提高8 m2豎爐球團(tuán)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的實(shí)踐

毛友莊，何劍飛，謝 旭

（山東鋼鐵集團(tuán)萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪271104）

提高8 m2豎爐球團(tuán)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的實(shí)踐

毛友莊，何劍飛，謝 旭

（山東鋼鐵集團(tuán)萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪271104）

為了提高8 m2豎爐球團(tuán)礦產(chǎn)量和質(zhì)量，采取了改造干燥床篦條、調(diào)整優(yōu)化干燥床、提高生球質(zhì)量和開(kāi)發(fā)應(yīng)用豎爐二冷系統(tǒng)等措施，使球團(tuán)礦產(chǎn)能提高了51.49%，穩(wěn)定了球團(tuán)礦質(zhì)量，降低了能源消耗。

豎爐；球團(tuán)；產(chǎn)量；質(zhì)量；二次冷卻；實(shí)踐

1 引言

豎爐法焙燒球團(tuán)礦具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材質(zhì)無(wú)特殊要求、投資少、熱效率高、操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用和發(fā)展上得到推廣[1]。萊鋼2#8 m2豎爐1999年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)能28萬(wàn)t，2002年以來(lái)，隨著萊鋼4座750 m3高爐先后進(jìn)行了擴(kuò)容改造為1 080 m3，導(dǎo)致球團(tuán)礦用量不足。另一方面，隨著近幾年礦粉價(jià)格的一路飆升，焙燒性能好的礦粉價(jià)格居高不下，為了降低生產(chǎn)成本不得不購(gòu)買(mǎi)一些低價(jià)礦，使球團(tuán)礦品質(zhì)和產(chǎn)量的進(jìn)一步提升。為了實(shí)現(xiàn)高爐精料目標(biāo)，我廠先后進(jìn)行了干燥床篦條改造、干燥床優(yōu)化調(diào)整、提高生球質(zhì)量和開(kāi)發(fā)應(yīng)用豎爐二冷系統(tǒng)等系列技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用形成了有機(jī)融合的球團(tuán)礦穩(wěn)定高效生產(chǎn)技術(shù)，有效提高8 m2豎爐球團(tuán)礦產(chǎn)能約51．49%，穩(wěn)定了球團(tuán)礦質(zhì)量，降低了能源消耗。

2 技術(shù)分析

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)行分析和研究，得出制約球團(tuán)礦產(chǎn)質(zhì)量及能耗的主要因素有以下幾個(gè)方面：

（1）干燥床蓖條結(jié)構(gòu)不合理，上下寬度一樣，導(dǎo)致生球易卡在縫隙中，增大了熱氣流通過(guò)阻力，降低了干燥效果。

（2）干燥床面積偏小，干燥時(shí)間短，生球干燥速度慢，造成生球在進(jìn)入預(yù)熱帶時(shí)發(fā)生爆裂，產(chǎn)生大量粉末，影響爐料透氣性，造成臺(tái)時(shí)產(chǎn)量不高。

（3）生球質(zhì)量差，落下強(qiáng)度達(dá)到6～8次/0．5 m占到70%，表面有毛刺，粒度不均勻，且+15 mm粒級(jí)含量達(dá)到30%以上。主要原因有:原料水分波動(dòng)大；圓盤(pán)造球機(jī)中加水方式不合適。

（4）豎爐電振卸料排料溫度在沒(méi)有進(jìn)行二次冷卻過(guò)程，其溫度是800℃，爐外主要是靠打水冷卻，耗水指標(biāo)是0．15 m3/h，冷卻后溫度在400℃以上，在運(yùn)輸過(guò)程中皮帶頻繁出現(xiàn)燒損事故。

隨著近幾年礦粉價(jià)格的一路飆升，焙燒性能好的磁鐵礦粉價(jià)格居高不下，為了降低生產(chǎn)成本不得不購(gòu)買(mǎi)一些低價(jià)礦，另外還回收了煉鋼除塵灰，影響了球團(tuán)礦產(chǎn)質(zhì)量提升，增加了能源消耗。

3 技術(shù)改進(jìn)

通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)行研究和分析結(jié)果，確定采取以下措施提高球團(tuán)礦產(chǎn)質(zhì)量。

3.1 改造干燥床篦條結(jié)構(gòu)

如圖1所示，將蓖條形狀由“長(zhǎng)方體”改為“棱臺(tái)狀”，棱角采用毛邊，使篦條之間的縫隙自上而下逐漸變寬，這樣，只要有小球卡在縫隙中時(shí)，在熱廢氣的作用下，干燥變小，受重力作用，小球容易落到爐體內(nèi)，改善了篦床的透氣性，混合熱廢氣容易穿過(guò)干燥床與生球進(jìn)行接觸，產(chǎn)生對(duì)流放熱，提高了干燥速度，增強(qiáng)了干燥效果。

圖1 干燥床篦條改造示意圖

3.2 干燥床優(yōu)化調(diào)整

對(duì)干燥床形狀進(jìn)行改造（見(jiàn)圖2）。首先將干燥床的夾角由104°增加到108°，其次將干燥床底部?jī)尚∷旱拈g距從3 124 mm增加到3 324 mm，干燥床面積比改造前增加了6%。最后將干燥床升高200 mm，增加了球團(tuán)在爐內(nèi)的預(yù)熱時(shí)間，充分利用了爐內(nèi)上行的熱廢氣熱量。改造后，生球爆裂率明顯降低，減少了熱廢氣中粉塵含量，改善了爐料的透氣性和氣流分布。

圖2 豎爐爐型改造圖

3.3 提高生球質(zhì)量

針對(duì)制約生球質(zhì)量的各種因素，采取以下對(duì)策:

（1）嚴(yán)格控制原料水分，對(duì)進(jìn)廠原料水分偏大，對(duì)其進(jìn)行控水處理，合格后方可卸車(chē)。嚴(yán)格控制烘干機(jī)出口水分在7.5%～8.5%，車(chē)間配備烤箱，每班測(cè)量4次，都記錄在案，督查人員每天進(jìn)行檢查，這些措施的實(shí)施穩(wěn)定了原料水分。

（2）將圓盤(pán)造球機(jī)加水方式由普通改為霧化噴頭，根據(jù)理論計(jì)算，并結(jié)合我廠生產(chǎn)實(shí)際情況最終確定了加水點(diǎn)。

改造后，生球表面毛刺明顯減少，落下強(qiáng)度達(dá)到6～8次/0.5m由占到70%提高到85%，滿足了豎爐生產(chǎn)對(duì)生球質(zhì)量的要求。

3.4 豎爐二冷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)使用

（1）經(jīng)過(guò)焙燒后的球團(tuán)礦在爐內(nèi)經(jīng)過(guò)一次水冷卻后，溫度仍在800℃左右，在這個(gè)溫度條件下再進(jìn)行二次冷卻。在豎爐本體上進(jìn)行二次冷卻的位置距離卸料口3 m左右，冷卻風(fēng)不能使用高壓風(fēng)機(jī)，因?yàn)轱L(fēng)壓過(guò)高會(huì)造成卸料口“鼓料”、“噴料”，影響豎爐操作。旋風(fēng)式鼓風(fēng)機(jī)要達(dá)到冷卻效果，冷風(fēng)必須穿透球團(tuán)礦料柱，而且熱廢氣要及時(shí)引出爐體外，以達(dá)到二次冷卻的效果。由于爐體二次冷卻位置的球團(tuán)礦溫度較高800℃，這對(duì)二次冷卻裝置就要有相當(dāng)高的要求，要耐高溫，具備自我冷卻作用，通風(fēng)率要高，故障率低，壽命長(zhǎng)，冷卻效果好。

（2）二次冷卻系統(tǒng)構(gòu)造。

二次冷卻風(fēng)通過(guò)爐體兩側(cè)風(fēng)箱分風(fēng)板進(jìn)入爐體內(nèi)，見(jiàn)圖3。

圖3 二次冷卻系統(tǒng)構(gòu)造

在爐體內(nèi)部，由主水梁對(duì)裝置進(jìn)行整體支撐，主水梁和副水梁上焊有連筋板，篦板通過(guò)螺栓安裝在連筋板上，主水梁和副水梁內(nèi)部通冷卻水用于系統(tǒng)冷卻。

篦板四角設(shè)有通孔用于安裝螺栓，篦板內(nèi)部的隔料板用于防止合格球團(tuán)礦通過(guò)篦板，隔料板和通風(fēng)間隙排列分布在篦板內(nèi)部，二次冷卻風(fēng)吹入爐內(nèi)與球團(tuán)礦進(jìn)行熱交換后，通過(guò)通風(fēng)間隙將熱廢氣排出，實(shí)現(xiàn)成品球團(tuán)礦的二次冷卻。隔料板和通風(fēng)間隙保持向上的傾角，二次冷卻風(fēng)通過(guò)篦板間隙斜向上吹入爐內(nèi)，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，隔料板傾角定于47°，可使合格球團(tuán)礦自然滑落，有效防止其堵塞通風(fēng)間隙，并保持排料口無(wú)下行冷卻風(fēng)的噴吹，保證排料順暢[2]。

（3）二次冷卻系統(tǒng)在豎爐生產(chǎn)中的應(yīng)用。

二次冷卻系統(tǒng)在豎爐內(nèi)下部進(jìn)行安裝，豎爐兩側(cè)進(jìn)風(fēng)箱可通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)送二次冷卻風(fēng)，將成品球由700℃冷卻到200℃以下，二冷集風(fēng)箱引出的熱廢氣引出爐體外后進(jìn)入電除塵器,二次冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用解決了成品球團(tuán)礦的冷卻問(wèn)題。

在二冷風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的情況下，就可以對(duì)球團(tuán)礦進(jìn)行二次冷卻，用耐熱（200℃）普棉帶就能實(shí)現(xiàn)成品球的輸送,而且是在豎爐爐體的內(nèi)部，不揚(yáng)塵，不污染環(huán)境。正常情況休風(fēng)復(fù)風(fēng)情況下其二冷系統(tǒng)的運(yùn)行都不會(huì)對(duì)豎爐造成影響，非常有利于豎爐的操作。其整個(gè)系統(tǒng)地維護(hù)保養(yǎng)非常方便、經(jīng)濟(jì)，使用過(guò)程掌控快捷、方便。

3.5 優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)

（1）用EXCEL建立配料計(jì)算模型指導(dǎo)生產(chǎn)。

只需要輸入配比，就可以馬上計(jì)算出結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單、快捷掌握焙燒后球團(tuán)礦化學(xué)成分。

（2）對(duì)各種礦粉焙燒性能建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

對(duì)各種礦粉實(shí)行跟蹤制度，了解各種礦粉的焙燒性能，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）煉鋼除塵灰優(yōu)化使用。

煉鋼除塵灰為轉(zhuǎn)爐干法除塵灰，其粒度細(xì)、含鐵品位低、溫度高、CaO含量高、揚(yáng)塵二次污染大。為消化該除塵灰，同時(shí)驗(yàn)證轉(zhuǎn)爐細(xì)塵用于豎爐球團(tuán)生產(chǎn)的可行性，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，保護(hù)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

配加煉鋼除塵灰方案：與巴西精粉按1：3行車(chē)抓混（巴西精粉是露天存放需往倉(cāng)內(nèi)倒運(yùn)），1斗煉鋼除塵灰3斗巴西精粉；配加煉鋼除塵灰后，提高了礦粉的成球性能，膨潤(rùn)土配加量降低7 kg/t[3]。

3.6 除塵設(shè)施改造

球團(tuán)礦產(chǎn)量提高后，除塵設(shè)施能力明顯偏低，為此新建25 m2電除塵器，對(duì)附近崗位進(jìn)行除塵，改造后崗位環(huán)境衛(wèi)生顯著改善。

4 實(shí)施效果

項(xiàng)目實(shí)施后，萊鋼8 m2豎爐產(chǎn)質(zhì)量同期相比提升明顯，能耗同期相比明顯降低，如表1所示。

表1 8 m2豎爐球團(tuán)礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5結(jié)論

（1）在不改變現(xiàn)有豎爐工藝的情況下，先后進(jìn)行了系列工藝設(shè)備優(yōu)化和改造：干燥床篦條改造、爐型改造、增強(qiáng)爐內(nèi)氧化氣氛、嚴(yán)格控制圓筒烘干機(jī)煤氣用量和開(kāi)發(fā)應(yīng)用豎爐二冷系統(tǒng)等，經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用形成了有機(jī)融合的8 m2豎爐穩(wěn)定高效生產(chǎn)技術(shù)。

（2）只對(duì)一些關(guān)鍵部位進(jìn)行改造，就達(dá)到了提產(chǎn)增效的效果，適用于同類(lèi)型豎爐球團(tuán)生產(chǎn)提產(chǎn)降耗生產(chǎn)實(shí)踐，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。

（3）與1 000 m3高爐配套球團(tuán)生產(chǎn)線，豎爐具有投資省，見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)于我國(guó)目前優(yōu)質(zhì)焦煤稀缺，中小高爐將繼續(xù)作為煉鐵的主要設(shè)施來(lái)說(shuō)，豎爐仍具有一定的優(yōu)勢(shì)。

（4）部分崗位粉塵濃度超標(biāo)，還需對(duì)除塵設(shè)施進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。

[1]張一敏．球團(tuán)理論與工藝[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1996：5-6．

[2] 羅宗堯，李玉東，王慶遠(yuǎn)，等．萊鋼豎爐二次冷卻框架的改造[J]．燒結(jié)球團(tuán)，2008，33（2）:37-39

[3] 劉運(yùn)東，趙祥棟，呂宏偉，等．萊鋼2#豎爐降低球團(tuán)礦SiO2和FeO的實(shí)踐[C]//2010年度全國(guó)燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)交流年會(huì)論文集．長(zhǎng)沙，燒結(jié)球團(tuán)雜志編輯部，2010：155-157．

（編輯 潘娜）

Practice of Pellet Production Increase and Quality Improvement at 8 m2Shaft Furnace

MAO You-zhuang,HE Jian-fei and XIE Xu
(Laiwu Subsidiary Iron-making Plant,Shandong Iron and Steel Group,Laiwu,Shandong Province 271104,China)

In order to increase the production and improve the quality of pellet at 8 m2shaft furnace, modifications were carried out and measures taken,such as:improving the bar grate of hearth drier, adjusting and optimizing hearth drier,improving green ball quality and developing and applying the secondary cooling system for shaft furnace．The pellet productivity was increased by 51．49%,pellet quality was stabilized and energy consumption was reduced．

shaft furnace;pellet;production;quality;secondary cooling system;practice

10．3969/j．issn．1006-110X．2014．01．002

2013-08-15

2013-09-10

毛友莊（1981—），男，陜西富平人，工程師，主要從事燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)工作，E-mail：maoyouzhuang＠163．com。