生產高品位球團礦工藝優化研究與實踐

PRODUCTIONHIGHGRADEPELLETSPROCESS OPTIMIZATIONSTUDYANDPRACTICE

Zhang Yanjun （Hydrogen Metallrgy Co of HBIS Group Xuansteel Company. Xuanhua O751oo，China）

Abstract：Inthe pellet production line，processes such as concentrate drying，peletizing，and temperature control of thechain-grate machine-rotarykiln-ring coolerare importantlinks inthe productionof high-qualitypellet ore.In the process of producing high-grade pellet ore，through the optimization of processessuch as concentrate drying，pelletizing，and the chain - grate machine-rotary kiln -ring cooler，the improvement of pelet quality and the reasonable matching of the temperatures of the drying first stage，drying second stage，preheating first stage，and preheating second stage inthechain-grate roasting chamberareachieved.Byreasonablyadjusting the naturalgas flow of the main gun of the rotary kiln，the proportion of internal and external airin the combustion ^- supporting air， adjusting and matching therotationspeedsof the main exhaustfanandtheheat-resistantfan，adjusting the material distribution thicknessoftheringcooler，efectivelyutilizingthereturnhotairoftheringcoler，andexploringthereasonableroasting temperature insidetherotary kiln，high-gradepelletorethat meets therequirements ofthegas-based shaftfurnace is produced through the exploration and optimization of each process link.

Key words：pellet roasting；oxide scale；high-grade pellet ore；process optimization

0引言

氣基豎爐所需要的高品位球團礦通過鏈篦機-回轉窯產線生產，張宣科技球團公司為了生產滿足氣基豎爐所需的高品質球團礦，通過對循環物料氧化鐵皮的物化性能的研究，實現氧化鐵皮在球團生產過程中的穩定配加，進一步提高了鏈篦機煙罩溫度，干燥一段、干燥二段、預熱一段、預熱二段溫度梯度更加合理，對造球固定刮刀及加水管的優化改造，改善了生球質量，對環冷機密封及環冷機布料厚度的優化后，有效減少環冷機的漏風，環冷機回熱風得到有效利用，實現了高品位球團礦質量的提升，生產出的高品位球團礦能夠滿足氣基豎爐所需球團礦質量要求。

1配加有價循環物料，優化鏈篦機溫度梯度

球團礦焙燒過程為干燥、預熱、焙燒、均熱、冷卻，其中干燥和預熱是在鏈篦機焙燒過程中完成，主要發生生球水分的蒸發，硫化物和氧化物的分解及氧化，鏈篦機干燥段、預熱段溫度梯度對球團礦焙燒起到重要作用。張宣科技特鋼、金屬材料等公司產生的有價循環物料氧化鐵皮FeO含量在49.42% 左右，單質鐵含量在 64.26%～73.8% 左右，具有較高的回收利用價值，通過對國內外的高品位鐵精粉的基礎特性、造球性能開展系統的研究，配加氧化鐵皮有利于球團生產，配加的氧化鐵皮進入鏈篦機焙燒后氧化放熱較高，在未配加氧化鐵皮前，由于冬季氣溫低，球團礦 的產量情況下，環保脫硝入口溫度達不到催化劑反應溫度，且鏈篦機各段溫度梯度不合理，球團礦日產量被迫由3200t/d 降低到 3000t/d ，在配加氧化鐵皮后，氧化鐵皮在鏈篦機焙燒過程可產生放熱，使鏈篦機各段溫度梯段趨于合理，能夠滿足脫硝入口催化劑反應溫度，冬季球團礦產量可達到 3200t/d 。

配加氧化鐵皮后，鏈篦機各段溫度較不配加氧化鐵皮升高，且鏈篦機各段溫度梯度較為合理，生球在鏈篦機氧化預熱更充分，天然氣使用量降低300m³/h ，有效降低天然氣消耗。

表1配加氧化鐵皮與未配加氧化鐵皮鏈篦機各段溫度及燃氣用量對比

表2配加氧化鐵皮后鏈篦機機頭球、回轉窯窯頭球、成品球團礦質量情況

配加氧化鐵皮后，鏈篦機機頭球、窯頭球、成球球抗壓強度較好，成品球抗壓強度可達到2500N/ 球以上，物理指標滿足氣基豎爐生產要求，回轉窯燃氣用量降低 200～600m³/h ，按日產 3200t 計算，天然氣單耗降低約 1.5～4.5m³/t

2造球前原料穩定性優化

球團干燥系統主要是將鐵精粉中的水分有效的脫除，整個脫水干燥過程中，需要嚴格控制干燥工藝參數，合理的工藝參數可以確保鐵精粉脫水干燥的效果。

回轉窯干燥崗位職工在調整燃氣用量時，干燥后水分無監測手段，造成崗位調整燃氣用量滯后，生產過程中干燥后精粉水分波動大，影響后續生產工藝的穩定性，為穩定干燥工序，該公司在干燥機出口位置加裝紅外測水分儀探頭，為防止干燥后的精粉蒸發的熱氣和粉塵進入水分監測儀內，造成監測數據失真，通過采取接引壓縮空氣對紅外測水分儀探頭進行吹掃，將測水分信號接引到干燥操作室，實現了職工對干燥后精粉水分的實時監測，通過優化改造，實現了職工實時掌握干燥后水分數據，可有效進行燃氣流量的調整，節省燃氣使用量，穩定干燥后精粉水分，干燥后精粉水分穩定在7.0%～8.0% 之間，實現潤磨等工序的長期穩定運行。針對潤磨工序，保證潤磨機內鋼球高度，對潤磨機內篦板和盲板定期進行更換，提高潤磨機處理能力。

3造球工藝優化，提高生球質量

造球是將細磨物料加水潤濕，在機械力和毛細力作用下滾動而形成一定粒度的生球，造球水分的精確控制及水分穩定性直接影響到生球質量和成球效果。向造球盤內加水加料是一項重要和復雜的操作，生產過程中水和混合料分別加人造球盤中的，兩者關系十分密切，加水與加料配合良好、適宜，才能造出水分適宜、粒度均勻的生球。加水方法一般采用“滴水成球、霧水長大、無水緊密”的操作方法。圓盤球機所加的水，通常可分滴狀水和霧狀水兩種，滴狀水加在新給入的物料上，霧狀水應噴灑在長大的母球表面，試驗證明，在圓盤造球機中借助不同的加水和加料位置，可以得到不同粒級的生球[。在造球過程中，為進一步穩定生球水分，提高生球質量，該公司對造球加水管及固定刮刀進行優化。

1）據滴水成球，霧水長大的成球理論基礎，對造球盤加水管進行改造，將一道加水管改為兩道并排加水管，將兩條加水管移動到距離下料點更近的位置，并在長球區增加霧化水，根據生球成球實際情況，實現造球加水量的有效控制。

2）在造球過程中，刮刀是不可缺少的組成部分，刮刀在造球盤中起到控制和調節物料分布的作用。在造球過程中，物料需要在盤內均勻分布，以確保生球能夠獲得足夠的物料和水分，從而形成均勻且質量較好的生球。為了使圓盤造球機能正常工作，必須在造球盤上設置刮刀，清理粘結在底盤和盤邊上的積料，刮刀的作用：解決底料的問題，提高造球盤的生產率和生球強度的有效措施[。球團1-6號造球盤固定刮刀安裝于造球盤上方，固定刮刀角度為逆向 45^° ，固定刮刀攔料早，較多物料擋到造球盤的長球區和出球區，造成生球表面粉末粘料較多。該公司對1-6號造球盤固定刮刀的角度和位置進行優化改造，將造球盤固定刮刀角度由逆向 45^° 調整為順向 120^° ，并將固定刮刀向右移動1.5m ，固定刮刀底板加長 10cm ，刮刀頭用支撐臂底板固定焊接，固定刮刀頭距圍板 10cm ，離造球盤底襯 10cm ，改造后，延遲了固定刮刀攔料時間，物料到成球區增多，母球成球率增加，較少物料擋到長球區和出球區，生球表面粉末減少，延長了固定刮刀頭使用壽命。

4回轉窯一環冷機溫度及用風控制

在生產氣基豎爐所需要高品質球團礦時，通過調整主抽風機和耐熱風機轉速，環冷機給風量及天然氣主槍空然配比等措施，摸索控制回轉窯窯內焙燒氣氛及環冷機各段溫度。回轉窯內熱量來源為主槍天然氣燃燒和環冷機一冷段回熱風，主槍天然氣用量控制在 2 000～2 300m³/h ，合理匹配主槍助燃風內、外風開度，內風開度 30% 左右，外風100% ，有效利用環冷機一冷段回熱風為回轉窯提供熱量。

環冷機冷卻是焙燒球團礦過程中的重要環節，雖然不直接作用于焙燒固結過程，卻極大地影響固結的結果，過快的冷卻速度，造成沿球團半徑收縮不均勻，產生應力，使球團礦強度降低。環冷機一冷段回熱風作為回轉窯二次風回到回轉窯內，為回轉窯提供熱量，環冷機二冷段回熱風回到鏈篦機干燥二段，為鏈篦機干燥二段提供熱量，因此環冷機回熱風的有效利用對球團礦質量有一定影響。環冷機的回轉體位于灰斗和風箱的上方，一般采用耐熱好的橡膠作為材料，作為耐高溫材料橡膠在生產過程中不可避免的會不斷磨損，并且受高溫影響被磨損耗，這將導致設備間的間隙增大，熱風外泄，嚴重的外泄導致環冷機熱量利用較低，很難保持生產必要的高溫，回熱風利用率低，影響環冷機上球團礦冷卻效果及鏈篦機溫度梯度。該公司將環冷機大盤和欄板磚部位將直接插入密封膠條的方式，改為用u型卡子內加裝加工的 15cm 廢舊皮帶進行密封，將單層密封擋板改為雙層密封擋板，實現了環冷機的熱源不直接接觸到密封皮帶上，減少對密封皮帶的損傷，延長密封皮帶使用壽命，且可根據密封擋皮損壞程度，在生產運行的情況下，就可調整密封擋皮，減少環冷機漏風。環冷機密封改造后，實現了熱風的有效利用，為進一步提高環冷機一冷段和二冷段溫度，將環冷機料層厚度提高至 650mm 降低環冷機速度，增加環冷機料層厚度，降低冷卻速度，促進球團礦的再次氧化和強度的提升，有效提高球團礦抗壓強度。

表3環冷機各段溫度及回轉窯窯溫情況

在生產高品質球團礦時，環冷機一冷段變頻給定在 26～33HZ 之間，二冷段風門開度給定在50%～90% 之間，三冷段風門開度 100% 。

5結語

通過配加氧化鐵皮、優化干燥、造球工藝，合理匹配窯頭主槍內、外風比例，提高環冷機料層厚度，改善環冷機密封性等措施，在球團生產過程中，穩定了干燥后精粉水分、提高生球質量、鏈篦機各段焙燒溫度更加合理，環冷機回熱風有效利用，進一步提高了球團礦質量，為氣基豎爐提供優質的高品質球團礦。

參考文獻

[1]張一敏.球團礦生產技術[M].北京：冶金工業出版社，2005.[2]張漢泉.燒結球團理論與工藝[M].北京：化學工業出版