田艷靜 郭軍偉 劉月建

(安陽鋼鐵股份有限公司)

安鋼3#燒結(jié)系統(tǒng)提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度穩(wěn)定性的實(shí)踐

田艷靜 郭軍偉 劉月建

(安陽鋼鐵股份有限公司)

2015年以來，安鋼3#燒結(jié)系統(tǒng)的原料條件呈現(xiàn)了高鐵低硅高鎂高鋁低堿度的特點(diǎn)，影響燒結(jié)礦強(qiáng)度，造成轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度穩(wěn)定性持續(xù)偏低。技術(shù)人員通過攻關(guān)，從鐵料結(jié)構(gòu)、配水配碳、混勻制粒等多方面采取措施，最終實(shí)現(xiàn)了3#燒結(jié)機(jī)轉(zhuǎn)鼓穩(wěn)定性的突破，效果顯著。

燒結(jié) 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度 實(shí)踐

0 前言

進(jìn)入2015年，隨著經(jīng)濟(jì)增速的持續(xù)下滑，鋼鐵行業(yè)陷入了虧損境地，成本壓力巨大，在此背景下安鋼在燒結(jié)配礦上采取了"低庫存+經(jīng)濟(jì)料"的模式，使得燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)了高鐵低硅高鎂高鋁低堿度的特點(diǎn)，配比調(diào)整節(jié)奏也隨之加快，這對(duì)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的穩(wěn)定帶來了極大的困難，轉(zhuǎn)鼓≥80%的命中率持續(xù)下降。

1 影響轉(zhuǎn)鼓穩(wěn)定性的因素

1.1 受鐵料結(jié)構(gòu)頻繁變化影響

燒結(jié)配礦采取"低庫存+經(jīng)濟(jì)料"的模式后，廠內(nèi)鐵料庫存緊張，配比結(jié)構(gòu)調(diào)整頻繁。2015年全年3#燒結(jié)機(jī)大的配比調(diào)整次數(shù)達(dá)到33次(不包括單品種配比微調(diào))，過于頻繁的換料打破了燒結(jié)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，尤其是換料前后料頭料尾對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響很大，給燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的穩(wěn)定帶來了極大的困難。

由于鐵礦粉資源供應(yīng)的限制，在鐵料配比變化頻繁的同時(shí)，配礦結(jié)構(gòu)中精礦比例、褐鐵礦比例、赤鐵礦比例等隨之有較大程度的變化，尤其是精礦比例變化對(duì)燒結(jié)過程透氣性以及燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度影響甚大。

1.2 受燒結(jié)燃料變化影響

實(shí)踐表明，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度受燒結(jié)燃料影響較大，影響因素包括燃料結(jié)構(gòu)、粒度合格率以及燃料水分穩(wěn)定性。由于3#燒結(jié)機(jī)長(zhǎng)期堅(jiān)持大焦煤比生產(chǎn)，2015年全年平均為3:1，個(gè)別月份達(dá)到5:1甚至7:1，而燃料破碎對(duì)輥和四輥長(zhǎng)期欠修，燃料粒度合格率難以達(dá)到75%的理想狀態(tài)，不利于轉(zhuǎn)鼓合格率提高。由于焦煤比例變化以及環(huán)保噴水抑塵的要求，燃料水分也出現(xiàn)了較大波動(dòng)，影響燒結(jié)燃料配加的穩(wěn)定性。

1.3 受高鐵、低硅、高鋁、高鎂、低堿度影響

由于鐵料品種的限制和高爐對(duì)TFe、MgO等的需求，3#燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的燒結(jié)礦呈現(xiàn)了高鐵、低硅、高鋁、高鎂、低堿度的特點(diǎn)，燒結(jié)礦鎂鋁比不符合≤0.8的要求，鋁硅比不符合≤0.4的要求，從現(xiàn)有資料以及生產(chǎn)實(shí)踐來看，這樣的特點(diǎn)對(duì)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度造成了不利影響。

1.4 受熔劑結(jié)構(gòu)影響

由于降本需要，3#燒結(jié)機(jī)采用石灰石粉替代了部分生石灰，同時(shí)以生白云石作為燒結(jié)礦中MgO的補(bǔ)充熔劑，石灰石粉使用比例最高曾達(dá)到7%，生白云石配比最高達(dá)到6%，與之相對(duì)，生石灰粉配加比例大幅度降低。生熔劑配加比例過高不僅消耗了大量熱量，而且大顆粒的生熔劑在燒結(jié)過程中極大地阻礙了燒結(jié)過程正常的礦化反應(yīng)，使燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度難以保證。

1.5 受工藝和設(shè)備條件限制

受場(chǎng)地或投資限制，3#燒結(jié)機(jī)存在多處制約短板。如3#燒結(jié)機(jī)采用含鐵原料直供生產(chǎn)模式，沒有經(jīng)過原料場(chǎng)平鋪直取，混合料混勻效果差，本身就不利于轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高，加之大料批生產(chǎn)燒結(jié)速度快，混合料料溫低，料層透氣性和產(chǎn)能之間的矛盾較為突出，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)難以穩(wěn)定。再如，由于設(shè)計(jì)裝配問題，3#燒結(jié)機(jī)頻繁掉臺(tái)車輪，2015年全年共發(fā)生臨時(shí)停機(jī)262次，事故停機(jī)20次，其中大部分都是卡臺(tái)車輪或者掉臺(tái)車輪更換臺(tái)車造成，對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性造成很大影響。

1.6 受燒結(jié)機(jī)操作波動(dòng)影響

3#燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)時(shí)間較短，崗位操作人員未能適應(yīng)大型燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)，尤其是在燒結(jié)原燃料大幅度波動(dòng)，小停機(jī)事故頻發(fā)的情況下，燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)操作出現(xiàn)波動(dòng)，影響了生產(chǎn)穩(wěn)定性，燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)操作急需規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

2 提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓穩(wěn)定性的措施

2.1 穩(wěn)定配礦結(jié)構(gòu)，減少換料次數(shù)

為了達(dá)到穩(wěn)定燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的目的，技術(shù)人員與配礦組、高爐車間等單位相結(jié)合，在當(dāng)前安鋼鐵礦粉資源配置的基礎(chǔ)上，在滿足高爐對(duì)燒結(jié)礦性能要求的前提下，在配礦結(jié)構(gòu)上摸索出了一套標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。在確定配礦主體結(jié)構(gòu)的同時(shí)，追溯資源供給，盡可能減少3#燒結(jié)機(jī)配比變更次數(shù)，保證了3#燒結(jié)機(jī)配礦結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。

表1 3#燒結(jié)機(jī)配礦標(biāo)準(zhǔn)要求

2.2 改進(jìn)燃料破碎工藝，保證燒結(jié)燃料穩(wěn)定

針對(duì)燃料結(jié)構(gòu)變化的問題，技術(shù)人員根據(jù)資源配給情況，將3#燒結(jié)機(jī)焦煤比確定在3:1，并保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。同時(shí)針對(duì)煤焦混破的條件對(duì)燃料破碎系統(tǒng)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，將燃料破碎系統(tǒng)單料線給料量限定在40 t/h～50 t/h之間，規(guī)定對(duì)輥間距調(diào)整范圍為8 mm～10 mm，四輥上輥間距3 mm～5 mm，四輥下輥間距0～3 mm，提出并執(zhí)行《燃料破碎崗位標(biāo)準(zhǔn)化操作法》。此外，還建立了對(duì)輥和四輥輥面定期維護(hù)、堆焊制度和燃料粒度檢查機(jī)制，使燒結(jié)燃料中≤3 mm量介于70%～80%，月穩(wěn)定率達(dá)到95%以上。

2.3 確定TFe、SiO2、MgO、Al2O3、R范圍

根據(jù)高爐對(duì)TFe、MgO等成分的需求，結(jié)合燒結(jié)礦鐵酸鈣成礦需要，技術(shù)人員展開了攻關(guān)，從現(xiàn)有資料以及生產(chǎn)實(shí)踐中摸索確定了3#燒結(jié)機(jī)適宜的成分結(jié)構(gòu)(見表2)，在保證高爐冶煉需求的基礎(chǔ)上，為燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的穩(wěn)定提供了支持。

表2 3#燒結(jié)機(jī)成分標(biāo)準(zhǔn)要求

2.4 優(yōu)化熔劑結(jié)構(gòu)，減少波動(dòng)影響

為了緩解生熔劑配加比例過高對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度的影響，同時(shí)兼顧配加精度和降本要求，技術(shù)人員對(duì)生熔劑配加比例進(jìn)行了論證，通過對(duì)比不同比例生熔劑下燒結(jié)礦強(qiáng)度的變化趨勢(shì)，得出了適宜的配比結(jié)構(gòu)。即石灰石粉配比應(yīng)穩(wěn)定在2%～4%，白云石配比應(yīng)穩(wěn)定在1%～3%，應(yīng)保證生熔劑總配加比例不超過5%。

另外，通過對(duì)俄羅斯精粉(MgO含量為5.37%)的研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)高爐對(duì)燒結(jié)礦MgO含量的要求適量配加高鐵、低硅、高鎂、高鋁的俄精，可以增加從鐵料中原始帶入的MgO含量，減少由生白云石帶入MgO，可以有效避免大比例生熔劑對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度的影響。但是由于俄精高鋁、高鈦的特點(diǎn)，其配加比例一般不宜超過10%。

2.5 設(shè)備改造升級(jí)，消除制約因素

為了彌補(bǔ)3#燒結(jié)機(jī)含鐵原料直供生產(chǎn)模式對(duì)混合料混勻的影響，同時(shí)兼顧生石灰消化的要求，車間技術(shù)人員對(duì)一、二混滾筒運(yùn)行參數(shù)和加水參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化：

1)改造一混加水管路，實(shí)現(xiàn)一混前1/2不加水，后1/2柱狀水和霧化水結(jié)合加水；

2)改造二混加水管路，實(shí)現(xiàn)二混前1/2加霧化水，后1/2不加水；

3)通過調(diào)整滾筒液力耦合器閥位，將一、二混轉(zhuǎn)速分別調(diào)整到5.0 轉(zhuǎn)/min和5.5 轉(zhuǎn)/min，整體混勻時(shí)間延長(zhǎng)了2 min。從實(shí)際效果來看，控制大煙道負(fù)壓相同的情況下，布料厚度能夠提高2 cm，壓料強(qiáng)度也可以適當(dāng)提高，從而達(dá)到提高燒結(jié)礦強(qiáng)度的目的。

此外，對(duì)燒結(jié)機(jī)圓輥布料器兩側(cè)清料裝置的改造，燒結(jié)機(jī)壓料輥改造，工藝水蒸汽加熱裝置的改造以及燒結(jié)機(jī)臺(tái)車輪加油結(jié)構(gòu)的改造等方面均取得了較好的效果，為燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的穩(wěn)定奠定了設(shè)備基礎(chǔ)。

2.6 精心操作，減少波動(dòng)

2.6.1 強(qiáng)化布料操作，提高料層厚度

低碳厚料層燒結(jié)可以使氧化氣氛增強(qiáng)，增加低價(jià)鐵的氧化反應(yīng)放出的熱量，減少高價(jià)鐵氧化物的還原反應(yīng)耗熱，這些都有利于鐵酸鈣液相的生成，提高轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。同時(shí)強(qiáng)化自動(dòng)蓄熱作用，減少表層燒結(jié)礦比例，提高了燒結(jié)成品率。

2.6.2 控制燒結(jié)終點(diǎn)，穩(wěn)定終點(diǎn)位置

燒結(jié)終點(diǎn)位置控制的好壞直接影響燒結(jié)礦成品率，燒結(jié)機(jī)正常的終點(diǎn)位置應(yīng)為倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱。在生產(chǎn)過程中，操作人員必須從配料、布料和點(diǎn)火全流程保持穩(wěn)定，燒結(jié)過程中要根據(jù)大煙道廢氣溫度和負(fù)壓趨勢(shì)預(yù)判燒結(jié)終點(diǎn)，并采取控制風(fēng)門、機(jī)速等相應(yīng)措施將燒結(jié)終點(diǎn)穩(wěn)定在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱。

2.6.3 控制環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量，減少環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)激冷

環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)冷卻對(duì)熱燒結(jié)礦存在一定程度的激冷應(yīng)力作用，尤其是環(huán)冷機(jī)前段赤熱的燒結(jié)礦遇到強(qiáng)冷風(fēng)激冷產(chǎn)生應(yīng)力，對(duì)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度有較大影響。為此，技術(shù)人員根據(jù)料批和環(huán)冷冷卻風(fēng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系制定了環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)開停制度，在保證燒結(jié)礦冷卻效果的前提下盡量減少鼓風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)，降低燒結(jié)礦冷卻強(qiáng)度，減少激冷應(yīng)力。

2.6.4 推行標(biāo)準(zhǔn)化操作，提高運(yùn)行穩(wěn)定性

為了減少操作波動(dòng)對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響，技術(shù)人員根據(jù)鐵前一體化的要求，會(huì)同高爐工序、原料工序制定了《3#燒結(jié)機(jī)崗位重要運(yùn)行參數(shù)控制手冊(cè)》，同時(shí)推行了《3#燒結(jié)機(jī)崗位標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書》，詳細(xì)規(guī)定了各崗位作業(yè)要求。保證了原燃料條件變化期間和事故應(yīng)急處理期間的生產(chǎn)穩(wěn)定性，為燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓的提高提供了技術(shù)保障。

3 燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高的效果

技術(shù)人員認(rèn)真分析了轉(zhuǎn)鼓穩(wěn)定性下降的原因，并采取了相應(yīng)對(duì)策后，3#燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)月平均值穩(wěn)定在了80%～82%的水平，轉(zhuǎn)鼓≥80%的命中率能夠穩(wěn)定保持在90%以上，有力地支撐了3#高爐強(qiáng)化冶煉的要求，3#高爐各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到歷史最好水平。2016年3#燒結(jié)機(jī)全年轉(zhuǎn)鼓指標(biāo)完成情況見表3，3#燒結(jié)機(jī)2016年轉(zhuǎn)鼓≥80%命中率折線如圖1所示。

表3 3#燒結(jié)機(jī)2016年轉(zhuǎn)鼓≥80%命中率完成情況 / %

圖1 3#燒結(jié)機(jī)2016年轉(zhuǎn)鼓≥80%命中率折線圖

4 結(jié)論

從實(shí)踐中可以看出，工藝、操作、設(shè)備和外圍支持的標(biāo)準(zhǔn)化是燒結(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，是提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓穩(wěn)定性的根本途徑。采取上述一系列措施后，安鋼3#燒結(jié)機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度能夠穩(wěn)定達(dá)到80%～82%，轉(zhuǎn)鼓≥80%的命中率達(dá)到90%以上，成效顯著。

(1)燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)的適宜與穩(wěn)定對(duì)燒結(jié)礦成分和強(qiáng)度的穩(wěn)定至關(guān)重要，必須確定70%以上的主體架構(gòu)穩(wěn)定，盡可能降低配比變更的次數(shù)，保持長(zhǎng)期穩(wěn)定；

(2)燒結(jié)用固體燃料的粒度、水分以及熔劑結(jié)構(gòu)與成分的穩(wěn)定對(duì)燒結(jié)降耗和產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定具有重要意義，必須嚴(yán)格執(zhí)行檢化驗(yàn)程序，保持長(zhǎng)期達(dá)標(biāo)并穩(wěn)定；

(3)混合機(jī)參數(shù)、加水參數(shù)、料溫、燒結(jié)終點(diǎn)控制、布料操作以及環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)操作的優(yōu)化對(duì)提高燒結(jié)礦成品率和轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度效果顯著，在實(shí)踐操作中得到了檢驗(yàn)。

[1] 賀先新. 淺析武鋼厚料層燒結(jié)的發(fā)展[J]. 燒結(jié)球團(tuán). 2004(29):1-5.

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PRACTICE OF IMPROVING THE STABILITY OF SINTER DRUM STRENGTH IN 3#SINTERING SYSTEM OF ANYANG STEEL

Tian Yanjing Guo Junwei Liu Yuejian

(Anyang Iron and Steel Co., Ltd)

Since 2015, the raw material condition of 3#sintering system in Anyang Steel exhibited the characteristics of high-iron low-silicon high-Mg high-alumina low-alkalinity. It affect the sinter strength, resulting in sintered drum stability continued low. The stability of sintered drum strength in the 3#sintering machine is improved through the research carried out by the technical personnel from the iron material structure, water distribution and carbon balance, mixing granulation and other aspects, the effect is significant.

inter sintered drum strength practice

建，工程師，河南，安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司煉鐵廠；

2017—4—10