莱钢3×105m2烧结机低水分烧结的实践

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  摘 要 本文分析了高水分对烧结生产的影响,提出了降低烧结水分的措施,促进低水分烧结生产。
  关键词 烧结生产;降低水分;措施
  中图分类号:TF3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)14-0139-02
  水分是影响烧结过程重要的因素。含铁混合料中一般含水在6%~10%,适宜的水分在混合料准备过程中起润湿物料、促进物料成球的作用,在烧结过程中还起传递热量、氧量与溶质的作用,从而确保烧结过程的顺利进行。因此,如何控制最佳的水分,就成为烧结降本增效的重要环节。近几年以来,莱钢3×105 m2烧结机在生产实践中,通过不断对低水分烧结进行实践和探索,逐步使烧结水分降低到6.8±0.2%之间,在节能增效方面成效显著。表1为莱钢3×105 m2烧结机历年烧结水分控制表。
  由表1可以看出,自2005年以来,3×105 m2烧结机烧结水分控制逐年以0.2%的幅度递减至6.8%,且波动范围始终稳定在±0.2%。
  1 高水分对烧结生产的影响
  1.1 导致水分高的主要因素
  莱钢3×105 m2烧结机混合料中的水分来源主要有四个方面:一是混匀料、燃料自身含水带入的原始水分;二是配料室冷返矿润湿、生石灰加水消化的强化水;三是混合润湿、强化制粒时加入的一、二次水;四是加蒸汽预热混合料时的蒸汽冷凝水。
  1)原始水分的影响。莱钢使用的铁精矿粉,水分一般在8±1%左右,平常也有波动,若遇雨季波动更甚;适当的过量水是生石灰充分消化的前提,一般的加水量为0.3~0.35 t/t生石灰,且大部分水都加在配料室,生石灰打水不均或质量变差时容易导致水分偏高;其他外加料如炼钢污泥、除尘灰打水等对原始水分的过高也将产生不利影响。
  2)配料室料批增减及缓变料料头料尾的影响。料批增减,一次混合补加水量必然要增减,若调整不及时就会对水分高造成影响。配料室缓变料时,料头料尾对应不齐也会影响水分的波动。表2为莱钢3×105 m2烧结机一混水分影响系数表。
  由表2可以看出,当料批增减以及原始混匀料水分波动时,对一次混合水分都将产生不同程度的影响。
  3)物料性质的影响。物料的粒度大,比表面积小,需加水分少,如富矿粉。物料的粒度细,比表面积大,如精矿粉,需加水大;物料的亲水性强,表面松散多孔的需加水分大,组织致密的需加水分少。赤铁矿,磁铁矿比较致密,亲水性差,褐铁矿结构比较松散,亲水性好,因此,当原料混匀不均或料种变换频繁时,对混合料水分高影响较大。
  4)季节不同加水量也不同。夏季水分蒸发快,加水应多一些,冬季水分蒸发慢,水分应小一些,春秋季加水要适中。在操作中如忽视这些细节,将对控制最佳烧结水分造成影响。
  5)水蒸汽冷凝水的影响。为提高料温,在通蒸汽预热混合料的过程中,当蒸汽遇到冷的混匀料时,蒸汽没有渗透到料中去,仅在表面与料接触,潜能不能充分传递给混匀料,而且造成表面混合料过湿。烧结料的过湿冷凝水量与水蒸汽的实际压力和温度有关。水蒸汽的实际压力和温度越小,冷凝水分量越多。
  1.2 高水分对烧结生产过程的不利影响
  1)降低了混合制粒效果。在混合料造球过程中,当控制水分过高时,就会产生大量的重力水,刚开始成球较快,但易造成小球粘结在混合机上,破坏小球的正常运行,使小球失去滚动能力,且制粒小球互相粘结变形,导致制粒小球强度极低,极易破裂,成球速度也变慢。
  2)加重了过湿层厚度。烧结过程中,当含有水蒸汽的热废气穿过下层冷料时,由于存在着温度差,蒸汽将大部分热量传给冷料,而蒸汽自身温度则大幅度下降,在蒸汽把热量传递给混匀料时,导致其温度的降低,并在冷料表面冷凝,使下层物料的含水量超过物料原始水量。一般来讲,过湿层的最大含水量为原始水分的120%~135%。当混合料的含水量高时过湿层现象将更加严重。
  3)高水分将加重烧结机篦条的糊堵程度。烧结机篦条的糊堵直接降低烧结机有效抽风面积,降低料层透气性,使烧结过程不均匀,底部存留大量的生料,严重影响生产顺行。
  4)扰乱生产秩序,增加生产成本。过高的混合料水分,容易给下道工序造成堵漏斗,粘皮带,皮带打滑跑偏,大小矿槽悬料、烧结机点不着火,透气性差,烧不下去,返矿量增大,返矿漏斗喷料,严重时造成返矿槽满,致使生产恶性循环,不能正常进行。同时从热平衡的角度看,除去烧结料中的过量水分需要消耗过多的热量。因此,过高的烧结混合料水分即造成水耗的增加,又会造成燃耗的大幅度升高。
  2 降低烧结水分采取的措施
  1)强化混合制粒。混合料的成球机理简单的说即滴水成核,雾化长大,无水密实。添加到混合了中的水量对混合料的成球质量及其透气性有很大影响。不同混合料其加水量也不一样。关键是把水分限制在一个最佳范围内。为强化制粒采取的主要措施有:①改进混合造球作业加水方式。3×105 m2烧结机采用了二次混合分段加水法。把3.2×18 m的二次混合机沿长度方向分为数段:准备段(1.5 m)为受料段,不加水;主润湿段(4 m),加雾化水以形成造球核心;造球段(6 m),不加水,使小球成型,坚固;补充加水段(1.5 m),对尚未成球部分进行润湿;小球硬化端(5 m),对成球的小球进行无水密实。②采取了配料室冷返矿提前加水润湿的措施。通过以上措施,在二次混合加水降低到6.8±0.2%的情况下,混匀料中3 mm~0 mm粒级仍能大幅度降低。图1为莱钢3×105 m2烧结机二次混合机加水量与成球性的关系图。
  由图1看出,当混合料含水量在6.8±0.2%时物料呈球性达到最好,3 mm~10 mm粒级达到80%以上。含水量过高或过低时成球性均呈下降趋势。
  2)降低原始混匀料水分。不同的混合料其加水量也不一样。关键是把水量控制在一个最佳范围。秋、冬季含水量6%左右,影响相对较小,雨季时混匀料含水大量增加,一般达到了8.5以上,为此,把一次混合润湿加水量由原来占总加水量的80%~90%降低到70%~80%,增加二次混合加水量10%左右,以确保二次混合主润湿段能够加入足量水以形成造球核心。
  3)降低蒸汽冷凝水含量。通蒸汽预热混合料热效率低的主要原因是蒸汽没有渗透到料中去,仅在表面与料接触,潜能不能充分传递给混匀料。3×105 m2烧结机预热混合料所用蒸汽,主要是由带冷机上安装的余热锅炉产生的,其蒸汽温度和压力主要与带冷机上的废气温度有关:在操作上使进入带冷机的烧结矿保持一定的温度。确保蒸汽压力达到0.6±0.05 MPa,混合料温度由46℃左右提高到70℃左右,再凝结水分大量减少,烧结料层透气性得到了改善。
  4)规范岗位操作标准。过湿料不仅是一次混合的责任,与上下工序也有一定的责任。所以要加强联系,如加减返矿、放灰、返矿的质量改变及缓料时与一次混合联系,一次混合及时调整水分;返矿与配合料要做到齐头并进,一次混合工要估计来料及断料的时间,判断要准确,开闭水门要及时。
  5)加强水分的监督、检测。为解决人工判断水分误差大、调整滞后的问题,及时为岗位更新配备了水分检测设备。为此,先后为看火岗位配备了红外线快速水分测定仪,用来监测泥辊下料处水分;在一、二次混合安装了电导式粉粒物料水分仪,用来监测控制一、二次水分。通过以上措施,解决了人工判断水分误差大、调整滞后的问题,为水分烧结生产的稳定顺行奠定了基础。
  3 结束语
  1)通过分析水分对烧结生产过程的不同影响,找出了高水分影响生产的诸多因素,为采取有效措施控制烧结最佳水分,确保生产稳定顺行奠定了基础。
  2)通过改进生产工艺、设备,完善加水操作制度,强化混合料造球制粒,加强各相关岗位的技术操作和协调配合等措施,使我厂3×105m2烧结机烧结水分控制在6.8±0.2%的理想范围,实现了低水分烧结降本增效的目标。
  参考文献
  [1]王振龙主编.烧结原理与工艺[M].兵器工业出版社,2003.
  [2]薛俊虎主编.烧结生产技能知识问答[M].冶金工业出版
  社,2004.
  [3]周本华主编.烧结工[M].冶金工业部工人视听教材编辑部,1998.
  作者简介
  姜兴军(1968-),男,工程师,从事烧结、高炉生产技术等钢铁冶金方面研究。
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