楊軍林, 張學文

( 山東日照鋼鐵公司, 山東 日照 276806)

摘 要: 日鋼兩條 60 萬 t/a 球團生產線原按焙燒磁鐵礦球團設計, 2008 年金融危機后, 為降本增效, 逐步增加了巴西赤鐵礦配比。由于原料類型改變, 造球和焙燒系統均出現了一系列問題, 通過分析原因, 采取相應的改造方案, 球團生產得以穩定順行。

關鍵詞: 赤鐵礦球團; 生球爆裂; 風系統; 改造

1 前 言

日照鋼鐵公司于 2005 年和 2006 年各建成1條 60 萬 t/ a 鏈篦機- 回轉窯氧化球團生產線, 原設計采用 100% 磁鐵礦生產, 兩條生產線建成后當月即達產。在隨后的生產中, 每條線產量均達到 2 300 t/ d, 年產量均達 70 萬 t, 且生產穩定, 成品球質量較好, 抗壓強度穩定在3 000N/ 個以上。2008 年金融危機后, 為降本增效,在球團原料中添加了一定比例的巴西赤鐵礦,經過一年的試驗, 最終將赤鐵礦配比增加到70% 以上, 一度甚至達到 100% , 兩條線產量均穩定在 1 800 t/ d, 年產量達 60 萬 t。

由于兩條生產線均按焙燒磁鐵礦設計, 在由磁鐵礦焙燒轉為赤鐵礦焙燒的過程中, 設備、工藝上暴露出許多問題, 制約了生產。其中, 最突出的就是生球爆裂嚴重, 回轉窯結圈頻繁, 回熱和主抽風管道嚴重堵塞, 風機抽風量大幅下降, 并且由于抽風量降低導致窯頭窯尾逸塵, 現場環境惡劣。針對這些問題, 進行了一系列改造, 包括: 造球機采用變頻調速、提高布料篩分系統篩分效率、加強窯尾密封、擴大鏈篦機截風門以及風系統放灰改造等, 提高了作業率和產量, 效果十分明顯。

2 風系統出現的問題及造成的影響

2、1 回轉窯結圈周期明顯縮短

焙燒赤鐵礦時由于生球水分較磁鐵礦高,生球進入鏈篦機后, 干燥一段風溫較低, 生球較少爆裂; 但進入干燥二段后, 由于煙罩溫度達到450~ 580 e , 生球爆裂較多; 進入預熱段后煙罩溫度進一步增至 780 e , 生球爆裂嚴重, 從而產生大量粉塵。這部分粉塵隨著煙氣進入高溫風機進氣管道, 顆粒較大的沉積在管道內。每次管道清理完畢后 20~ 25 天內, 管道積灰較少,抽風順暢, 窯況良好, 生產正常且產量穩定。但超過這一時間后, 管道內積灰不斷增加, 抽風不暢, 表現為風機電流下降。此時, 由于碎裂的球團進入到回轉窯, 導致窯況惡化, 窯內結圈明顯增多、變大, 尤其是到 40~ 45 天左右時, 風機電流下降較多, 窯況惡劣, 窯頭窯尾冒灰、揚塵嚴重, 窯內嚴重結圈, 被迫停窯檢修。每次檢修進入管道內檢查時都發現, 管道內積灰高度達管徑的一半以上, 個別部位甚至達到 2/ 3。

2、2 高溫風機磨損嚴重

由于煙氣中含塵量增加, 導致高溫風機轉子、進風口、機殼磨損嚴重。其中轉子壽命由焙燒磁鐵礦時的 12 個月降至 6 個月, 進風口及機殼由原先每 6個月磨漏補焊一次, 變成 2~ 3 個月補焊一次。

2、3 預熱段供熱不足

由于風機抽風量下降, 導致回轉窯內的高溫廢氣無法順利抽到鏈篦機預熱段, 窯內焙燒帶溫度過高, 結圈嚴重, 尤其是到檢修周期的后期, 大塊頻繁生成、脫落, 崗位工人勞動強度極大。

表1 列出了的一個檢修周期中風機電流及干燥段溫度的變化( 表中數據為 3 個檢修周期統計平均值)。從中可看出, 高溫風機電流及鏈篦機干燥一段、二段溫度隨著檢修后的天數增加, 下降嚴重。

3 原因分析

分析發現, 上述一系列問題都是因為赤鐵礦配比增加所致。由于巴西赤鐵礦顆粒較粗,使得生球水分升高(見表 2)、爆裂溫度降低, 原按焙燒 100% 磁鐵礦設計的熱工制度已不能適應焙燒赤鐵礦的要求。因此, 除了調整鏈篦機各工藝段的進氣溫度和窯內焙燒溫度外, 由于赤鐵礦焙燒需要的供熱量大大增加, 系統廢氣量也相應增加, 原來的風系統必須作相應改造。

4 改造方案及實施

4、1 鏈篦機預熱段截風門擴大改造

鏈篦機與回轉窯之間的截風門是窯內熱廢氣到達鏈篦機的唯一通道。原有的截風門在風管未堵塞的情況下尚能滿足生產需要, 一旦管道堵塞, 鏈篦機內負壓下降, 窯內熱量受截風門影響, 無法順利到達鏈篦機, 造成鏈篦機預熱段供熱不足, 預熱球質量下降; 而同時, 回轉窯焙燒帶溫度比焙燒磁鐵礦時要高出 50~ 100 e ,窯內高溫廢氣不能及時排出, 勢必造成回轉窯頻繁結圈, 而且窯尾冒火嚴重。對此, 我們在2011 年 12 月 2#生產線大修時, 將截風門由原來的 2195 m2擴大到 3192 m2。改造后, 消除了截風門對窯內熱量向鏈篦機傳遞的影響, 正常生產時, 完全可以通過調節高溫風機、主抽風機風門來控制鏈篦機各段的溫度。

4、2 鏈篦機預熱段隔墻改造

鏈篦機預熱段與干燥二段隔墻上留有 500mm 見方的通孔, 以便于預熱段熱量部分傳遞到干燥二段。風管堵塞后, 鏈篦機內負壓減小, 由預熱段進入干燥二段的熱量也相應減少, 造成干燥二段溫度偏低, 生球干燥效果欠佳, 一部分生球水分在高溫預熱段蒸發, 引起球團爆裂。

對此, 我們在預熱段隔墻原有開孔的基礎上, 又增開了 2 個 300 @300 mm 的通孔, 進一步增加預熱段進入干燥二段的熱量。

4、3 鏈篦機兩側風管放灰改造

2011 年 12 月 2#生產線大修時, 在 2#鏈篦機兩側的高溫管道上各增加了 3 個集灰斗; 干燥二段的主抽管道上, 每側也增加 2 個集灰斗。

灰斗下部設電液動插板閥及加濕機, 同時相應增加 2 條輸灰皮帶。開始時, 每半個月放灰一次, 由于放灰后窯況改善明顯, 遂將管道放灰定為每周一次。檢修時進入管道內觀察發現, 每周放灰一次即可保證管道內的積灰高度不超過300 mm。

4、4 鏈篦機各工藝段溫度調整

根據巴西赤鐵礦的焙燒特點, 對鏈篦機干燥一段、二段和預熱段的進氣溫度進行了調整( 見表 3) , 保證生球水分在干燥段得以脫除, 預熱段溫度得到保障。

5 改造后的效果

截風門及隔墻改造后, 鏈篦機預熱段、干燥二段風箱溫度在一個檢修周期內變化較小, 有助于生產穩定。

從改造后 3 個檢修周期的統計數據( 表 4)反映出, 高溫風機的電流, 隨著檢修后的天數增加, 波動較小, 能穩定在 25 A 左右; 鏈篦機干燥段的溫度波動也較小, 生產操作能夠穩定進行。

鏈篦機兩側增設風管放灰后, 風管內的積灰被及時、有效地排出, 積灰高度穩定控制在300 mm 以下; 窯況得到明顯改善, 窯內結圈大大減少, 有效地減輕了工人的勞動強度。更為重要的是, 窯頭窯尾躥火、冒灰現象徹底消除,現場環境得到極大改善, 而且檢修周期也由原來的 45 天延長至 60~ 65 天, 年作業率提高了1167% , 球團礦年產量增加 10 800 t。

6 結束語

當球團生產原料從磁鐵礦轉變為赤鐵礦時, 除了應及時調整鏈篦機各工藝段溫度之外,風系統也要相應改變, 以適應赤鐵礦生產的特點。接下來, 我們將就如何進一步提高巴西赤鐵礦細度, 降低膨潤土添加量和生球水分進行研究, 以期為球團生產節能、降耗、降成本奠定基礎。