關于燒結紅泥消化生石灰系統的改造

劉嬌 馬廣超

一、 引言

燒結生產的歷史已經有一個多世紀了，眾所周知，在燒結過程中將混合料溫預熱到“露點”溫度以上，就可以顯著的減少料層中水汽冷凝形成的過濕現象，從而可以降低過濕層對氣流的阻力，改善料層的透氣性，使抽過料層的空氣量增加，為料層內的熱交換創造良好的條件，燃燒速度加快，燃燒帶厚度減薄，熔融物的冷卻速度加快，阻力減小。目前，我部使用的預熱混合料方法是：返礦預熱和生石灰預熱。本文介紹采用煉鋼紅泥（紅泥中主要為煉鋼轉爐除塵灰）進行生石灰消化對生產現場存在的問題的改進。

二、 背景概述

隨著建設資源節約型、環境友好型社會的要求越來越高，燒結生產在資源、環保方面面臨著巨大的挑戰，我部于2014年改造為200㎡燒結機，亦采用三級生石灰消化器，該消化器噴頭堵塞嚴重、生石灰消化不均勻，下料口宜出現球狀生石灰塊，導致生石灰配料不穩定，設備故障率極高，造成燒結混合水分不穩定，從而引起燒結礦強度差，堿波動大。為降低能源消耗節約成本，減少乃至杜絕廢物外排，建設成綠色工廠，穩定燒結礦轉鼓強度、提高燒結礦質量，我部去除三級生石灰消化器，改造為使用紅泥代替部分水對生石灰進行預消化（即一級消化器）。

1、使用紅泥進行生石灰消化的益處：

1.1廢物利用，節約能源。生石灰充分消化需要適當的水量，一般加水量為0.3～0.35t/t生石灰，這樣用紅泥是生石灰消化，每噸生石灰可節約水量0.2～0.25t。

1.2 提高混合料品位，及微量元素含量。紅泥大約中70%為水，其余30%為氧化鐵皮及硅、鈣、鎂等微量元素，氧化鐵皮能提高品位，硅、鎂等微量元素有利于高爐煉鐵的操作。

1.3 提高紅泥溫度，增強生石灰活性度，提高了生石灰的消化速度，在皮帶有限的運輸距離內，使生石灰消化得更完全。一次混合機物料混合均勻，提高混合機造球率。

2、使用紅泥進行生石灰消化給生產帶來的困難：

2.1從煉鋼長距離輸送紅泥進入紅泥池后，紅泥溫度降低。

2.2紅泥中有時會有雜物，造成管道、水泵經常性堵塞，紅泥泵故障率增加。

2.3從紅泥池中用紅泥泵打入消化器時，紅泥壓力大，不利于生石灰消化，而且污染消化器周邊環境，增加崗位人員勞動強度。

基于以上因素，設計了本系統。該系統由兩部分組成：蒸汽換熱裝置與減壓、過濾、流量調整裝置。

3、系統設計

3.1蒸汽換熱裝置組成及工作原理

生石灰要進行充分消化要加適當水量，根據相關研究結果表明，水溫由20℃提高到100℃，生石灰活性度有210mL提高到380mL，生石灰單獨消化時，不同水溫與消化時間關系：水溫在20℃時，生石灰消化時間為6分鐘;水溫達到80℃時，生石灰消化時間為0.83分鐘。可見水溫越高生石灰消化時間越短，生石灰充分消化能發出大量熱量，混合在混合料中能提高料溫有利于成球。由于我部生產場地限制，生石灰配料系統距離一次混合機較近，生石灰需在所以設計了蒸汽換熱裝置，經過長時間的生產實踐該換熱系統能使紅泥溫度提高至80℃，生石灰在進入一次混合機前已充分消化，一次混合機加水穩定，造球效果提高，燒結料層透氣性良好，燒結礦質量穩定。

蒸汽換熱裝置由兩個換熱罐串聯組成，換熱罐中間由直徑100mm無縫鋼管連接，換熱罐內部安裝螺旋狀管道（直徑20mm），換熱罐一側連接煉鋼紅泥管道，另一換熱罐設計泄壓管道（通往紅泥池）與溢流管道（通往紅泥過濾裝置），加熱罐底部安裝紅泥排污閥門。

從煉鋼紅泥池輸送紅泥由紅泥進口管道進入兩個換熱罐中，蒸汽由頂部蒸汽管道進入換熱罐，蒸汽管道在換熱罐內為螺旋狀，以增加加熱面積，提高紅泥溫度;當換熱罐中壓力過大時由泄壓管道進行泄壓;底部閥門用來控制換熱罐中紅泥總量。當紅泥經過換熱罐加熱后由溢流管進入紅泥減壓、過濾裝置。

3.2減壓、過濾、流量調整裝置

由于從紅泥池中用紅泥泵直接把紅泥輸送進消化器，紅泥壓力過大造成浪費、污染周邊環境，紅泥中雜物有可能堵塞紅泥管道，不利于流量控制。為了控制生石灰消化器的合適配加紅泥量，避免生石灰加紅泥過多或不足，引起混合料水分的波動，提高生石灰的消化效果，故設計此裝置。該裝置由單個紅泥罐及內部L型過濾網、頂部連接換熱裝置管道、底部排污閥以及電磁流量計、電動調節閥和切斷閥。電磁流量計、電動調節閥使操作人員可在控制室內對加紅泥量進行監控調整，可保證及時切斷紅泥，避免生產事故。

該系統工作原理：換熱罐中經加熱的紅泥由管道進入減壓罐，經過篦子過濾紅泥中雜物進入減壓罐另一側，由電動調節閥控制紅泥量，經管道進入生石灰消化器。過濾出的雜物由底部排污閥排出。

4、系統改造后的使用效果

此次改造涉及到了工藝、設備等方面的改造，整體水平得到了提升。紅泥經過減壓、過濾、流量控制裝置，能有效的減小紅泥壓力、清除紅泥中雜物、控制紅泥流量，便于控制，降低崗位操作人員以及維修人員的勞動強度，配料室內環境得到了改善。改造后采用的換熱裝置，能提高紅泥溫度至80℃左右，使生石灰得到充分消化，混合料溫度提高5℃-10 ℃ ，強化了制粒造球，減少了燒結礦白點的產生，提高燒結礦成品率。我部近4個月內燒結礦指標與改造前指標如下：轉鼓強度由76.84提高至77.13，堿度穩定率由提高1%，出礦率由84.5%提高至86.6%，溶劑單耗由177Kg降低至166.5Kg。

參考文獻：

[1]張天啟，《燒結技能知識》，冶金工業出版社，2012.

[2]周傳典，《高爐煉鐵生產技術手冊》冶金工業出版社，2005.

[3]薛俊虎，《燒結生產技能知識問答》，冶金工業出版社，2005.

[4]王悅祥，《球團礦與燒結生產》，冶金工業出版社，2010.

（作者單位：新興鑄管股份有限公司（武安工業區））