漢鋼265 m2燒結機1 000 mm料層均質燒結技術進步

2022-01-24 03:30:28王建鵬相里軍紅李文雅王國龍

山西冶金 2021年5期

王建鵬，相里軍紅，李文雅，孫寧，王國龍

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司，陜西勉縣 724200）

陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司（全文簡稱漢鋼）265 m2燒結機自2019年開始實施1 000 mm超厚料層生產，實施過程中，解決了影響1 000 mm超厚料層穩定生產的各項制約因素，多方面出發為厚料層生產提供有力保障。針對混勻垛使用過程中透氣性不穩定影響燒結負壓及溫度參數波動的情況，在料場采取了系列措施穩定混勻礦粒度，同步提升了成份的穩定性；為實現燒結礦各項質量指標及過程參數窄區間控制，精細化管理生產過程，管控配料細節，微幅調整原燃料配比；制定了混合料加水、燒結礦FeO調控、堿度調控等參數控制模型，科學指導及統一操作，穩定生產過程參數及質量控制；針對漏風影響燒結機有效風量及料層厚度，利用檢修常態化開展漏風治理、風道加固，實施高負壓生產；優化爐篦條設計、料面噴灑蒸汽、偏析布料、使用料面打孔機等技術，均勻、穩定料層透氣性，燒結礦成份均質化工作取得較大進步。

1 1 000 mm超厚料層實施的配套技術措施

1.1 降低混勻礦粒度及成分偏差

1.1.1 一次料場進口粉礦使用鱗形堆料

粉礦大于8 mm比例達到10%～15%，一次料場取料為從上至下階梯型取料，為了減少大顆粒粉礦在料垛上滑落影響原始粒度，將粉礦由一次性堆至最高點調整為摞高型鱗形堆料（見圖1）。鱗形堆料的實施，有效降低了礦粉粒度和成分的偏析。某進口礦使用鱗形堆料厚，上部與下部w（TFe）差異由0.99%降低至0.44%，w（SiO2）差異由0.61%降低至0.41%，＞8 mm比例差異由6.15%降低至2.63%（見表1）。

表1 某進口礦堆垛成分 %

圖1 一次料場鱗形堆料

1.1.2 混勻料場使用自動漸變式堆料

混勻礦在堆料過程中，混勻垛垛頭垛尾礦粉粒度自然偏析導致垛頭垛尾粒度、成分存在偏析，影響混勻礦和燒結礦成分的穩定。根據混勻礦生產這一工藝特點，結合堆料過程中堆料流量、堆料機行走速度、混勻礦安息角、混勻礦堆比重四個參數，制定一種漸變式堆料方法，實現混勻礦堆料起點、終點自動化化調整，減少混勻礦在端部的偏析，從而提升混勻礦質量，避免垛頭尾粒度偏析。

隨著堆料層數的增加，堆垛高度越高，混勻礦堆料“料層厚度”越薄（見下頁圖2），根據這一特點，就可以得知：隨著堆料層數的增加，變起點、變終點向內收縮的距離從大變小。

圖2 混勻礦堆料特點

由式（1）、式（2）可得：

核定混勻礦堆料每層向內收縮的距離Xn，如下：

1）混勻礦堆料第二層起點和第一層終點為同一點。

2）第二層終點和第三層起點為同一點，與第一層起點相比，向內收縮距離為：X2+X3=（H3-H1）/tanα=

3）第三層終點和第四層起點，為同一端，與第二層起點相比，向內收縮距離為：X3+X4=（H4-H2）/tanα=

將以上工藝要求通過自動化模塊和編程實現自動堆料，堆料無人值守，且堆料效果達到了人工控制無法達到的效果。式中：α為混勻礦安息角；H為堆料高度；X為堆料滑垛長度（或稱之為向內收縮的距離）；H1為第一層高度，Hn為第n層高度。

1.2 燒結礦工藝參數、質量指標窄區間控制

1.2.1 配料標準化管控

一次配料根據倉距、皮帶秤速度、皮帶速度情況，制定工藝要求，自動化編程實現自動順序啟停，降低了給二次配料上料或停料時的波動影響。配料混勻礦、生石灰粉、焦末、返礦庫存定量區間管理，從倉位的穩定上為配料設備穩定下料創造了條件，減少了下了波動后皮帶秤的反饋調整。

1.2.2 小配比物料精準配加

為穩定燒結過程配碳，將配料時焦末秤更換為高精度配料秤，動態配料誤差實現≤1%，將正常焦末配比調整幅度習慣由0.05%～0.10%降低至0.01%，焦末配比實現了微幅調整，加之從源頭混勻礦采取的系列措施，燒結礦w（FeO）為9.0%±0.5%的穩定率由60%逐步提升至90%以上。

1.2.3 應用數據模型化經驗指導生產及質量調整

根據生石灰粉消化用水及配料室原燃料水分情況，制定混合料加水控制模型，有效指導流量變化、原燃料配比調整后的混合機、制粒機加水量調整。

根據影響燒結礦FeO的眾多因素，根據物料原始FeO含量、返礦配比、熔劑結構、料層厚度、混合料水分、混合料溫度、燒結礦各項成份等對燒結礦FeO含量的影響，制定燒結礦FeO及焦末配比調整模型，有效指導燒結過程配碳控制，保證了過程的穩定性。

漢鋼燒結使用煤氣為高爐煤氣與轉爐煤氣混合煤氣，受轉爐冶煉節奏影響，供應不穩定，根據轉爐煤氣與高爐煤氣CO、H2含量不同，制定煤氣及空燃比調整模型，根據轉爐煤氣混入量及煤氣質量，模型提供適宜的煤氣用量及空燃比，保證燒結機料面點火效果持續穩定達標。

1.3 保證燒結機厚料層生產下的有效風量

針對漏風影響燒結機有效風量及料層厚度，利用檢修常態化開展漏風治理，同時按周期對動靜滑道更換、風箱及彎管換新，煙道氧含量控制在11%以下，燒結主抽風門75%即可達到漏風未治理前95%的有效風量效果。對電除塵及主抽進風出風煙道貼板加固，為燒結機實施高負壓生產奠定設備基礎，燒結機負壓穩定達到-17.0～-17.5 kPa。

1.4 均勻、穩定料層透氣性

1.4.1 優化爐篦條設計

為保證燒結爐篦條的通風面積，將中部爐篦條間隙由5 mm增加至7 mm，為了保證臺車寬度方向上終點位置的一致性，將臺車兩側15 cm內的爐條間隙調整為3 mm，降低邊緣效應。

爐條卡距與隔熱套之間的間隙由5 mm調整為10 mm，讓爐條與爐條在機頭和機尾能充分活動，將間隙中的小顆粒排除出去；保證隔熱套與臺車梁有2～3 mm間隙，隔熱套總長較臺車寬度3 500 mm小30～35 mm，合理的活動間隙保證了爐篦條之間正常的動作，有效避免爐篦條的糊堵。

1.4.2 使用料面打孔機

漢鋼公司燒結機臺車總寬度3 500 mm，為改善中部透氣性，在臺車中部2 900 mm的寬度方向上，將燒結機料面均勻打孔（見圖2），改善料面透氣性。

3-1正視圖 3-2右視圖

圖3 料面打孔機示意圖（mm）

1.4.3 使用料層蒸汽梯度預熱及料面噴灑蒸汽技術

在臺車13#—20#風箱的料面上噴灑蒸汽約3 kg/t燒結礦，利用水煤氣反應機理，加快料層中的碳的燃燒，提升料層垂直燃燒速度，減弱料層厚度提升對垂直燃燒速度的負面影響；將圓鋼松料器更換為空心管松料器，空心管內通入壓力0.3 MPa以上、溫度大于150℃的蒸汽，將混合料溫度從65℃提升至70℃，穩定消除過濕帶，保證燒結過程垂直燒結機速度大于21 mm/min。

1.4.4 合理偏析布料

燒結九輥布料器輥間距間隙可調，最初為3-3-3-5-5-5-7-7 mm，目的是將粒徑較大的混合料布至料層下部，實現布料合理偏析。但從燒結機料層斷面九宮格取樣成分分析，料層上部w（CaO）為11.1%，較下部8.7%高2.4%，料層下部w（FeO）為含量11.9%，較上部6.3%高5.6%。經過對造球顆粒成分的研究分析，粒度相對大的小球，固定碳含量低，CaO含量低，粒度相對小的小球，固定碳含量高，CaO含量高[1]。為了更合理的將各粒級小球分布于料層中，將燒結機九輥布料器自上而下輥間距由3-3-3-5-5-5-7-7mm調整為2-2-2-3-3-3-5-5 mm。通過九輥布料器輥間隙的調整，料層上下部燒結礦w（CaO）差異由2.4%縮小至0.40%，w（FeO）差異由5.6%縮小至0.40%[2]。