提高鐵合金原料配料質量的措施

楊升明 康興東

摘 要:針對原料質量對鐵合金冶煉影響,結合中色東方爐外法配料工藝設計,提出鐵合金冶煉相對穩定條件下,強化原料準備、優化原料配料和嚴控混合和布料是提高鐵合金原料配料質量的有效措施,可顯著提高鐵合金入爐混合料的質量,是保證鐵合金冶煉高效生產、節能降耗的先決條件。

關鍵詞:原料鐵合金冶煉配料

中圖分類號:TF1 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0103-01

我國是世界第一大鐵合金生產、消費和出口國。隨著我國實現以節能降耗、污染治理、綜合利用為重點,推廣先進適用技術,加強技術改造,淘汰落后工藝裝備,促進工藝裝備升級,鐵合金技術進步及鐵合金生產對原料配料方面提出了更高要求。原料配料對合金冶煉的影響主要體現在:工藝過程的各項技術經濟指標和爐子冶煉穩定性兩個方面,它是入爐混合料制備的關鍵,也是實現部分二次資源綜合利用的重要途徑。但由于合金冶煉工藝不盡相同,相應提高原料配料質量的有效措施也各有特點。鐵合金冶煉不是單獨使用某種原料,而是使用一定配比的混合爐料?；旌蠣t料制備質量在鐵合金冶煉工藝中起決定性作用。混合爐料是利用各種設備及配料系統混合稱配組成。對這些設備和配料系統的基本要求是連續不斷地將規定配比的爐料投入爐內。各種原料經稱量、配料及混合后形成入爐混合料,其質量對鐵合金的冶煉有著決定性影響。本文結合中色東方爐外法配料工藝設計,從強化原料準備、優化原料配料和提高混合效果等方面分析提高鐵合金原料配料質量的有效措施。

1 工程概況

中色(寧夏)東方集團有限公司16000噸特種微合金爐料工程,在寧夏石嘴山經濟開發區東部片區投資建設。項目包括:50%釩鐵5000t、80%釩鐵2000t、鈮鐵5000t、鎢鐵2000t、氮化釩2000t。該項目由中冶東方工程技術有限公司設計,采用目前國內外先進的微合金爐料生產技術,生產高質量的釩鐵、鈮鐵、鎢鐵和氮化釩等鐵合金。

該鐵合金入爐混合料工藝主要分為原料準備、配料及混合三個工序。

1.1 原料準備

將合格原料經地下受料倉用輸送設備送至高位料倉備用,為了不影響物料配料精度,每種原料根據用量不同設置不同數量的料倉。

1.2 原料稱量

合金爐要求原料稱量精度高(達0.5%),時間短,連續輸送工藝。為滿足靜態稱量精度要求,要求稱量用壓頭設置在一個平面上。根據三點確定一個平面定理,在稱量斗上可以設定出三個壓頭點的位置。設置時稱量斗的重心和三個壓頭的重心需重合,才能保證稱量的精度。根據等邊三角形重心定理,在稱量斗的正方形進料口上做出等邊三角形,使三角形重心位置與進料口兩頂點連線的交點重合,這樣,三角形的重心恰好落于稱量斗的重心上,見圖1-2所示。

等邊三角形的三個頂點A、B、C為稱量容器的三個壓頭點的位置,稱量容器上壓頭位置的確定與稱量反應的準確密切相關。倘若這三點確定不當,則三點受力不均衡,稱量重心偏移,稱量中傳感器發出的數字信號就會產生很大誤差,致使稱量不準。同時在稱量容器的進料口處,要求給料設備給出的料流位于進料口中心,使料在稱量容器中填充均勻,成為較規則對稱的幾何形狀。否則,給料不對中也會產生重心偏移現象,使稱量不準確。由此可知,稱量容器壓頭點位置越準,物料在稱量容器內分布越對稱、均勻,則稱量也越精確。

1.3 原料混合

原料按設定好的配比稱量完畢經輸送設備送至混合系統。該工序采用的混合設備為雙螺帶混合機,電機通過減速機帶動螺帶攪拌機構轉動,一方面使物料產生上下移動,另一方面由于螺條的特性優點使物料產生內外對流,達到充分混合的目的。

2 提高原料配料質量的措施

強化原料準備,優化原料配料,嚴控原料配料后的混合和布料是提高原料配料質量的有效措施,可減少配料系統誤差,提高原料配料效率,降低成本[4]。

2.1 強化原料準備

隨著鋼鐵冶金行業對原料準備的重視和原料準備技術條件的成熟,鐵合金行業在借鑒鋼鐵行業的同時,近年來也開始重視原料準備,并大力強化原料準備。

原料準備是鐵合金冶煉的第一步工序,它不僅關系著冶煉能否正常進行,而且影響著鐵合金技術經濟指標的高低,是鐵合金行業向高效、低耗、節能、環保方向發展的首要環節。因此,搞好原料的管理和準備,力求做到精料入爐非常重要。但優質入爐混合料首先基于各原料化學成分的穩定,即嚴格控制各原料成分,使其波動控制在工藝允許的波動范圍內。要求原料有用成分含量高,有害雜質含量低,水分、粒度及粒度組成適宜。所以,強化原料準備的措施有:

(1)嚴格控制進廠原料質量;

(2)穩定各種原料成分;

(3)控制原料水分;

(4)強化原料粒度及粒度組成;

(5)加強不同批次各物料的堆存、混合和儲運。

2.2 優化原料配料

在原料條件相對穩定情況下,優化配料倉、選擇適宜給料設備、優化稱量裝置和提高稱量精度是實現優化原料配料的有效措施,是提高混合料質量的關鍵。

(1)優化配料倉。主要包括配料倉大小、斜段傾角及襯板材質的選擇。由于各物料靜堆積角、動堆積角,以及各物料水分、粘性、粒度、密度等物理學性質的差異,各物料相互摻和混勻存在較大差異。所以,根據不同的冶煉工藝和物料物化性質選擇適合的配料倉。

(2)選擇適宜給料設備。倉下給料設備能夠滿足在嚴格控制給料偏差的同時,保證物料料流通暢,提高給料穩定性;同時盡可能減少物料偏析。這主要是因為物料品種多,密度差異大,物料粒度及粒度組成不同,極易造成物料在給料過程偏析,給配料工藝增加難度。

(3)優化稱量裝置,穩定稱量質量,提高稱量精度。稱量是整個配料系統物料精度控制的核心。稱量裝置不僅能夠滿足靜態條件下物料準確稱量,更應滿足生產過程中動態條件下精確控制。這主要是因為實際生產過程中,稱量裝置所在平臺有不同程度的振動,嚴重影響稱量精度和稱量穩定性,需要現場多次調試,經常校驗。

2.3 嚴控混合和布料

原料配料后到終端用戶,即各物料稱量后還經過混合、緩沖、布料或給料等工序至終端用戶,此過程主要存在物料偏析和混勻,甚至物料間相互的粘結、反應等作用,這些作用的存在,直接影響終端用戶使用效果。物料偏析,各物料混勻不均,或物料間粘結成塊,直接影響鐵合金爐爐內物料布料效果,影響爐況及冶煉效果,對冶煉能耗具有明顯影響。所以,嚴控配料稱量后物料混合和布料的措施有:

(1)選擇適宜給料設備;

(2)優化運輸條件,保持料流穩定;

(3)盡量減少中間轉運環節;

(4)強化終端布料工藝;

3 結語

結合中色東方微合金鋼爐料工程配料工藝,以及提高原料配料質量措施的分析,經生產實踐表明,強化原料準備、優化原料配料和嚴控混合和布料是提高鐵合金原料配料質量的有效措施,可顯著提高鐵合金入爐混合料的質量,也是保證鐵合金冶煉高效生產、節能降耗的先決條件。