謝學榮
(寶山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，上 海 200941)
摘要：寶鋼燒結生石灰系統投運后，出現了冒灰、噴料等各類問題，針對這些問題進行改進，系統運行效率得到明顯提升。生石灰切出裝置改成差動式粉體供料閥，解決了冒灰、噴料等環保問題；生石灰管道取樣裝置替代C F W 稱量小皮帶在線取樣，克服了取樣不及時等問題；X 熒光法替代E D T A 容量法檢測生石灰氧化鈣含量，檢測周期大幅縮短，檢測結果可以當日出爐。
關鍵詞：燒結；生石灰；取樣；氧化鈣
生石灰是燒結生產的重要熔劑，主要起到以下作用:作為黏結劑用于提高混合料的成球性，改善混合料的原始透氣性;經充分與水反應后提高混合料的原始溫度;調控燒結礦堿度，鐵礦粉與生石灰的反應生成液相鐵酸鈣，形成液相的流動性直接關系到黏結相的質量，從而決定燒結礦的產量和質量。
隨著生石灰配比的提高，混合料制粒、料層透氣性等得到明顯改善。寶鋼燒結生石灰使用配比較高，因此，生石灰系統的穩定性、檢測結果的及時性對燒結生產、配料有著重要影響。同時，日益嚴峻的環保形勢，使企業面臨更大的環保壓力。生石灰系統投運后，針對冒灰、噴料、質量波動等問題，采取了各類措施，取得了一定效果。
1 切出裝置的改進
1.1 存在的問題
燒結生石灰系“直供料”模式:生石灰由罐車直接送到生石灰槽現場，然后通過壓縮空氣打入生石灰槽中，生石灰依次經星型卸灰閥、螺旋給料機 和 CFW 稱量小皮帶切出后加入下游混合料皮帶 ，參與混勻、制粒。
生石灰連續切出，罐車向生石灰槽內間歇進料 ，導致生石灰槽內存在一定壓力，加之生石灰粒度偏細和流動性經常發生變化，存在下料不均勻、螺旋給料機壓料、CFW 稱量小皮帶噴料、冒灰等問題，引發環境污染、燒結礦“跑紅礦”等環保和安全風險。因星型卸灰閥、螺旋給料機和CFW 稱量小皮帶速度由同一個PID 控制器直接輸出，對原有的三者速比進行了優化!螺旋給料機和CFW稱量小皮帶速度還是由PID 控制器直接輸出，星型卸灰閥速度取其輸出值的平方。速比優化后，上游的星型卸灰閥速度較慢，下游的螺旋給料機和 CFW 稱量小皮帶速度較快，冒灰和噴料等問題有所改進，但由于速度匹配的不平衡，CFW 稱量小皮帶的負荷率波動依然較大，影響測量精度，現場環境依然不盡如人意。
1 .2 改進措施
經多方交流和論證，對生石灰切出裝置進行改進，CFW 稱量小皮帶保留，星型卸灰閥和螺旋給料機則一并取消，改為差動式粉體供料閥，其外觀、結構如圖1 所示。差動式粉體供料閥由殼體、上部閥板、下部閥板、軸、上部保護板、下部保護板、鏈輪、橡膠帶等部件構成，其工作原理為:差動式粉體供料閥結構類似于豎式星形給料機，與以往的橫向給料機不同，差動式粉體供料閥殼體內的葉片不轉，上部閥板、下部閥板依靠同一個軸進行旋轉。上部閥板開有進料口，下部閥板開有排料口，且進料口與排料口呈 180°布置，生石灰進入上部閥板的進料口，填充到葉片隔開的空腔中，再從下部閥板的開排料口連續排出至CFW 稱量小皮帶上。
每個燒結機組均配備兩個生石灰槽，為了更好地應對某個槽故障后剩余的另一個槽單槽切出的異常狀況，每個生石灰槽下CFW 稱量小皮帶切出能力100 t/h，改進后的差動式粉體供料閥切出能力 60 t/h。改造初期差動式粉體供料閥到CFW稱量小皮帶的落料溜槽開口過大，加之差動式粉體供料閥自身一格格切出的特點，導致 CFW 稱量小皮帶上生石灰堆積不均勻，料面呈波浪狀，生石灰負荷率波動較大。因此，將差動式粉體供料閥到 CFW 稱量小皮帶的落料溜槽開口縮小，同時將CFW 稱量小皮帶和差動式粉體供料閥之間的速比按0.4 ?0. 9 之間優化，CFW 稱量小皮帶生石灰堆積均勻，生石灰負荷率維持在8 0 % 左右。
2 取樣裝置的改進
2 .1 存在的問題
基于資源保障、采購成本降低等多方面因素考慮，外購生石灰供應商多達8 家 ，加上廠內自產生石灰，共 9 家生石灰供應3 臺燒結機，日常供應中生石灰槽存在頻繁切換廠家等現象。生石灰輸送罐車車身較高，一般罐車頂部距離地面 4 m 左右 ，崗位工攀爬生石灰輸送罐車自帶的簡易直爬梯到罐車頂部進行取樣。該簡易直爬梯沒有圍欄 ，因發生墜落等安全事件后，取消了罐車頂部生石灰取樣。考慮到 CFW 稱量小皮帶停機取樣時生石灰切出異常造成燒結礦堿度波動等不利影響，采用 CFW 稱量小皮帶在線取樣:CFW 稱量小皮帶保持運轉狀態，崗位工在CFW 稱量小皮帶旁邊使用取樣鏟取樣。這種生石灰取樣模式下，崗位工截取的并非CFW 稱量小皮帶整個橫斷面，取樣代表性存在不足;同時，逢同一個生石灰槽生石灰廠家切換時，生石灰槽中存在混料現象，導致出現質量事故時存在推倭、扯皮事件。
2 .2 改進措施
為了在正常取樣或生石灰廠家切換時，取樣更具代表性、安全性，對生石灰取樣裝置進行了優化。
如圖2 所示，在生石灰輸送管道上增加生石灰管道取樣裝置。該管道取樣系統由信號傳輸、啟動閥、振動電動機、氣缸和粉塵收集系統等組成。當生石灰車駕駛員抵達輸送點連接好氣送管道后，現場按下信號按鈕，燒結中控接受到罐車就位信號后，通過監控視頻觀察、確認各閥門信號關閉正常后，按下開始取樣鍵，.分鐘后開始截取第一個樣品，/ 分鐘后自動截取第二個樣品，直至完成整個生石灰取樣量。取樣結束后，人工啟動氣缸拿樣送檢。每個取樣循環動作如下:①取樣初始位置。取樣前氣動球閥1、氣 動球閥2 處于常開狀態，氣動球閥3 的a 口、b 口打開，c 口關閉，物料收集裝置處于封閉狀態。②取樣位置。
接收到取樣信號時氣動球閥2 、氣動球閥 1 依次關閉，關閉時差小于1 3 氣動球閥 3 保持不動，取樣結束。③物料收集。取樣結束，氣動球閥1 ，氣動球閥 2 關閉后，氣動球閥 3 的 c 口打開，b 口關閉，進行物料收集。④振動電動機工作時長20 s，振動結束后回到取樣初始位置，一次取樣結束。
3 氧化鈣檢測方法的改進
3 . 1 存在的問題
生石灰質量對燒結礦品位、成分穩定性等指標影響較大，如提高燒結礦品位能改善高爐技術經濟指標，創造可觀的冶金效益[2]。生石灰活性度越高，有效的氧化鈣含量越高，在燒結礦堿度一定的情況下，其他熔劑的配加量便可減少，從而提高燒結礦全鐵品位;此外，生石灰活性越高，燒結過程中的“吸硫”能力越強 [3]。寶鋼燒結生石灰取樣頻度為1天 1次 ，檢測粒度、氧化鈣、灼減等項目，其中生石灰氧化鈣采用EDTA 容量法測定，檢測精度允許差為 ± 0 . 50 % 。因多方面原因影響，從燒結現場取樣至檢化驗中心檢測結果出爐通常需 4 ?6 d，檢測周期較長，對燒結礦堿度趨勢管理、配料計劃變更、采購部門結算和采購量調整等帶來諸多不便。
3.2 改進措施
燒結外購生石灰粉、燒結脫硫生石灰粉和煉鋼生石灰(塊）的 CaO 含量標準均不相同，參照各品種的CaO 合格標準，使用 X 熒光法對燒結外購生石灰粉等的檢測結果表明，燒結外購生石灰粉合格率為 89. 4% ，燒結脫硫生石灰粉和煉鋼生石灰的合格率均為100%。
對燒結外購生石灰粉等采用EDTA 容量法和X 熒光法同步進行檢測。從表1可以看出，依據EDT A 容量法的± 0. 50% 精度，X 熒光法測定值與 EDTA 容量法測定值差異在± 0. 50% 之內的數據量占72 %，意味著檢測質量風險約 28%，實驗室質量風險偏高;三類生石灰中，X 熒光法測定結果在規格線邊緣的數量只有1個 ，用 X 熒光法測定值判定生石灰是否合格，發生誤判概率相對較低;正、負偏差基本持平，檢測結果用于貿易結算的經濟利益影響不大。因此，確定檢測風險主要關注邊緣結果。
依據日常實際檢測數據，統計 2017?2018年生石灰氧化鈣檢測邊緣數據情況。從表2 可以看出，煉鋼生石灰邊緣結果偏多，精度需求級別高的燒結外購生石灰粉邊緣結果不多，脫硫生石灰粉月檢測量最少，沒有邊緣結果。
經過試驗、實際檢測數據對比等風險評估后，燒結生石灰氧化鈣檢測以檢測周期短的X熒光法為主，檢測周期長的EDTA 容量法為輔。依據外購生石灰邊界結果判定范圍，當 X 熒光法檢測值不屬于下邊界A ~上 邊 界 B 范圍時，以 X 熒光法的檢測數據報告結果；當 X 熒光法檢測值屬于下邊界A ~上邊界 B 范圍時，米 用 EDTA 容量法復驗，以 EDTA 容量法檢測數據報告結果。
4 結論
燒結生石灰系統經過系列改進后，系統運行效率得到明顯提升，如燒結生石灰切出裝置改為差動式粉體供料閥，解決了冒灰、噴料等安全、環保問題;生石灰管道取樣裝置替代CFW 稱量小皮帶在線取樣，克服了取樣不及時等問題;燒結生石灰氧化鈣檢測以檢測周期短的X 熒光法為主，檢測周期長的EDTA 容量法為輔，檢測周期大幅縮短 ，其中 X 熒光法檢測結果可以當日出爐，為燒結礦趨勢管理、配料變更提供強有力支撐。
參考文獻
[1] 袁曉麗，唐斐斐，李凡，等 .生石灰活性度對燒結性能的影響 [J ].重慶科技學院學報（自然科學版 ),2012,14(4): 107 -109.
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[3] 李青松 ,張念炳.恒定堿度條件下生石灰配比對燒結礦強度的影響研究 [J ].貴 州 師 范 大 學 學 報 （自然科學版），2009,27(1 ) ：103 -105.