降低烧结矿小粒度途径.doc

降低我公司烧结矿中小颗粒的途径（山西光华铸管集团有限公司 王维祯）随着公司炼铁生产的发展，高炉对烧结矿的要求更加严格，特别是对烧结矿中小颗粒含量的要求更为明显。在烧结过程中，焦粉的燃烧为烧结混合料进行一系列物理化学反应、熔蚀、固结提供了绝大部分热能，因此，焦粉的配加量及其粒度的大小对烧结矿的粒度组成、强度、还原性、FeO含量、出矿率及产量有着至关重要的影响，不同种类的烧结矿需要的热耗又不相同，按烧结矿粘结相组成来分，烧结矿主要有两大类，一是以硅酸盐为主要粘结相的烧结矿，另一类是以铁酸盐为主要粘结相的烧结矿，进入九十年代后，国内高炉精料观念发生了比较大的变化，各主要钢铁企业都开始以生产铁酸盐为主要粘结相的烧结矿，也即高碱度烧结矿，这种烧结矿的生产特点是烧结温度低，热耗低，烧结矿还原性好，强度高。1、产生小颗粒烧结矿的原因目前我公司烧结生产主要以高碱度烧结矿为主，其粘接相主要是铁酸盐，但由于工艺设备以及工人的技术素质等因素，造成烧结矿中10mm粒级含量偏高，究其原因主要有以下几方面：11烧结上部热量不足我公司环形烧结机采用的是高炉煤气，点火温度一般只有10000C左右，远远达不到烧结对点火的需求，这直接导致了表层混合料无法形成熔体，表层及其两侧呈黄色或土灰色，在出点火器后观察表层及其两侧有30150mm的烧结矿层（尤其是两侧的下部）为结构疏松的黄色或土灰色的生矿。烧结混合料的烧结过程是自上而下地进行，上层混合料中碳的燃烧及混合料烧结时产生的废气在通过下部料层时，与下部料层的混合料产生热交换，将其一部分热量传递给下部料层的混合料，上层的欠烧，导致了烧结热量分配在烧结料层的垂直方向上形成上少下多，自上而下的逐步递增。由于环形烧结机的特殊结构，导致了表层及其两侧没有形成足够的熔体，所以表层及两侧的烧结矿强度很差，这部分烧结矿在卸矿后，经过破碎筛分基本全部变成了小颗粒随成品烧结矿运往料仓或料场堆存。12混合料水分波动大，混匀效果差配合料到达一混后，即开始加水混匀，公司使用的两台混合机均为胶轮传动装置，由于混合机转速较快达到了9转/min（此类型混合机转速一般是66.5转/min），配合料在混合机内停留的时间相应缩短，加水润湿及颗粒之间的滚动和混匀效果变差，尤其是二次混合，需要借助物料中的毛细水的毛细力使细矿粉结合成强度较好的小颗粒，过快的速度破坏了这种成球性能。配料系统的缺料和热返矿的不稳定，则会导致混合料水分出现短暂的波动，不论这种水分是偏干还是偏湿，均会对烧结料层透气性产生很大的影响，严重的破坏了正常的烧结进程。13混合料仓贮料少，布料极不合理烧结工艺要求，混合料仓至少应该贮存正常生产68分钟的混合料量。其原因：一是可以满足布料的要求，也即布到环形烧结机上的混合料可以保持一定的形状，当配料系统缺料、机械故障或混料系统出现短暂的停机故障时，烧结系统仍然可以连续生产，不会造成布料拉沟、缺料，保证了布料的平整；二是当烧结系统出现故障时，可以将混料系统的混合料全部贮存在混合料仓内，避免混料系统带负荷启动设备。由于我们的混合料仓设计偏小，加之没有梭式布料器，混合料进入料仓后基本呈三角形状，布料时大颗粒的物料基本都滚动到了梯形的边缘，由于边缘效应和点火温度达不到要求，这部分物料很难烧结成块。卸料时均以原始颗粒状态进入成品烧结矿内。14烧结矿转运及贮存过程产生的粉碎烧结矿在转运过程中也会产生一部分小颗粒烧结矿（所有厂家都有同类问题），烧结矿的转运主要是靠皮带机运输的，在这个过程中，每一个转运点都会造成物料之间的相互摩擦碰撞，但是控制合理的转运高度会相因的减少小颗粒的产生；我公司烧结矿从烧结机尾部卸矿到高炉料仓，要经过10个转运点，落差较大的有3处，最高的落差达到12米，比如：热破到热筛；成二皮带到料场； 高炉料仓等处，落差都比较大，其间产生的小颗粒是可想而知的。由于我公司环形烧结机的工艺特点，烧结矿基本是露天贮存的，在贮存过程中，需要铲车来回倒搬，铲车在倒搬过程中多次碾压烧结矿，形成一定数量的小颗粒烧结矿。国内有关烧结厂曾经做过烧结矿露天堆存试验，高碱度烧结矿露天堆存至少会增加10%的粉末含量，随着堆放时间的增加，这个比值还会进一步增加。15工人技术素质较差，流动性较大看火工、配料工、混合机工是我公司环形烧结机的主要岗位，目前这部分人员的流动性较大，管理难度也大，操作上随意性很大，加之环境及其它因素，工人很难坚守岗位，环烧速度时快时慢。严重的破坏了烧结的正常进程。16生产中没有相因的调节手段 根据中南大学的研究和有关烧结厂的实践，一致认为：决定烧结矿强度的主要因素是原料结构，优化配矿是改善烧结矿强度的基础。各种矿物的同化性能并不一样，只有多品种搭配，确定合理的配矿结构，才是提高烧结矿强度关键，而我们目前使用的含铁原料一般只有两种，生产中缺乏相应的调节手段，精矿粉水分偏大，对混料造球极为不利，但在生产中很难对其进行调整。2、减少小颗粒烧结矿的措施针对上述提出的问题，我们只有从技术和管理上采取措施才可以减少和抑制小颗粒烧结矿的产生，其技术措施有：21点火器增设侧烧嘴由于环形烧结机的特殊结构，平面型点火器不能保证梯形料面的点火，其表现是点火后的最高温度无法到达两侧表面，导致两侧表面点火强度不够，为了改变这种状况，在今后的点火器大修或改造时，应考虑在其点火器两侧各增加两个侧烧嘴，这样就可大大改变内外侧表面的点火状况，减少两侧的生料层。其次是焦化厂投产后，应采用焦炉煤气点火。22降低混合机转速，采用自动化加水装置混合机转速过高，一方面加剧了设备的磨损，另一方面对混匀造球不利，这主要是由于离心力过大，将部分物料带到较高的位置，起不到混匀和造球的目的，我公司两台混合机的合理转速应该在66.5转/min，而现在的转速实测为9转/min，为了将转速降低到合理的范围，可以将现有的6级22kw电动机更换为8级22kw电动机，即可满足工艺要求。水分在烧结过程中的作用是： 1、有利于混合料的混匀造球，从而改善料层的透气性，提高烧结生产率。 2、原料颗粒被水润湿后，表面变的光滑（有水膜存在），可以减少气体通过料层的阻力。 3、改善烧结料的换热条件，由于烧结料中有水分存在，改善了烧结混合料的导热性能（水的导热系数为30100千卡/米2 小时 度，而矿石的导热系数为0.15千卡/米2 小时 度），使得料层中的热交换条件良好，这就有利于使燃烧带限制在较窄的范围内，减少了烧结过程的料层阻力，同时也保证了在燃料消耗较少的情况下获得必要的高温。但是，从热平衡的角度来看，去掉水分又需要消耗一部分热量，这也是不利的一方面，所以烧结料水分不能控制得过高或过低，必须控制在适宜的范围内。因为水分过大使混合料过湿变成泥浆状不仅浪费燃料而且更严重的是使料层的透气性变坏。若水分过小混合料不能很好的成球，同样会使烧结料层的透气性变坏，加之我公司混合料的料温很低，燃烧带产生的高温废气，在向下迁移的过程中，与温度很低的混合料相遇时产生水汽冷凝，形成过湿层，从而使料层阻力增加。为了改变这种现状，一方面是教育员工精心操作，另一方面需要改进加水的方式，目前，国内许多烧结厂都改为喷射加水和高压雾状水进行混匀和造球，同时还采用了比较先进的红外线自动测控水装置，这种装置可以对混合机出料端的混合料水分进行在线连续检测，并将检测结果和给定值进行比较，然后输入自动控制系统对加水量实现自动调节，使混合料水分稳定在一个基准值范围。关于混合料温度，一般来说，将混合料的料温预热到露点（600C650C）以上，就可以显著的减少料层中水汽冷凝形成的过湿现象，从而可以降低过湿层对气流的阻力，改善料层的透气性，使通过料层的空气量增加，为料层内的热交换创造了良好的条件，燃烧速度加快，燃烧带厚度减薄，熔融物的冷却速度加快，阻力减少。现阶段国内烧结厂采用的混合料预热方式一般是蒸汽预热和热返矿预热，其次是使用热水、热风等，今后我公司可以考虑利用电厂产生的蒸汽和热水对混合料进行预热。或者寻求其他的预热途径。23改进布料设备，增大混合料仓对布料的要求首先，布料应该使混合料在粒度、化学成分及水分等沿环形烧结机宽度均匀分布，保证混合料具有均一的透气性。其次，应该保证料面平整，并有一定的松散性，防止产生堆积或压料现象。 再次，最理想的布料方法，应该使混合料沿料层高度的分布，是由上而下粒度变粗，含碳量逐渐减少，这样的布料有利于热的利用，并有利于改善料层的透气性和提高烧结矿的产质量（提高上部料层强度并使下层不致过熔）。目前我们国家使用的布料方法主要有三种：一种是圆辊给料机、反射板布料。这种布料方法的优点是工艺流程简单，设备运转可靠，缺点是反射板经常粘料，引起布料偏析，不均匀。我公司使用的就是这种布料方式，现在有些厂已采用圆辊给料机与多辊布料器的工艺流程，用多辊布料器代替反射板，这样消除了粘料问题。使用精矿粉烧结时要求较大的水分，反射板的粘结问题更为突出。生产实践证明，多辊布料效果较好。第二种是梭式布料器与圆辊给料机联合布料。这种方法布料均匀，有利于强化烧结过程，提高烧结矿产质量。对台车上混合料粒度的分布及碳素的分布检查表明：当梭式布料器运转时，沿烧结机台车宽度方向上混合料粒度的分布比较均匀，效果较好；当梭式布料器固定时，混合料粒度有较大的偏析，大矿槽布料效果最差。第三种是宽皮带给料器与多辊布料器。这种方法是将小料仓的混合料由宽皮带给料器拖出，均匀输送到多辊布料器。烧结机采用宽皮带给料机有4大优点：1）改善了小料仓出料口堵料现象；2）宽皮带给料机主被动轮直径只有320mm，比圆辊给料机小550 mm左右，降低了混合料的落差，减少了小球的破坏率。3）宽皮带给料机占用标高低，对烧结改造增加多辊布料器和小料仓扩容创造有利条件，4）其.功率只有：2.55.5kw，皮带速度：1.58M/min。鉴于我们的现状，采用宽皮带给料器和九辊布料器，可以改变我们现在小料仓容积过小的矛盾，同时也可以满足烧结对布料的要求。九辊布料器将大颗粒的混合料筛分后布到环形烧结机的下部，小颗粒的基本都布在了料层的上部，使混合料沿料层高度的粒度分布为由上而下逐步变粗，这样有利于热量的合理利用，同时，由于小料仓容积增大，混合料量增加，解决了布料产生的偏析和布料不平整、缺料、拉沟等问题。环形烧结速度就可以人为的进行控制，使烧结过程趋于合理、稳定。24稳定环形烧结机速度，增加料层厚度 烧结机机速与料层高度对烧结过程和产质量有着直接的影响。因为厚料层烧结，可以改变上部的供热条件，料层厚度提高后，表层质量差的烧结矿数量相对减少，由于厚度增加，烧结速度相应降低，烧结过程中各种矿物反应得到明显的改善，玻璃质减少，烧结矿结晶充分，所以，料层厚度对烧结过程热利用及烧结矿成品率的影响是非常明显的。目前我公司的料层厚度只有400mm（国内先进的已经达到600700mm），远远没有达到厚料层烧结的目的，其主要原因就是烧结速度难于控制，而难于控制的原因就是因为料仓贮料太少，根本无法保证厚料层对布料的要求，其次是混合料的温度达不到露点温度，容易产生过湿，对小料仓改造后 ，我们就可以逐步试行提高料层厚度，并可以考虑试用松料器。25新建烧结矿转运仓落地烧结矿贮存，增加了烧结矿的粉末含量，而且随着时间的增加，粉末的含量也会不断的增加，特别是我们的落地烧结矿需要多次使用铲车倒搬，粉末的含量会进一步的增大。根据太钢的测定，烧结矿落地后，粉末含量即增加10%，为了减少这种损失，现在大部分厂家都建有烧结矿中转仓，这一方面减少了粉末的增加，另一方面，在雨季可以保证烧结矿的水分不会有明显的增加。同时还可以保证进入高炉料仓的烧结矿比较均匀。因此在今后的规划和大修时应该考虑新建中转仓。26寻求合理的烧结配矿结构决定烧结矿强度的主要因素是原料结构，同品种不同产地的烧结原料的同化性能并不一样，只有合理进行搭配，才是提高烧结矿强度的基础。由于我们是吃百家饭的企业，进厂原料错综复杂，加之没有原料储料场，根本不可能进行平铺混匀工作，目前许多企业都建有一次配料系统，就是将进厂原料按一定的比例进行配料，然后再转运到烧结配料系统进行二次配料，由于烧结使用的是配合料，成分相对比较稳定，对烧结过程影响较小，不论是物理性能还是化学性能都有很大的改善。鉴于我们的现状，可否考虑开辟新的场地，把精矿粉和其它进厂矿粉先堆存起来，并进行简单的平铺混匀，拟或建一次配料系统，然后再运送到烧结料场进行烧结。在此期间还可以脱去一定的水分，这样将会大大改善混匀和造球效果，稳定烧结成分。27完善烧结成品的物理化学检验系统烧结物理化学检验对指导烧结生产有至关重要的作用，不论是物理性能还是化学性能，都对烧结生产的调整提供了重要的参考依据，目前我们的成品检验还存在着诸多的问题，成品化学分析滞后，同一个样做出不同的结果，取样没有代表性等等，物理检验还是空白，为了改变这种状况，建议成品检验按照原冶金部的技术规范要求进行检验，增设物理检验系统，这样就可以对我们使用各种原料进行烧结时，应该如何搭配，提供重要的参考依据。28提高员工素质，不断的进行技术培训由于我公司烧结系统使用的是外协工，人员流动比较大，关键岗位人员变动比较频繁，这给稳定操作也带来一定的影响，为此，我们除了要