過改變混合機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)混合料受力狀態(tài)的改變，壓縮混合料運動過程“螺距”，達到延長有效混合造球時間，增加物料有效滾動路程、提高造球效果的目的；采用機內(nèi)分段分級技術(shù)，實現(xiàn)混合料粒度的自動分級，達到大顆粒物料先向外走，小顆粒物料返回造球的目的；采用新型布襯技術(shù)，徹底解決混合機根部積料，實現(xiàn)混合過程死料的再循環(huán)，提高造球效果和混合機有用功率，錐形逆流襯板結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 錐形逆流襯板結(jié)構(gòu)示意圖

具體技術(shù)解決方案為：

(1)改變混合機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在混合機內(nèi)部筒壁上焊接與物料運行軌跡相反的混料導(dǎo)板及造球?qū)О?，在襯板上形成逆螺旋，以實現(xiàn)混合料受力狀態(tài)的改變，壓縮混合料運動過程“螺距”，達到延長有效混合造球時間，增加物料有效滾動路程、提高造球效果的目的。

(2)采用的混料導(dǎo)板及造球?qū)О宓母叨扔扇肓隙酥脸隽隙朔较虬匆欢ǖ男甭首兓茨媛菪母叨仍诖朔较驗樘菪巫兓?，實現(xiàn)混合料粒度的自動分級，達到大顆粒物料先向外走，小顆粒物料返回造球的目的。

(3)在入料端采用新型布襯技術(shù)，即在混合機內(nèi)部入料端的筒壁上焊接與物料運行軌跡相同的螺旋導(dǎo)料板——入料導(dǎo)板，以改變混合料受力狀態(tài)，徹底解決混合機根部積料，實現(xiàn)混合過程死料的再循環(huán)，提高造球效果和混合機有用功率。襯板采用特殊高分子結(jié)構(gòu)，不會造成沾料情況。

2.2 技術(shù)方案

(1)6#燒結(jié)機二次混合機直徑3m，長度14m；新型襯板厚度20mm～40mm，分三段安裝：混合機前2m為復(fù)合橡膠導(dǎo)料板，中段2m為三合一陶瓷襯板，最后10m為NZ-HA型高耐磨自潤滑含油單斜筋逆流結(jié)構(gòu)形式。

(2)橡膠復(fù)合襯板厚度為40mm，三合一陶瓷襯板厚度為20(30)mm，NZ-HA高耐磨自潤滑型尼龍襯板厚度為30(40)mm。

(3)混合機從進料端看為順時針方向旋轉(zhuǎn)。

2.3 新型襯板設(shè)計布置圖

圖2 新型襯板設(shè)計布置圖

可見，混合機第一段前2m(第1m～2m)為導(dǎo)料段，材質(zhì)為復(fù)合橡膠襯板，襯板布置2排20塊；第3m～14m為逆流襯板共14排(80+30+10=120塊)，其中第二段第3m～4m為加水段，材質(zhì)為耐磨陶瓷復(fù)合襯板襯板，排數(shù)2排(20塊)；第三段第5m～14m為制粒段，襯板布置12排100塊(第14排為揚料板10塊)，材質(zhì)為高耐磨自潤滑型尼龍襯板。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 現(xiàn)場實施

2017年7月在6#燒結(jié)機檢修期間，對二混筒體進行整體更換，對襯板進行了改進，取消了直線壓條，在混合機內(nèi)部筒壁上焊接逆流錐形襯板：與物料運行軌跡相反的混料導(dǎo)板及造球?qū)О?，在襯板上形成逆螺旋，以實現(xiàn)混合料受力狀態(tài)的改變，壓縮混合料運動過程“螺距”，達到延長有效混合造球時間，增加物料有效滾動路程、提高造球效果的目的。(改進前后襯板變化見圖3、圖4)

可見兩種內(nèi)壁襯板壓條具有本質(zhì)的不同，舊襯板采用直線壓條，新襯板采用螺旋式壓條，這樣就改變了混合料的運動軌跡，混合料在筒體內(nèi)運動時間增加，大顆粒先運動到混合機出口，而細粒返回螺旋線后端繼續(xù)制粒，混合料運動軌跡形成錐形逆流，增加了制粒時間與滾動行程，提高制粒效果。同時由于新、舊襯板的材質(zhì)不同，多年實踐表明舊襯板特別容易粘料，從而造成混合機負荷增加而燒毀電機或減速機，同時筒體有效容積減少而影響制粒效果。

圖3 安裝實施前混合機內(nèi)壁舊襯板

圖4 安裝實施后混合機內(nèi)壁新襯板

3.2 試驗配料比對比

試驗期與基準(zhǔn)期比較物料結(jié)構(gòu)與配比發(fā)生一定變化，見表1。鐵料1增加了1.38個配比，鐵料2增加了3.39個配比，鐵料3減少了5.7個配比，其它物料配比變化不大。配比變化并不影響混合機襯板制粒效果的比較，只要檢測進入二混前后同一批次料的粒級即可得出制粒效果。由表1可見，與基準(zhǔn)期比較，新料上料量增加1.42kg/m，返礦增加0.16kg/m，從另一方面說明了采用新襯板后混合料的燒結(jié)性能改善了，燒結(jié)機產(chǎn)能增加。

3.3 對混合料指標(biāo)的影響

經(jīng)過2017年7-8月連續(xù)26天試驗結(jié)果表明，新襯板比舊襯板的制粒效果好，強化制粒作用明顯，見表2。

表1 試驗期與基準(zhǔn)期配料比變化對比

表2 二混襯板改進后混合料粒度檢測(>3mm%)

由表2知，通過現(xiàn)場檢測對比，改進前舊襯板二混入口>3mm粒級為62.34%，出口粒級為69.25%，表明二混制粒效果為6.92%，采用新襯板后二混入口>3mm粒級為63.02%，出口粒級為73.29%，表明新襯板二混制粒效果為10.27%，由此說明新襯板的制粒效果比舊襯板提高了3.35個百分點(10.27%～6.92%)，說明新襯板采用錐形逆流螺旋的“TY三合一”結(jié)構(gòu)后，延長混合料滾動行程與制粒時間，制粒效果明顯改善，尤其對釩鈦精礦強化制粒具有明顯效果。

3.4 燒結(jié)機中間操作指標(biāo)變化

由表3知，試驗期采用新襯板后，料層繼續(xù)提高達到693mm，常規(guī)工藝檢測混合料>3mm(濕篩)試驗期提高了1.55個百分點，這些參數(shù)調(diào)整與變化都有利于同時提高產(chǎn)質(zhì)量。

表3 試驗期與基準(zhǔn)期燒結(jié)工藝參數(shù)變化對比

3.5 燒結(jié)機主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對比

由表4、表5可見，試驗期燒結(jié)機臺時產(chǎn)量提高11.13t/h，增產(chǎn)率達到4.98%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)基本持平，提高了0.03個百分點，同時在FeO提高的情況下，節(jié)能效果明顯，固體燃耗下降3.49kg/t，點火煤氣下降0.04m3/t。由此說明采用新型襯板后，主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)都得到不同程度的改善，產(chǎn)生了良好效果，生產(chǎn)狀況穩(wěn)定，特別是增產(chǎn)節(jié)能方面效果明顯。

表4 試驗期與基準(zhǔn)期燒結(jié)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對比

表5 試驗期與基準(zhǔn)期燒結(jié)礦成分與穩(wěn)定性對比

4 結(jié)論

(1)攀鋼釩6號燒結(jié)機的二次混合機襯板改進現(xiàn)場實測試驗表明，新襯板比舊襯板的制粒效果好，強化制粒作用明顯。舊襯板二混后的濕篩>3mm粒級含量比二混前提高了6.92%；改進后新襯板二混后濕篩>3mm粒級含量比二混前提高10.27%，同比條件下新襯板濕篩>3mm%粒級含量比舊襯板提高了3.35%，強化制粒效果較明顯。

(2)試驗期與基準(zhǔn)期對比，臺時產(chǎn)量上升11.13t/h，增產(chǎn)率4.98%，固體燃耗下降3.49kg/t，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)上升0.03個百分點，強化了制粒、增產(chǎn)節(jié)能效果明顯。