姚亞軍

( 新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責任公司哈密球團合金廠, 新疆 哈密 839000)

摘 要: 就哈密球團廠鏈箅機上生球爆裂嚴重現(xiàn)象進行了分析, 認為風流系統(tǒng)不合理是造成該現(xiàn)象的主要原因。通過采取相應的改進措施, 鏈箅機上生球爆裂現(xiàn)象得到有效遏制。

關(guān)鍵詞: 生球爆裂; 風系統(tǒng); 鏈箅機- 回轉(zhuǎn)窯

1 前 言

新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責任公司哈密球團廠 1#生產(chǎn)線是寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司為了擴大其原料生產(chǎn)基地而投資興建的。工程總投資 9 千余萬元, 主體工程從 2004 年 7 月19 日破土動工建設, 2005 年 4 月 19 日竣工試生產(chǎn), 投產(chǎn)當年完全達到了設計生產(chǎn)能力 60 萬 t/a 的水平。

自投產(chǎn)以來, 由于生產(chǎn)中存在著原燃料質(zhì)量差、不穩(wěn)定等諸多不利因素, 鏈箅機上生球爆裂嚴重, 導致窯內(nèi)結(jié)圈頻繁, 影響正常生產(chǎn)。通過優(yōu)化工藝控制、穩(wěn)定生產(chǎn),尤其是調(diào)整改進風系統(tǒng), 使生球爆裂現(xiàn)象得到遏制, 取得了良好效果。

2 風系統(tǒng)簡介

我廠鏈箅機采用兩段三室布置, 鏈箅機內(nèi)分別在 5#~ 6#煙罩、9#~ 10#煙罩之間砌有兩堵隔墻, 分隔出干燥一、二段及預熱段。干燥二段與預熱段之間隔墻留有兩個 600@800 mm 的通風孔, 干燥段全部采用抽風干燥。鏈箅機分12 個風箱, 1#~ 5#為預熱段, 6#~ 8#為干燥二段, 9#~ 12#為干燥一段。主抽風機采用一臺風量為 420 000 m3/ h 的 Y4 型離心通風機, 對應風箱為 6#~ 12#, 熱廢氣經(jīng)除塵后排放; 耐熱風機采用兩臺風量為 130 000 m3/ h 的 W7 型耐熱通風機, 風機進口對應 1#~ 5#風箱, 將預熱段的熱廢氣循環(huán)送入干燥一段煙罩干燥生球; 環(huán)冷風機采用風量為 90 000 m3/ h 的 G4 型鼓風機,環(huán)冷一段熱廢氣送入回轉(zhuǎn)窯窯頭用來提高窯頭溫度, 降低燃料消耗, 環(huán)冷二段熱廢氣送入鏈箅機干燥二段, 用來補充干燥二段溫度, 進一步干燥生球, 環(huán)冷三段熱廢氣直排, 見圖 1。

3 風系統(tǒng)對生球爆裂的影響

由于原料質(zhì)量差, 球團系統(tǒng)溫度控制得比較低。鏈箅機上溫度梯度控制不好, 主要問題是干燥一段風箱溫度偏低, 干燥二段煙罩溫度偏低、與預熱段溫差大。這樣一來, 生球在鏈箅機上未得到充分干燥就進入預熱段, 導致預熱段生球爆裂嚴重。為了解決這一問題, 我廠決定將鏈箅機頂部耐熱風機循環(huán)風管和環(huán)二- 鏈二風管連通, 設想將環(huán)冷二段熱廢氣引入干燥一段, 用于提高整個干燥段的溫度。但改造后效果不明顯(見表 1), 反而生球在干燥段就有爆裂現(xiàn)象出現(xiàn)。

從表 1 可看出, 此次改造是設想將鏈箅機頂部耐熱風機循環(huán)風管和環(huán)二- 鏈二風管連通, 用于提高干燥段整體溫度, 但實際情況并非如此。生球在進入鏈箅機后, 干燥一段的濕度高, 風阻大, 熱廢氣的穿透力差, 加之干燥段全部采用抽風干燥, 勢必會在 9#~ 10#風箱位置產(chǎn)生過濕層, 這樣就會導致干燥一段風阻更大,熱廢氣的穿透力更差。生球進入干燥二段后,隨著濕度減小, 風阻減小, 大量熱廢氣從干燥二段穿過。由于改造后鏈箅機頂部風管連通, 設想是將環(huán)冷二段熱廢氣引入干燥一段, 但從干燥一、二段煙罩及風箱的負壓情況來看, 實際上是將耐熱風機的循環(huán)熱廢氣引入了干燥二段,導致干燥一段風量偏小, 干燥二段風量偏大。

由生球干燥機理得知, 生球干燥首先是受表面汽化控制, 加之抽風干燥形成過濕層, 生球在干燥一段由于風量減少, 溫度降低, 表面汽化減弱, 內(nèi)部擴散控制更是受到限制, 進入過濕層情況更加明顯; 生球進入干燥二段時, 隨著溫度和風量增加, 表面干燥速度加快, 由于在干燥一段內(nèi)部擴散受限, 生球表面已出現(xiàn)干殼, 導致生球表面干燥而內(nèi)部潮濕, 從而出現(xiàn)表面干燥收縮并產(chǎn)生裂紋。另一方面, 由于風速發(fā)生了明顯改變, 在流動的介質(zhì)中, 生球表面的蒸氣壓力與介質(zhì)中水蒸氣分壓之差較不動介質(zhì)干燥時大,從而加速了水分的蒸發(fā), 致使生球表層汽化速度與內(nèi)部水分擴散速度相差更大, 造成生球在較低溫度下破裂。特別是到了每月生產(chǎn)后期,由于回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈, 窯尾及預熱段溫度不足, 不得不進一步提高耐熱風機轉(zhuǎn)速, 導致上述現(xiàn)象更加明顯, 形成惡性循環(huán)。

認識到上述問題后, 在一次檢修中又將鏈箅機頂部耐熱風機循環(huán)風管和環(huán)二- 鏈二風管斷開。為了解決環(huán)冷二段溫度偏低的現(xiàn)象, 又將 5#~ 6#煙罩隔墻的通風孔進一步擴大, 檢修完后上述情況得到明顯改善, 主要系統(tǒng)參數(shù)見表 2。

由表 2 可看出, 鏈箅機系統(tǒng)溫度趨于正常,但實際生產(chǎn)中干燥二段的溫度受環(huán)冷二段影響非常大, 溫度波動大, 導致生球在鏈箅機預熱段爆裂現(xiàn)象仍然比較嚴重。在操作上, 為了保證預熱段風箱溫度, 往往將耐熱風機轉(zhuǎn)速調(diào)得非常高, 從鏈箅機各段風箱壓力來看, 干燥二段負壓明顯低于預熱段, 這樣回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱廢氣主要是經(jīng)預熱段由耐熱風機送往干燥一段, 將干燥二段與預熱段之間的通風孔進一步擴大就失去意義了。擴大通風孔的設想是用主抽風機將預熱段熱廢氣帶入干燥二段, 用來提高干燥二段溫度, 但從預熱段和干燥二段的煙罩及風箱負壓來看, 甚至部分環(huán)冷二段熱廢氣出現(xiàn)倒流進入預熱段。這樣, 當環(huán)二溫度不正常, 控制偏低時, 不但直接降低干燥二段溫度, 部分廢氣倒流進入預熱段, 還會降低預熱段煙罩及風箱溫度。

而預熱段風箱溫度偏低時, 中控工又會習慣性地進一步提高耐熱風機轉(zhuǎn)速來提高預熱段風箱溫度, 形成干燥二段和預熱段之間的惡性循環(huán)。環(huán)冷機的控制同樣存在波動比較大的問題。我廠生產(chǎn)初期曾經(jīng)多次出現(xiàn)過環(huán)冷機出紅球及結(jié)塊事故, 以致中控工在環(huán)冷系統(tǒng)溫度偏高時能夠及時調(diào)整冷卻風機風門降低環(huán)冷溫度; 而環(huán)冷系統(tǒng)溫度較低時, 中控調(diào)整往往不能及時跟上, 這也是導致環(huán)冷二段、鏈箅機干燥二段系統(tǒng)溫度偏低的主要原因。

4 改進措施

通過以上分析, 我們重新認識了風系統(tǒng)對生球爆裂的影響, 調(diào)整了用風思路, 制定了以下改進措施:

( 1) 將鏈箅機頂部耐熱風機循環(huán)風管和環(huán)二- 鏈二風管斷開, 避免環(huán)二- 鏈二和耐熱循環(huán)風機熱廢氣互相影響, 導致干燥一、二段內(nèi)風量不匹配引起生球表層汽化速度與內(nèi)部水分擴散速度差值大, 引起生球破裂。

( 2) 將干燥二段和預熱段之間孔洞進一步擴大, 調(diào)整用風思路, 使干燥二段熱量主要來自回轉(zhuǎn)窯。

( 3) 在操作上提高主抽風機轉(zhuǎn)速, 降低耐熱風機轉(zhuǎn)速, 使干燥二段風箱負壓大于預熱段風箱負壓, 從而確保了干燥二段熱量主要來自回轉(zhuǎn)窯, 環(huán)二- 鏈二熱廢氣作為補充。這樣, 即使環(huán)二溫度有波動, 也對鏈箅機干燥二段影響不大。

( 4) 降低鏈箅機布料厚度。為了克服耐熱風機轉(zhuǎn)速降低帶來的窯尾負壓不足及預熱段風箱溫度偏低的不利影響, 將布料厚度從原來的150~ 160 mm 降低到 130~ 140 mm, 這樣既可避免鏈箅機上出現(xiàn)過濕層, 確保生球干燥充分,消除生球在低溫段破裂現(xiàn)象, 又可提高整個鏈箅機上球?qū)拥耐笟庑?/font>, 使熱廢氣的穿透力大大提高, 從而克服窯尾負壓不足及預熱段風箱溫度偏低的問題。