通钢烧结厂小径烧结工艺改造实践

通钢烧结厂小径烧结工艺改造实践

1烧结机推行浚钢新工艺小球团燃烧是近年来提出的一种新技术。它具有高产、高质量、低燃料消耗等优点。因此，该技术已引起人们的注意。2002年,通钢公司有5座高炉,总容积1750m3,年产生铁约210万t;配套有3台64m2烧结机,其利用系数仅为1.58t/(m2·h)左右,不能满足高炉全部用料,必须外购一部分土烧结矿。由于外购料价格高,且质量差,成分不稳定,直接影响了公司的经济效益。为了满足生产需要,提高烧结矿产质量、降低消耗,自2002年起,通钢公司与北京钢铁研究总院合作,有步骤地在烧结机上推行小球烧结新工艺。经过五年多的实践探索,取得了可喜的成绩:质量提高、消耗下降、产量大幅度上升,烧结机利用系数达2.0t/(m2·h)以上,最高利用系数月平均值超过2.1t/(m2·h)。其成功应用表明,对于老烧结厂,在设备及原料条件基本不变的情况下,只需花费很少投资作适当的改造,就能实现小球烧结,从而获得良好的技术指标和可观的经济效益。2设备改造及操作从2003年起,通钢根据小球烧结新工艺的要求,采取一系列措施,有步骤地对现有设备进行了改造,同时对生产管理和操作也进行了改进和完善。2.1生石灰料仓下条件通钢烧结厂原有一台生石灰配消器,其处理能力仅为20t/h,无法满足小球烧结改造后增产的需求,后改为两台生石灰配消器,使之达到配加生石灰8%以上的能力。原生石灰料仓下部锥度小,经常棚料;给料设备为格式给料器,下料不畅,时大时小;加热水箱体积小,不能满足生产需求。针对这些问题,分别进行了改造:一是调整料仓的锥度;二是将格式给料器更换成螺旋给料机;三是将1m3热水箱更换成18m3热水箱。改造之后,不但生石灰消化效果好,而且配料精度得到提高。生石灰配加量达到8%以上。2.2改加大压水方式原一次混合机筒体为Ø3.2m×13m,安装倾角为2.5°,混合料在筒内加水量不足,填充率低,混合时间短,制粒效果差。为了提高混匀效果,将一混圆筒加长1m,角度增大0.5°,加水方式由直管改为雾化喷头且增大了加水量。改造后,物料在筒内的混合时间接近2.5min,一混加水充足,混匀效果得到改善。2.3次混合机作为纤维原料、工粒料使用的原料在一混和二混之间增设圆筒制粒机,使原来的一次混合机主要用于混料,新增的制粒机用于调水和制粒,原二次混合机则起到外滚燃料和密实小球的作用。新增圆筒制粒机的规格为Ø3m×9m,其圆筒内按比例分为三段,前部为混匀,后部为造球。2.4加水量对喷射效果的影响新增的三台制粒机内部原设计为两根1管加水,各带5个雾化喷头,在筒体外部由一个给水阀控制二根管上的10个喷头。运行之后发现,当加水量较大时,效果不错;但加水量较小时,喷头喷出的不是雾化水,而是滴状水,制粒效果不好。为此,在原设计的基础上将加水管由1管供5个喷头改为半管,每根管供一个喷头,且每根管设一个调节阀,这样控制起来就容易得多,制粒效果明显改善。2.5直筒与生物护坡技术小球烧结改造初期,混合料系统经常出现堵料、断料以及水分波动大等问题,影响了生产的稳定顺行,究其原因,主要有以下三个方面:(1)制粒机前高位矿槽全部镶嵌了稀土含油耐磨尼龙衬板,而直套筒部分依然为料磨料形式,随着生石灰配比增加及消化效果的改善,直套筒粘料骤然加剧,经常造成堵料、断料现象,影响烧结料的水分稳定;加之原一混加水系统给水量不足,物料无法完全润湿,不得已又在二混补加水,由此加剧了水分波动,制粒小球强度也受到影响,更重要的是影响了烧结过程和烧结矿产质量的稳定。(2)原烧结机上部供料缓冲矿槽衬板为铸石、钢板等材质,吸水后仓壁粘料十分严重,经常出现料仓挂料、悬料、堵料等事故,影响生产顺行。(3)原三台二次混合机进料溜槽均为钢质结构,粘、堵料现象亦十分严重,每隔半小时必须放空清理一次,不仅妨碍生产稳定,而且增加了岗位工人的劳动强度。针对上述问题,相继将三台机混合料矿槽中的料磨料式直套筒改为套筒加尼龙衬板形式;三个缓冲矿槽和二混进料溜槽同时镶嵌稀土含油耐磨尼龙衬板,从而杜绝了粘料、悬料、堵料。改造后,不仅消除了故障点,理顺了工艺,而且工人的劳动强度大大降低。2.6外配燃料调湿增加制粒机后,制粒效果大大提高,料层透气性得到改善,烧结矿产量上了一个新台阶。但由于烧结料中配入的煤粉绝大部分被包裹在小球内,烧结过程中与氧气接触的机会少,燃烧速度慢,而且相对配煤量较高,烧结速度慢,氧化亚铁高,限制了烧结矿产、质量的进一步提高和能耗的降低。为了改变这种局面,我们增加了一套外加煤系统,将50%的燃料在配料室配加(即内配),经一混机后,这部分燃料与其它烧结料均匀混合在一起,并大部分被小球所包裹;另外50%的燃料改在制粒机后加入(即外配)。后加进去的燃料经二混后,大部分处于小球表面或球粒之间,烧结时与氧气接触充分,有利于燃烧反应的进行和垂直烧结速度的提高。目前,固体燃料配量已由改造前的68kg降至55kg以下,固体燃料消耗大幅度降低。2.7增设蒸汽预热装置以往,通钢烧结混合料料温主要依靠热返矿和生石灰消化放热来提高,一混料温一般为70～85℃,转运过程中混合料温度损失约为20～25℃,冬季降温更多。为此,我们通过增设排汽点,增加排汽筒高度,给进冷风排汽筒安装插板隔绝冷空气进入,对敞开式皮带密封,加强运输通廊采暖、保温等一系列措施,使混合料温度损失由原来的20～25℃降至10℃左右,二混料温达到了55℃。但这个温度仍不能解决烟道结露问题,为了提高料温,又在小矿槽内增设了蒸汽预热装置。具体办法是:在小矿槽中部侧壁上每隔200mm加一个不锈钢耐磨蒸汽喷头,通入高温蒸汽预热混合料。所用蒸汽来自带冷机余热回收系统,无需增加额外消耗。采取此方法后,混合料温度达到80℃以上,不仅垂直烧结速度提高,而且抽风机叶轮使用寿命延长。2.8烧结后反射板升级通钢烧结机原为圆辊加反射板布料,布料效果很差,尽管也曾使用过松料器,但效果亦不佳。小球烧结改造时将反射板改为多辊布料器,使料层透气性明显改善。由于上述一系列改善制粒和提高料层透气性措施的实施,为提高料层厚度奠定了基础,所以,我们将台车拦板高度由450mm提高到550mm(若要再提高则需大修处理),烧结料层厚度由450mm提高到480mm。3固体燃耗和烧结矿通过以上几方面的改造,从2003年起,通钢烧结各项经济技术指标有了明显进步,烧结机利用系数由2003年的1.641t/(m2·h)提高到2.0t/(m2·h)左右;固体燃耗由45.94kgce/t降至43.60kgce/t;烧结矿强度有所提高;还原度为68%,低温还原粉化率(RDI+3.15)为77%,各项主要指标均达到国内外较先进水平,如表1所示。4东南角烧结实验1)通钢五年来的生产实践使我们深刻认识到,小球烧结技术是一项多工序,多环节的工艺综合体,也是一项相互牵连互为因果的系统工程,不能依赖某一台制粒机解决问题,而是包括生石灰消化、燃料分加、小矿槽蒸汽预热、多辊布料等技术的综合。通钢烧结利用系数由1.641t/(m2·h)提高到1.983t/(m2·h)就是证明。2)烧结生产要想稳产高产,首先必须造出合格小球,而造好小球的关键是控制好造球的适宜水分。但要控制好水分又牵涉到上料的稳定及一次混合机、二次混合机的水量控制,而在实际生产中,每一次小事故的出现,都会给生产带来不稳定因素。想要高产,首先必须做到稳产,只有稳产,才能高产。为此,每道工序都必须按照工艺要求严格控制和执行,才能做到稳定生产。稳定是烧结生产的关键,更是小球烧结生产的关键。3)通钢烧结混合料中精矿比例较低而颗粒料比例高,曾有观点认为颗粒料多的单位不宜采用小球烧结,而通钢的实践证明,小球烧结不仅适用于细精