靳 浩
(酒鋼集團(tuán)榆中鋼鐵有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 ７３０１０４)
摘 要:主要介紹了榆鋼燒結(jié)通過梳理內(nèi)部混合料加水工藝存在的問題,綜合考慮所使用的各種物料的親水性、生石灰與水反應(yīng)的原理、各種物料表面的屬性、各種物料的比重搭配等因素,以混合料混勻、造球為目標(biāo),對榆鋼燒結(jié)混合料加水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化改造,實(shí)現(xiàn)固體燃料消耗降低和燒結(jié)礦產(chǎn)量提高的目的。
關(guān)鍵詞:燒結(jié);混合料水分;制粒;親水性;料溫
０ 引言
燒結(jié)混合料加水是燒結(jié)生產(chǎn)中一個重要的工藝環(huán)節(jié)。 混合料水分在燒結(jié)過程中起到制粒、傳熱、潤滑、助燃等作用。 適宜、穩(wěn)定的混合料水分能夠保障燒結(jié)生產(chǎn)的穩(wěn)定和技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)化。 燒結(jié)合適的加水工藝取決于不同的生產(chǎn)條件和物料結(jié)構(gòu)。 榆鋼燒結(jié)存在原料粒級組成不合理、親水性較差、除塵配比較高、生石灰消化不充分、混合料料溫偏低等問題, 結(jié)合以上問題對混合料加水系統(tǒng)進(jìn)行改造,為燒結(jié)機(jī)提產(chǎn)降耗創(chuàng)造條件。
１ 榆鋼燒結(jié)影響混合料系統(tǒng)加水混勻、造球制粒的因素
１.１ 原料粒級組成不合理
榆鋼燒結(jié)含鐵原料主要以進(jìn)口粉礦為主,其中巴西混粉粒度偏粗, ＋ １０ ｍｍ 含量占比為 １５％ ~ ２０％,對混合造球不利,粒度不均勻。 酸返、堿返粒度控制偏大,內(nèi)返中＋５ ｍｍ 含量在 ２０％ ~ ２５％以上, 高爐返礦＋５ ｍｍ 含量為 ２５％ ~ ２６％,酸返中＋８ ｍｍ含量為 １０％ ~１５％,造成混合料粒級偏差大,影響燒結(jié)生產(chǎn)過程的均勻性,同時燒結(jié)過程加熱面積小,對燒結(jié)礦強(qiáng)度影響較大。
１.２ 設(shè)備及工藝操作
榆鋼燒結(jié)自 ２０１２ 年投產(chǎn)后,設(shè)備逐步老化。 配料系統(tǒng)生石灰消化器及除塵灰加濕器老化淘汰,生石灰加水不能充分消化,造成燒結(jié)礦成品中白點(diǎn)較多,除塵灰無潤濕效果;混合機(jī)加水管老化,漏點(diǎn)較多,水壓不穩(wěn)定,對生產(chǎn)穩(wěn)定造成一定影響。 此外, 各加水點(diǎn)布局不合理,造成混合料加水不均勻、成球性差。
１.３ 系統(tǒng)內(nèi)部物料使用
燒結(jié)在生產(chǎn)過程中配加親水性較差的自混料(由燒結(jié)內(nèi)部產(chǎn)生的除塵灰,煉鋼、軋鋼過程中產(chǎn)生的粒鐵粉、氧化鐵皮等按照一定比例混勻后參與配料),同時配加鐵鋼除塵灰、堿返礦等物料,以上物料在使用前得不到充分潤濕,后期生產(chǎn)中因加水不足造成混合料水分波動,影響混勻制粒效果。
１.４ 混合料料溫
榆鋼燒結(jié)除生石灰消化放熱外,無其他有效預(yù)熱混合料的措施。 特別在冬季生產(chǎn)中,料溫對燒結(jié)生產(chǎn)的限制較明顯。 目前,榆鋼燒結(jié)冬季混合料料溫在 ３５~４５ ℃ ,燒結(jié)過程中過濕層增加,影響料層透氣性,制約了燒結(jié)礦產(chǎn)量的提高。 此外,混合料料溫低,需要更多的燃料來保持燒結(jié)熱量,導(dǎo)致固體燃料消化指標(biāo)居高不下。
２ 潤濕措施
２.１ 強(qiáng)化自混料提前潤濕和混勻措施
燒結(jié)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的除塵灰不直接參與配料室配料。 每天對系統(tǒng)產(chǎn)生的除塵灰運(yùn)輸至燒結(jié)小料場,將除塵灰在蓄水池進(jìn)行浸泡,次日通過挖機(jī)進(jìn)行預(yù)混,再與氧化鐵皮、粒鐵粉等物料按照一定比例進(jìn)行混料。 其他物料按照料場庫存,結(jié)合各物料成分, 通過測算按照一定比例進(jìn)行混料調(diào)整,對自混料成分進(jìn)行預(yù)算,利用工程機(jī)械進(jìn)行混料,崗位人員按照分廠規(guī)定進(jìn)行混料監(jiān)督,控制自混料混勻后水分在７％ ~８％,實(shí)現(xiàn)除塵灰等物料的提前潤濕,減輕除塵灰因親水性差對混勻制粒的影響。
２.２ 燒結(jié)配加鐵鋼除塵灰和堿返礦提前加水潤濕措施
２.２.１ 鐵鋼除塵灰提前加水潤濕
針對燒結(jié)配加鐵鋼除塵灰、白灰除塵灰親水性差,下料不穩(wěn)定等問題,利用 １４＃倉分料器將料分開,中間形成料溝;再對 １６＃倉(白灰除塵灰倉)、１７＃倉(鐵鋼除塵灰)下料不穩(wěn)定的問題,對下料口進(jìn)行改造,制作安裝漏斗式下料口[１] ,下端對準(zhǔn)料溝,保證物料落料點(diǎn)不跑偏,能順利落入料溝。 在 １７＃倉后設(shè)置加水點(diǎn),對兩種除塵灰進(jìn)行加水潤濕,加水后利用合料器將料溝合起,保證物料在料溝能最大限度地進(jìn)行潤濕。
２.２.２ 堿返礦提前加水潤濕
因上道工序制約,燒結(jié)堿返礦不能提前打水潤濕,干料進(jìn)倉后直接參與配料。 為解決此問題,在堿返礦倉(１８＃倉、１９＃倉)給料小皮帶上設(shè)置兩處加水點(diǎn):一是在距倉體出料口 ３０ ｃｍ 處設(shè)置加水點(diǎn),制作安裝扇形加水盒 １ 個,對堿返礦進(jìn)行一次加水;二是在給料小皮帶末端距下料口 ２０ ｃｍ 處設(shè)置加水點(diǎn), 制作安裝扇形加水盒 １ 個,在給料小皮帶上對堿返礦二次加水潤濕。
為了保證燒結(jié)堿返礦在進(jìn)入一次混合機(jī)前充分潤濕,在 １８＃倉和 １９＃倉體落料點(diǎn)后再設(shè)置堿返礦加水潤濕點(diǎn),制作安裝扇形加水盒兩處。 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,單倉或雙倉配加堿返礦時均能及時對堿返礦加水潤濕,同時經(jīng)過技術(shù)改造降低了內(nèi)返量,改善了堿返礦粒度組成。
２.３ 燒結(jié)生石灰加水消化措施
⑴針對燒結(jié)生石灰加水消化不良,燒結(jié)礦白點(diǎn)多的問題,改造作業(yè)現(xiàn)場現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施。 一是在配料室一混－１ 皮帶兩個生石灰倉落料點(diǎn)前(９＃倉前、１４＃倉前)制作安裝分料器兩個,在 ９＃倉落料點(diǎn)后和１７＃倉落料點(diǎn)后制作安裝合料器;二是對各生石灰倉下料口進(jìn)行收口,調(diào)整落料點(diǎn)位置,確保生石灰落料點(diǎn)在分料器后的料溝內(nèi)。
⑵為了使燒結(jié)生石灰加水能夠充分消化,在 ９＃倉落料點(diǎn)后和 １０＃倉落料點(diǎn)前分別設(shè)置加水點(diǎn),制作安裝扇形加水盒 ２ 個。 根據(jù) ９＃倉生石灰配比計算加水量,滿足生石灰消化的需要;在 １４＃倉落料點(diǎn)前和 １７＃倉合料器前分別設(shè)置加水點(diǎn),制作安裝扇形加水盒 ２ 個;根據(jù) １４＃或 １５＃倉生石灰配比計算加水量,滿足生石灰消化的需要。
⑶燒結(jié)混合料系統(tǒng)安裝分料器,如圖 １ 所示,使一混－１ 皮帶上物料形成一條料溝,便于后續(xù)輕燒白云石、生石灰、熔劑除塵灰、鐵鋼除塵灰等物料直接下到料溝加水。 在分料器后設(shè)置合料器,如圖 ２ 所示,加水后利用合料器將物料合住,起到消化生石灰,潤濕其他物料的作用。 在合料器后設(shè)置加水點(diǎn), 主要作用是合料器處加水點(diǎn)對輕燒白云石、生石灰、熔劑除塵灰、鐵鋼除塵灰等物料二次加水消化潤濕。
３ 燒結(jié)混合料系統(tǒng)加水點(diǎn)布置和加水量的分配
根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)際情況和燒結(jié)機(jī)對混合料水分的工藝要求,各種物料的實(shí)際配比,合理計算分配配料室和一次混合機(jī)的加水量。 為使各種物料能夠提前加水潤濕,最大限度保證生石灰消化,在 １９＃倉設(shè)置加水點(diǎn) ３ 個,后續(xù)加水調(diào)整,穩(wěn)定混合料水分。 根據(jù)不同物料配比,上料量等生產(chǎn)實(shí)際情況,滿足一次混合機(jī)加水要求。 為了更好穩(wěn)定混合料水分,控制各加水點(diǎn)的加水量,在各加水管道上安裝流量計,通過控制系統(tǒng)將各點(diǎn)加水量數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到崗位電腦,電腦崗位操作人員對各點(diǎn)的加水情況能夠及時掌握,結(jié)合混合料水分情況可隨時進(jìn)行調(diào)整,穩(wěn)定混合料水分,滿足燒結(jié)機(jī)對混合料水分的工藝要求。
４ 燒結(jié)提高混合料料溫加水的措施
４.１ 燒結(jié)配料室 １＃水池優(yōu)化改造
在燒結(jié)配料室 １＃水池(污水)通入公司總管網(wǎng)蒸汽預(yù)熱水,供配料室 １７＃倉、１８＃倉、１９＃倉體及 １９＃倉體后各加水點(diǎn)加水。 拆除原有廢舊、老化銹蝕管道,合理布局水路走向和各控制閥門和流量計,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、可控化操作[２] 。
４.２ 燒結(jié)配料室 ３＃水池優(yōu)化改造
一是配料室 ３＃水池(生產(chǎn)水)通入思安預(yù)熱發(fā)電飽和蒸汽預(yù)熱水,通過蒸汽加熱提高水溫。 二是將思安發(fā)電冷凝塔冷凝水經(jīng)過環(huán)冷機(jī)加熱器再次加熱后引到配料室 ３＃水池,再次提高 ３＃水池水溫。 將經(jīng)過加熱后的通到一次混合機(jī)和配料室 ９＃倉處加水點(diǎn)。 以加熱水的方式加速生石灰的消化。 通過一次混合機(jī)加熱水和生石灰加水消化放熱有效提高了混合料料溫,具體見表 １。
５ 提高燒結(jié)混合機(jī)加水制粒方式
５.１ 優(yōu)化燒結(jié)混合機(jī)加水制粒方法
一次混合機(jī)采用前后兩段加水,前段為 ８ ｍｍ柱狀水加水眼,加水距離 ８ ｍ,布置 ７０ 個加水眼;后段采用霧化噴頭加水,加水距離 ６ ｍ,布置 ９ 個霧化噴頭。 此次優(yōu)化改造后全部為霧化噴頭加水,共設(shè)計兩路水:一路沿混合機(jī)長度從進(jìn)料端２.５ ｍ處開始加水,沿混合機(jī)長度共設(shè)置 ２８ 個霧化加水噴頭,間距 ６０ ｃｍ 為一混主加水。 另一路在出料端,加水長度 ６ ｍ,設(shè)置 １３ 個霧化加水噴頭,主要輔助加水,作為一混水分調(diào)整加水。 二次混合機(jī)沒有設(shè)置加水點(diǎn),通過優(yōu)化改造后設(shè)置 ９ 個霧化噴頭加水,沿混合機(jī)長度從進(jìn)料端 ２.５ ｍ 處開始加水,加水長度 ８ ｍ。經(jīng)過優(yōu)化改造,混合料水分明顯降低,制粒效果有效提高。 制作的霧化噴頭如圖 ３ 所示,霧化效果如圖４ 所示。
５.２ 采用新材料改善制粒防止混合機(jī)粘料
采用新型混合機(jī)襯板改變混合機(jī)襯板鑄造材料,并改進(jìn)襯板擋料立筋的構(gòu)造,增加混合機(jī)內(nèi)壁對混合料的附著力,有效改善混合料制粒效果。 通過采用新型混合機(jī)襯板改善混合料混勻制粒,有效解決了混合機(jī)筒體粘料的問題。
６ 取得的成效
⑴通過對燒結(jié)自混料、堿返礦、除塵灰的提前加水潤濕,有效解決了因自混料混料不均勻、除塵灰親水性差、水分波動大、下料不穩(wěn)定的問題,實(shí)現(xiàn)了堿返礦提前加水潤濕的目的,消除對混合料系統(tǒng)加水混勻制粒的影響。通過技術(shù)改造, 燒結(jié)內(nèi)返中＋５ｍｍ含量由前期的 ２３％ ~ ２５％降低至 １５％以下,減少了成品礦浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)均質(zhì)燒結(jié)。
⑵通過對燒結(jié)混合料系統(tǒng)各加水點(diǎn)重新設(shè)置布局,各加水點(diǎn)的加水量更加合理,混勻效果提高明顯。 生石灰消化也得到有效改善,燒結(jié)礦中白點(diǎn)基本消除。 混合料制粒效果明顯提升,混合料粒度組成均勻,粒級 ３ ~ ８ｍｍ 含量由前期的 ４５％ ~ ５０％提高到目前的 ６０％以上。
⑶燒結(jié)混合料料溫明顯提高。 改造前配料室１＃水池水溫由 ３５~４０ ℃提升至 ５０ ℃以上。 配料室 ３＃水池水溫由 ４５ ℃ 提升至 ６５ ℃ 以上,夏季混合料料溫由前期的 ４５~５０ ℃提升至 ６０ ℃以上。 冬季混合料料溫達(dá)到 ５０ ℃以上,冬季混合料料溫由前期的 ３５~４０ ℃提升至 ５０ ℃以上,冬季混合料料溫達(dá)到 ５０ ℃以上,保證了燒結(jié)因溫度不足影響燒結(jié)礦質(zhì)量。
⑷通過對燒結(jié)混合料系統(tǒng)加水改造,混合料水分趨于穩(wěn)定,波動減少,燒結(jié)機(jī)實(shí)現(xiàn)了厚料層燒結(jié), 料層達(dá)到７００ ｍｍ,有效降低固體燃料消耗,固體燃料消耗完成５１.９３ ｋｇ / ｔ,環(huán)比降低３.０１ ｋｇ / ｔ。２０２３ 年１—７ 月,固體燃耗持續(xù)呈明顯下降趨勢,由年初的５３.９８ ｋｇ / ｔ 降低至 ７ 月份的 ４９.９８ ｋｇ / ｔ。
⑸燒結(jié)崗位操作實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、可視化操作,調(diào)整更加準(zhǔn)確、及時,操作更加方便,崗位人員能夠及時有效地做出預(yù)判和調(diào)整。
７ 結(jié)語
⑴通過對榆鋼燒結(jié)長期以來對燒結(jié)混合料系統(tǒng)加水系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并對影響因素逐項進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),燒結(jié)工藝條件強(qiáng)化,混合料水分穩(wěn)定,混合料制粒有效改善,燒結(jié)固體燃料消耗降低明顯。根據(jù) ７—８ 月份的生產(chǎn)狀態(tài),燒結(jié)固體燃料消耗較前期降低了 ５ ｋｇ / ｔ,有效降低了燒結(jié)礦成本及燒結(jié)碳排放。
⑵通過對燒結(jié)內(nèi)部技術(shù)改造,引用思安余熱發(fā)電的飽和蒸汽和汽輪機(jī)冷凝水有效實(shí)現(xiàn)了混合料料溫的提高,同時思安冷凝水得到最大化的利用,一方面實(shí)現(xiàn)了能源的綜合利用,另一方面減少了費(fèi)用處理的費(fèi)用,達(dá)到了雙贏的效果。
⑶通過燒結(jié)加水改造技術(shù)攻關(guān),榆鋼燒結(jié)固體燃料消耗進(jìn)步明顯,但是距離鋼業(yè)內(nèi)標(biāo)桿水平還存在一定差距,主要在料層厚度和返礦率方面,仍然是榆鋼燒結(jié)降低固體燃料消耗的工作重點(diǎn)。
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