烧结偏析布料技术研究与应用

烧结偏析布料技术研究与应用

咼新洲，焦光武（首钢矿业公司烧结厂）摘要：文章介绍了首钢矿业公司烧结厂对烧结偏析布料技术进行的研究与应用，提出了烧结生产中磁性泥辊布料、宽皮带+九辊、泥辊+反射板+九辊三种偏析布料方法的技术控制要点，积累了相关工业实验数据，丰富了技术操作经验。关键词：偏析；布料；粒径1前言在烧结生产中，台车布料工艺采用偏析布料技术，它是一种将碳含量较低的粗颗粒混合料分布在台车中下部、而将碳含量较高的细颗粒混合料分布在台车中上部的工艺技术，能够有效的利用烧结料层中自动蓄热作用，降低燃料消耗，改善烧结矿质量。偏析布料一般有反射板、多辊布料、磁辊布料、带式反射布料、筛子反射布料、空气布料、双层偏析布料等方法，各种的方法使用在国内外均有报道、研究。随着冶金工业生产的大发展，烧结金属料资源呈劣化趋势，进口富矿粉粒径越来越大,其中巴卡粉+6.3mm粒级为21.89%、扬地粉+6.3mm高达25.48%，粒级变粗影响了烧结矿的同化性能；相反，烧结燃料粒级则呈现变细的趋势，进厂的焦粉、无烟煤-1mm粒级达到了30%以上，燃料加工制作后烧结使用-1mm组分接近50%。针对资源条件变化,要求进一步研究、改善烧结过程中偏析布料。首钢矿业公司烧结厂根据自身工艺及原料条件进行了磁性泥辊偏析布料、宽布带+九辊、泥辊+反射板+九辊偏析料等技术研究与应用，并进行了不同的偏析布料的工业生产。2磁力偏析布料研究磁力偏析布料就是利用永久磁系的作用力将磁性不同烧结原燃料分布在台车垂直方向上不同部位的工艺技术。其核心设施为磁力辊筒，磁力辊筒就是在圆辊筒内安装一个永久磁系，一般磁感应强度为60—150mT,在生产中磁系是固定不转的。当磁辊筒转动出料时，混合料受磁场作用，粒度粗、质量大而磁性弱的物料随辊筒转动快速抛离辊表面，而磁性强、质量轻、粒度细的粉料则被吸附在辊筒表面上一起转动，到达磁系边缘下部才脱落，而介于两者之间的物料落粗、细物料在之间，因此，理论上磁力偏析布料可以实现烧结偏析布料的目的。2006年2月27日利用大修对3#烧结机的泥辊+六辊工艺进行改造，安装了磁辊，磁辊出料方向与烧结机行进方向相反，磁辊下缘距台车上缘高度为100mm。松料器缩短800mm。表13#磁辗磁殲应强度分布表单■往：mTABCd'ErJi8886508610221009070108963126丽96126126412010211212202S908656W894洼’磁耗磁感应分布,从西到东通过上表可知：磁辊表面的25点经纬感应强度是比较均匀的。实验期选择1#烧结机与3#机进行偏析布料对比分析，1#烧结机使用泥辊+六辊偏析布料工艺，实验期间1、3#烧结机使用料比、成份相同的原燃料，缓冲矿槽下料闸口开度一致,并采用相同泥辊转速进行偏析布料，台车料层均为600mm，并通过调整磁夹角改变磁性金

属料轨迹。2.1磁夹角42度偏析布料将磁辊中永磁铁的夹角控制在42度，烧结料出闸门立即加磁。表2 哺机磁夹角42度台车断面测粒度>7mm7-5mmA-1mm/%平均粒禅/[Hu右上91711.0627.5022,6828.782.85右中|],5611.5926+992L032S.512.93右下11.3810,9425.3821,0030.702.85由垂直断面粒度来看上、中、下组成差不多，实际检测粒级上、下基本相同，没有形成偏析。并且机尾烧结饼断面致密，液相少，燃料低，成矿差。2.2磁角调整到60度偏析布料磁角调整到60度，烧结料出料后翻滚约300mm后进行加磁。表3磁角调整到60度偏折布料>7mm/%7-5rnm/%6-3mm/%3-lmm/%Tmm/%平均粒径/mm右上4.415,1727.1126.1737,182.42右中3.637.1527.6525,3736.252.50右F13.6915.1130.2915+9624.943.23上部-1mm达37.18%，下部+1mm降为24.94%以上，上部平均粒径为2.42mm，下部为3.23mm，上、下部差0.81mm,从机尾检查成矿明显变好，但还明显比1#烧结机成矿差。2.3磁性泥辊+反射板布料3月20日又将3#磁辊抬高610mm,在泥辊下部安装反射板，反射板距混辊下缘间隙为30mm,反射板角度为60度，并且磁角调整为60度。表4掰磁辗倨析布料粒级组咸>7mm/%7-5tmAA3-limn/%-1inm%平均疯鏡/mm右LZ7912.1229.3323.0427.742.93右中10,2613.2630.6420.6325.163.OS右下17.29243125.7112.2520.293.63上部-1mm达27.74%，下部+1mm降为20.29%以上，上部平均粒径为2.93mm，下部为3.63mm，上、下部差0.7mm,机尾成矿还是比1#烧结机成矿差。2.41#烧结机的泥辊+六辊偏析布料同期生产情况1#烧结机机速与3#烧结机一致，泥辊出料速度与3#磁辊基本相同，台车料厚也同样控制在600mm。

表5油烧结机台车断面测粒度>7mm/%7-5mm5-3mmA」mm平均粒径/mm右上6.4710.2029.5724.SI2.81右中14,43142528.9020.5821.863.22右下27.4326.9324.71&6712324.04上部-1mm达28.98%，下部+lmm降为12.32%以上，上部平均粒径为2.81mm,下部为4.04mm,上、下部差1.23mm。1#烧结机机尾烧结饼属于正常情况，断面整齐、液相丰富，孔隙均匀、结构清晰卸矿有声，成矿质量明显优于3#机。2.5磁辊实验分析（1） 磁辊布料器适用于以磁性铁矿石为主要成份的混合料，但是，2006年3月富粉率达到了46.5%,没有磁性的赤铁粉占到将近一半，并且，富矿中-1mm粒级增多，澳矿-1mm粒级含量达到46.04%，麦克粉-1mm粒级含量也达到了43.34%，后来虽然增加了反射板，但是，仍未改善燃料偏析布料效果，影响了烧结成矿率。（2） 泥辊+六辊比磁辊技术更符合50%左右的富矿粉烧结偏析布料要求。当通过增加磁系强度强化偏析布料时，造成吸附在磁辊表面的磁性物料将无磁性的物粉包裹在一起不能分离，因此，对于弱磁物料磁力偏析布料时，对磁系强度分布要求更加严格。（3） 4月27—30日3#机单机修，将磁辊更换泥辊、并安装六辊布料器。3宽皮带+九辊布料技术研究与应用我厂一烧原来烧结布料方式是泥辊十六辊布料。为了进一步强化偏析布料效果，改善烧结生产，我们使用宽皮带取代泥辊，并且使用九辊布料器取代六辊布料器，一烧实现了宽皮带+九辊偏析布料生产。为了研究九辊偏析布料运行的最佳控制参数，获得最佳的偏析布料效果，我们在一烧4#烧结机上进行了九辊布料实验，重点考察混合料粒级在不同高度的分布情况。表G腹料配比物料名称精矿粉巴烧粉扬地粉澳粉麦克粉高返自返白灰料比20%5%5%23%17%25^10%5%混合料水份按7.2%控制，台车布料高度为700mm，宽皮带运行频率为20Hz,实验期间采用固定原料配比结构、混合料水份、台车布料高度，宽皮带运行频率等参数。实验按三个阶段组织：第一阶段：九辊角度35度，九辊转速30、35、40、45hz；第二阶段：九辊角度38度，九辊转速30、35、40、45hz；第三阶段，九辊角度41度，九辊转速30、35、40、45hz；台车断面检测以机头向机尾正视图方向为截面，左（距台边缘600）、中（距台边缘1700）、右（距台边缘600）三点，上（距台上缘200）、中（距台上缘350）、下（距台上缘500）三层，共9个取样点位，每个样重500克。混合料采用烘干失重方法检测，检测粒级为：+7mm、3一7mm、-3mm，采用分组汇总、同口径对比方法，使用-3mm粒级分布和平均粒度两个指标来判断九辊偏析布料的最佳角度和转速的趋势。

液7—烧4#烧结机的台车上、中、下偏析布料-3nm粒级分布情况九维频率 30Hz35Hz40Hz45Hz±/% 57.86L8977.1267.32中爲 62.461,9260.6160.93T/% 49.560.4961.3458-46上下层粒径差件 8.31.415.78&86表8…烧曲烧结机的台车上、中sT偏析布料平均粒径分布情曲九轮荊度35°3露41°上层粒径/血3.893.733.19中层粒径/muX883.S33.81下层粒笹/血4.233.913.87上下层粒彳金差Anm0.350.180.68经过对一烧4#烧结机混合料粒级分布及粒度偏析情况综合分析，要获得最佳的偏析布料效果，九辊角度应控制在41度左右、转速应控制在35—45Hz。一烧车间实施宽皮带十九辊布料技术改造后，消除了泥辊卡块、流料，控制了台车料面拉沟、亏料等不平现象，台车布料均匀平整，优化偏析布料效果，改善烧结透气性，一烧系统的烧结机利用系数提高了0.13t/m2*h。4360平烧结泥辊+反射板+九辊偏析布料技术研究与应用为了进一步改善360平烧结机生产，2010年2月将台车栏板高度由700mm增加至760mm。在资源劣化的原燃料条件进行高栏板、宽台车烧结生产，更要强化台车偏析布料技术，否则将影响厚料烧结的成矿质量的均匀性，并且，随着外矿比例配吃增加，生产过程中多辊布料器的辊体磨损加剧，辊间隙变的不规则，造成辊体漏料，不均匀漏料的不仅影响了台车表面布料平整，而且改变了台车断面的燃料偏析分布，影响了烧结矿质量，因此，要进一步研究多辊布料器的工艺优化。我们针对九辊磨损进行专题分析研究，通过进行微观切削机理、多次塑变磨损机理、疲劳机理和微观断裂机理等理论分析、研究，认为辊体磨损为磨料磨损，是一种严重的金属失效形式，当九辊材质不变的情况下，令九辊磨损系数为%，九辊变频转速为v则：V=KJGv，根据分析结果，九辊频率定为35—40Hz，九辊磨损可降为目前磨损程度的70%,换言之寿命将延长0.4倍。并且，在生产中，烧结机矿槽长期给料点到多辊上部第二、三辊之间，下料点高差达到1050mm，混合料在重力加速作用下长期对第二、三辊冲击产生、磨刷，因此造成辊磨损快，漏料严重，长期被迫停止运行。因此，提出增加反射板进行物料倒流、反射，减少多辊受混合料的重力加速冲击。并且，安装反射板还有其它优点：(1)缩短矿槽给料距多辊布料的落差，减少混合料减粒。(2)延长混合料偏析滚动时间，提高混合料出辊速度，强化断面粒级偏析。(3)延长混合料出辊水平驱进距离，改善不同质量的物料分级偏析。由于矿槽给料下到反射板上，然后溜至辊辊布料器，减少原来混合料直接重力砸、冲辊体，造成多辊因冲击、磨损而出现漏料影响烧结工艺生产。为了保证矿槽准确给料在多辊布料器上，不发生辊顶冒料、漏料，一般给料点在第二、三辊之间，就出现了多辊上部的两个辊未发挥布料作用。为了充分发挥九辊的每一个偏析布料作用，烧结厂设计在第一辊上部安装反射板，进行九辊+反射板联合布料新技术研究，并利用360平检修，进行了九辊+反射板联合布料器改造:泥辊抬高200毫米，九辊抬高50mm、

向西平移100毫米，九辊最下辊距离台车栏板高度由30mm调整为145mm,九辊角度由38°上调为41°，并且，在九辊1#辊上方增加500*4500mm反射板。另外，还对平料网进行整改,增加配重挂钩。360平烧结机实施泥辊+反射板+九辊偏析布料技术后，烧结利用系数由1.389t/m2.h提高到1.408t/m2.h，提高了0.019t/m2.h，台时产量由500.04吨提高到506.88t，提高了6.84t，360平烧结机电耗由23.98kWh/t下降至23.43kWh/t，下降了0.55kWh/t；点火消耗从28.21m3/t降至28.17m3/t降低了0.04m3/t:改善了烧结矿质