張 曦
( 新余鋼鐵集團(tuán)有限公司,江西 新余 338001)
摘要:通過對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)工藝過程中的各種參數(shù)進(jìn)行分析,找出制約新鋼 2 ×360 m2 燒結(jié)機(jī)堿度一級(jí)品率的因素,采取加強(qiáng)原燃料管理、改進(jìn)設(shè)備和工藝條件等措施后,燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率提高了 4. 12%,固體燃耗下降 0. 32 kg/t。
關(guān)鍵詞:燒結(jié)礦; 一級(jí)品率; 生石灰; 混勻礦; 堿度
0 前言
燒結(jié)礦是高爐冶煉的主要原料,其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到高爐煉鐵生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完成。對(duì)燒結(jié)礦不僅要求其品位高、強(qiáng)度高、粒度組成合理、粉末少,還要求其成分穩(wěn)定[1]。生產(chǎn)實(shí)踐證明,燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定能夠促進(jìn)高爐爐況穩(wěn)定順行,燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率的提高對(duì)燒結(jié)和煉鐵的產(chǎn)質(zhì)量都有著重要影響。國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)表明,燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率每提高 10%,高爐煉鐵焦比可降低 1%,產(chǎn)量可提高1. 5% [2 -3] ,由此可見燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的提高對(duì)強(qiáng)化高爐冶煉、增鐵節(jié)焦有著重要的意義[4]。
圖1 為2016 年7—12 月新鋼燒結(jié)廠2 ×360 m2 燒結(jié)機(jī)的堿度一級(jí)品率。由圖 1 可知,新鋼 2 × 360 m2燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)上主要存在兩個(gè)問題: 一是堿度一級(jí)品率整體偏低( 7—12 月平均為 91. 21%) ,遠(yuǎn)低于新鋼公司績(jī)效考核指標(biāo) 94. 0%; 二是堿度一級(jí)品率波動(dòng)大,9 月最高為 94. 49%,7 月最低為 88. 11%,相差6. 38%。
1 影響燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率的主要因素分析
在燒結(jié)生產(chǎn)過程中,影響燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率的因素較多,主要為原燃料成分的穩(wěn)定性,原燃料破碎、混勻工序的產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,配料工序的配料精度以及取樣制度的科學(xué)規(guī)范化性等。
1. 1 含鐵原料的影響
新鋼 2 ×360 m2 燒結(jié)機(jī)所用原料的來源點(diǎn)多、品種多、化學(xué)成分波動(dòng)大,這對(duì)燒結(jié)礦品位和堿度穩(wěn)定性的提高很不利。目前,大多數(shù)燒結(jié)廠家都對(duì)燒結(jié)用含鐵原料進(jìn)行中和。新鋼燒結(jié)廠也使用混勻礦進(jìn)行燒結(jié),這樣混勻料化學(xué)成分的波動(dòng)性就直接影響著燒結(jié)礦化學(xué)成分的穩(wěn)定。
新鋼燒結(jié)所用含鐵原料多達(dá) 30 種,受料場(chǎng)場(chǎng)地和設(shè)備條件所限,混勻礦的質(zhì)量和產(chǎn)量都受到了影響。2016 年 7—12 月混勻礦的 SiO2 穩(wěn)定率( ± 0. 5% ) 見 表 1,品 位 穩(wěn) 定 率 ( ± 1. 0% ) 為75% ,而 燒 結(jié) 廠 要 求 混 勻 料 的 雙 穩(wěn) 定 率 不 低于 90. 0% 。
1. 2 生石灰的影響
生石灰在燒結(jié)過程中的作用如下:
1) 生石灰加水消化放熱,可以提高料溫,降低過濕層厚度,改善料層透氣性;
2) 有利于強(qiáng)化制粒,提高小球的成球率和強(qiáng)度,提高燒結(jié)機(jī)利用系數(shù);
3) 在生產(chǎn)熔劑性燒結(jié)礦時(shí)更容易生成熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、易凝結(jié)的液相,它可降低燃燒帶的溫度和厚度,減少液相氣動(dòng)阻力,顯著提高燒結(jié)速度,降低燃料消耗;
4) 對(duì)焦粉、煤粉燃燒具有催化作用。
如果生石灰質(zhì)量不穩(wěn)定,例如 CaO 含量波動(dòng)大、粒度偏大且粒級(jí)組成波動(dòng)大、生燒、過燒等,都會(huì)給生石灰的配料計(jì)算帶來困難,特別是在生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦時(shí),因生石灰用量較大而難以精準(zhǔn)控制其加入量,會(huì)影響燒結(jié)礦合格率和堿度的穩(wěn)定率[5]。另外,生石灰粒度偏大易消化不完全,使其熱量利用及粘附效果變差,導(dǎo)致強(qiáng)化制粒作用無(wú)法充分發(fā)揮,并且在混合料中易造成偏析,這些都將影響燒結(jié)過程中料層的透氣性,降低垂直燒結(jié)速度。生石灰消化不完全在成品礦中存在“白點(diǎn)”,會(huì)影響燒結(jié)礦強(qiáng)度。
新鋼燒結(jié)廠所用的生石灰來源比較復(fù)雜( 生產(chǎn)廠家有 5 家) ,生石灰的成分、粒度波動(dòng)非常大,2016年 7—12 月生石灰的合格率見表 2。
1. 3 配料工序電子秤的影響
新鋼 2 ×360 m2 燒結(jié)機(jī)配料工序所用的電子秤有 36 臺(tái),這些電子秤的故障率較高且一旦出現(xiàn)故障不易被發(fā)現(xiàn),校驗(yàn)過程也較復(fù)雜。2016 年 7—12 月配料電子秤的故障頻率見表 3。
1. 4 燒結(jié)礦取樣的影響
燒結(jié)礦未分批次取樣,使樣品的代表性不強(qiáng)。
2 提高燒結(jié)礦一級(jí)品率的措施
燒結(jié)礦的二元堿度是 CaO/SiO2 ,影響二元堿度的主要原因如下:
1) 原料成分的波動(dòng),燒結(jié)含鐵原料有精礦粉、富
礦粉和其他雜料,各種原料的 SiO2 含量相差比較大,且同一品種的含鐵樣 SiO2 波動(dòng)也比較大;
2) 生石灰、石灰石中 CaO 含量有波動(dòng);
3) 計(jì)量設(shè)備的精確與否影響著 CaO 和 SiO2 的穩(wěn)定。
2. 1 穩(wěn)定含鐵原料化學(xué)成分
1) 改善混勻礦質(zhì)量。首先,選擇品種和數(shù)量穩(wěn)定且質(zhì)量合格的鐵礦粉供應(yīng)商,盡量減小鐵礦粉化學(xué)成分的波動(dòng),從而減小燒結(jié)原料配比的波動(dòng); 其次,加強(qiáng)料場(chǎng)管理,加大原料的混勻力度。新鋼燒結(jié)使用的含鐵原料有30 種,礦種之間的品位極差達(dá)20%,SiO2 含量極差達(dá)19%,礦種化學(xué)成分的差異導(dǎo)致混合料的配比波動(dòng)大,從而使燒結(jié)礦質(zhì)量波動(dòng)也較大。
為了提高混勻料化學(xué)成分的穩(wěn)定性,采取了以下措施: 在現(xiàn)有料場(chǎng)的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了混勻工藝; 利用料場(chǎng)周邊的閑散地面,適當(dāng)擴(kuò)建混勻料場(chǎng); 增設(shè)堆場(chǎng)擋土墻以提高混勻礦的堆存能力; 在堆料過程中,減小料流量,增加堆料機(jī)機(jī)速,使混勻料堆的堆料層數(shù)從 500 層提高到 650 層。采取這些措施后,混勻料場(chǎng)長(zhǎng)度延長(zhǎng)了 100 m,混勻堆料量增加到 18 萬(wàn) t,換料周期由以前的 5 天延長(zhǎng)到 7. 5 天,從而有效提高了混勻礦的質(zhì)量穩(wěn)定率。
2) 將高爐返礦、燒結(jié)廠內(nèi)的回收料根據(jù)其回收量按一定比例配料,使其能均勻地混勻到其他鐵原料中。
3) 采用“等硅等鐵堆料技術(shù)”工藝,穩(wěn)定混勻料的化學(xué)成分。
采取以上措施后,二次原料品位穩(wěn)定率提高到88. 62%,SiO2 穩(wěn)定率提高到 91. 50%。2017 年 1—12 月混勻礦 SiO2 穩(wěn)定率見表 4。
2. 2 穩(wěn)定生石灰化學(xué)成分
對(duì)生石灰的質(zhì)量要求是: 不生燒、不過燒、CaO含量高且穩(wěn)定; 粒度均勻,原則上以不超過3 mm為宜,活性度大,在造球制粒前全部消化。
1) 在配料前的運(yùn)輸及儲(chǔ)存過程中避免雨淋、受潮、風(fēng)化,不長(zhǎng)期儲(chǔ)存,以免其消化而失去強(qiáng)化作用。
2) 在配料點(diǎn)嚴(yán)格穩(wěn)定生石灰的下料量,并減少停機(jī)次數(shù),避免由于開停機(jī)造成的波動(dòng)而影響燒結(jié)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。
3) 入廠的生石灰按成分、產(chǎn)地、品種分別入庫(kù);生石灰破碎時(shí)采用高低成分混勻; 嚴(yán)格生石灰粉的驗(yàn)收和使用程序,及時(shí)取得并反饋熔劑質(zhì)量信息。采取以上措施后,2017 年 1—12 月生石灰合格率提高至 91. 3%( 見表 5) 。
4) 在主控室增加配料室星型卸灰閥轉(zhuǎn)速值數(shù)字顯示,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)生石灰下料量和質(zhì)量的變化。
5) 加強(qiáng)對(duì)配料螺旋秤的監(jiān)控,通過現(xiàn)場(chǎng)觀察生石灰質(zhì)量變化并結(jié)合星型卸灰閥轉(zhuǎn)速值,及時(shí)判斷配料螺旋秤是否準(zhǔn)確。如果不準(zhǔn)可以通過配料計(jì)算重新設(shè)定“零點(diǎn)”,使下料量達(dá)到正常值。
6) 改進(jìn)生石灰消化器的加水方式。把消化螺旋的加水位置從進(jìn)料端移到出料端,解決了生石灰在消化螺旋出料端加水導(dǎo)致配料秤出料口粘料乃至堵死的難題。加水方向?yàn)橹邢虏浚阌诩写蛩欣谏蚁?/p>
7) 對(duì)生石灰消化器進(jìn)行改造。將生石灰消化器的電機(jī)由四級(jí)變速改造為六級(jí)變速,不僅可以延長(zhǎng)生石灰在消化螺旋內(nèi)的消化時(shí)間,也有利于混合料的充分混勻。
8) 在主控室增加一混加水量數(shù)字顯示。根據(jù)生石灰消化程度與水分量的關(guān)系,可以在主控室及時(shí)判斷出生石灰的量和質(zhì)量變化情況,以便及時(shí)采取措施。
9) 根據(jù)一混水分值與二混水分值的差別判斷生石灰質(zhì)量的變化。在混合料結(jié)構(gòu)不變及一混充分加水潤(rùn)濕的情況下,通過水分值的差別,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生石灰質(zhì)量的變化。
10) 及時(shí)調(diào)整返礦加入量。由于返礦的堿度與燒結(jié)混合料的堿度不同,因此在返礦配加量波動(dòng)時(shí),燒結(jié)礦堿度也會(huì)隨之變化。通過多次的工業(yè)試驗(yàn),掌握了返礦量波動(dòng)時(shí)調(diào)整配比的方法。
2. 3 加強(qiáng)電子秤管理,規(guī)范取樣制度
采用新型電子秤。新型電子秤操作較簡(jiǎn)單,發(fā)生故障后容易被發(fā)現(xiàn),也便于處理。使用新型電子秤后其故障率明顯下降( 見表 6) 。規(guī)范取樣制度,在取樣現(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)控裝置,確保所取樣品具有代表性。
2. 4 推行燒結(jié)礦堿度預(yù)判制度
l) 根據(jù)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火強(qiáng)度的變化來判斷燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)。在燒結(jié)機(jī)機(jī)頭觀察表層燒結(jié)礦狀況,據(jù)此判斷其液相的多少和礦相特征,結(jié)合煤分配比和水分值的大小,就可以綜合判斷燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)。
2) 在其他生產(chǎn)參數(shù)正常的情況下,根據(jù)返礦流量和燒結(jié)礦強(qiáng)度的高低,判斷燒結(jié)礦的堿度波動(dòng),并及時(shí)采取調(diào)整措施。
3) 根據(jù)煙道負(fù)壓升高或降低來判斷燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)。
4) 在成品皮帶上觀察燒結(jié)礦顏色,并據(jù)此辨別燒結(jié)礦實(shí)物質(zhì)量的好壞,從而綜合判斷燒結(jié)礦堿度的變化。
5) 根據(jù)燒結(jié)礦化學(xué)成分分析結(jié)果來核實(shí)并調(diào)整燒結(jié)礦堿度的變化。
6) 通過混料系統(tǒng)膠帶機(jī)膠帶及托輥粘料情況,判斷燒結(jié)生產(chǎn)的變化尤其是燒結(jié)礦堿度的變化。
7) 精準(zhǔn)控制燒結(jié)礦中 CaO 與 SiO2 含量。燒結(jié)生產(chǎn)時(shí)各方面條件都有可能發(fā)生變化,為了達(dá)到要求的燒結(jié)礦堿度,要不斷調(diào)整原料配比。我們經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算與調(diào)整,最終找出了最佳的 CaO 含量與SiO2 含量控制范圍。
8) 實(shí)行“干基”配料,減少因原料水分波動(dòng)而引起的實(shí)際配料比不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
9) 保證配料的準(zhǔn)確性。通過實(shí)現(xiàn)配料自動(dòng)化,配料誤差大大下降,為了杜絕因電子秤計(jì)量不準(zhǔn)而導(dǎo)致的配料偏差問題,制訂了嚴(yán)格的電子秤管理制度,確保各種原料精準(zhǔn)下料。
10) 嚴(yán)格控制各崗位操作,加強(qiáng)不同崗位間的信息聯(lián)系與工序協(xié)調(diào)。
采取以上措施后,燒結(jié)礦一級(jí)品率明顯上升,2017 年平均達(dá)到 95. 33% ( 2017 年 1—12 月 2 ×360 m2 燒結(jié)機(jī)堿度一級(jí)品率見表 7) ,同時(shí)固體燃耗也下降了 0. 32 kg/t。
3 結(jié)語(yǔ)
生產(chǎn)實(shí)踐表明,提高并穩(wěn)定燒結(jié)礦堿度一級(jí)品率需要持續(xù)做好以下工作:
1) 把好原燃料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量關(guān),確保質(zhì)量滿足生產(chǎn)工藝要求;
2) 加強(qiáng)電子秤的管理,使其精準(zhǔn)計(jì)量;
3) 制訂科學(xué)的取樣制度并嚴(yán)格監(jiān)督執(zhí)行;
4) 制訂產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)管理和調(diào)整制度以及各工
序工藝目標(biāo)控制制度,實(shí)現(xiàn)工作制度化和標(biāo)準(zhǔn)化。
[ 參 考 文 獻(xiàn)]
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