竖炉球团筛分指数研究

1、Settings of My DocumentsCreated by WIz竖炉球团筛分指数研究赵岚（马鞍山钢铁股份有限公司第三炼铁总厂）单位地址：马鞍山钢铁股份有限公司第三炼铁总厂邮编：243000，e-mail： 由于竖炉 本文通过 采取降低摘要：以马钢第三铁总厂竖炉球团为背景，系统研究了炉内粉矿 的成因、途径及危害，结果表明：竖炉粉矿量为干球与成品球团流量 之差，其三种表现形式为爆裂粉矿、落下粉矿及碰撞粉矿。 粉矿的增加，降低了竖炉利用系数，增加了球团工序能耗， 马钢三铁总厂竖炉球团如何结合企业生产实际，对标挖潜， 球团筛分指数的有效措施，提高产量，节能降耗

2、，为企业创造经济效 益。关键词：球团，竖炉，粉矿，筛分，指数1.前言球团竖炉（简称竖炉，下同）是一种具有中国特色的球团矿焙烧设备， 多 年来，在球团生产中占有重要地位。随着我国钢铁产量的逐年增长，对球 团矿的需求量剧增，但竖炉因其单产量低而愈发难以适应当前钢铁工业的 发展，竖炉的高效化迫在眉睫1。筛分指数反映企业的整体管理水平，为了满足高炉炼铁生产需求，保 持良好的高炉炉料结构，提高竖炉利用系数即提高产量，降低筛分指数是 关键。对于竖炉而言，影响筛分指数最主要的因素是炉内粉矿，因此，研 究炉内粉矿对改善炉内料层透气性、提高竖炉产量和成品球团质量具有重 要意义。目前，有关竖炉粉矿的研究尚未见文献

3、报道。2. 竖炉粉矿的成因、途径及危害2.1.成因图1是竖炉法球团生产的典型流程，将图中的电除尘粉与返矿界定为 “竖炉粉矿”。其中，电除尘粉为细微粉尘，约占湿球流量的 3%5%，熟球团筛分下来的返矿为粒径(15)mm的颗粒(以23mm居多)，约占湿球流 量的6%9%。经推算，粉矿量为干球与成品球流量之差，约占湿球流量的 9%14%。铁矿粉电刍电除尘粉炼铁高炉tshh烧结工序T返矿P图1竖炉球团生产工艺流程2.2.生成途径2.2.1.概述竖炉粉矿主要生成途径有：(1) 生球干燥过程中因爆裂产生部分粉矿；(2) 生球由输料带到烘床及由烘床到炉内的落下过程中产生部分粉矿；(3) 球团在烘床和炉内运动

4、的过程中因球团间、球团与炉壁 (含导风墙) 间碰撞和挤压产生部分粉矿。这里将如上分别称为“爆裂粉矿”、“落下粉矿”及“碰撞粉矿”。222.爆裂粉矿生球干燥过程中，干燥介质的温度与流速、生球的初始湿度与组成等 是影响球团爆裂的主要因素，干燥介质温度和流速越高，球团爆裂的几率 越大，爆裂粉矿生成量越2。2.2.3.落下粉矿落下粉矿的生成速率取决于生球的落下强度，落下强度越低，破碎的 几率越大，于是粉矿生成速率越大。球团由输送带落入烘床上的粉矿生成 量主要取决于生球落下强度，由烘床落入炉内的粉矿生成量主要取决于干 燥后球团的落下强度。因此，落下粉矿决定于生球的落下强度及生球的干 燥程度。2.2.4.

5、碰撞粉矿经理论分析和实验证明，碰撞粉矿的生成速率主要取决于球团的抗压强度，抗压强度越低，粉矿生成速率越大。从干燥到焙烧过程中，单球抗 压强度由200N上升到2000N左右，此时，抗压强度达到了峰值，之后， 在均热带和冷却带基本不变2,因此，从干燥到焙烧的过程中，粉矿生成 速率逐渐减小，当球团焙烧完毕后，生成速率降至最低并保持到排料口。2.3.危害(1) 炉内粉矿不但制约和降低了竖炉的产量，即利用系数，而且增加了 球团的工序能耗3。制约和降低竖炉利用系数：粉矿降低了料层的空隙率，增大了气流 料层阻力，减小了鼓入炉内的焙烧风量，从而降低了竖炉的利用系数。41620甸！S W轻如如(3)增加球团工序

6、能耗：随着粉矿量的增大，为了维持原有的利用系数, 必须将煤气加压站和各个风机的能力加大，于是造成球团工序能耗增加。 以竖炉为例，从图2可以看出，球团工序能耗随粉矿量的增加而增加。S 12 粉矿董图2粉矿量8与球团工序能耗关系曲线3. 降低筛分实践研究3.1.优化原料配比对降低筛分的影响降低球团筛分指数是提高竖炉利用系数的关键，也是直接影响高炉炉 料结构的重要因素。为了提高竖炉利用系数，保证竖炉生产线工序控制和 产品质量的稳定，必须降低筛分。马钢三铁总厂球团分厂单炉年产50万t球团生产线自2008年4月中修结束后，取消了成品球团矿筛分设备，筛分 指数(v5mm)6.33%，如何对标挖潜，把外部矛

7、盾转化为内部矛盾，使球团 筛分指数V 5.0%是摆在整个分厂面前的严重课题，为此，球团分厂强化了 工序控制，开展了以“提高操作和管理水平，降低筛分指数小于5%”为目标的技术攻关，生产实践表明，通过一系列措施使筛分指数得以大幅度的 降低，在降本增效方面取得了良好的生产效益。表1根据筛分指数结果所推荐的3种配矿方案（）配矿方案进口精自产精国内精东北精现场1030601104050210306034060同高炉生产主要取决于原料一样，原料条件的好坏对竖炉生产也起着 决定性的作用，由于竖炉生产使用的 4种铁精矿理化性能指标各不相同, 在详细研究几种铁精矿的对造球性能的基础上，对生产中铁精矿的配比进 行

8、了调整。表2原料结构优化配比对筛分指数的影响配矿方案膨润土用量/%生球水份/%落下强度/次（0.5m）抗压强度/（N/个）爆裂温度/C筛分指数/%现场13.46114.7111.29.07.413.04076.014.55655.3513.76273.4为了此项工作，分厂规定每周三召开攻关分析会，要求原料作业长参 加，对一周来原料进情况和质量情况进行汇报，落实分析、制定措施并考核。3.2.加强原料预处理对筛分指数的影响铁精粉中适量的吸附水是造球所必需的，不同的原料条件有不同的适宜水份。根据球团分厂的生产实际，造球前混合料的水份在6.0%

9、6.5%比较适宜，造球过程中适当加水，使水份控制在7.5%8.0%。由于原料来料水份比较高，进厂时一般在9.0%12%之间波动，为此，球团分厂要求在原 料水份波动大的时候，将原料卸入仓后，采取摆放通风干燥一段时间后， 再抓入配料圆盘使用，尽量降低原料水份的波动对造球的影响，其次，原 料卸料前必须确定来料品种，不得混仓；进口精换品种时，要先将靠3#仓的区域抓空，然后再将新品种抓入空区，尽可能地减少混料现象；行车工 抓料保证矿槽不错料、不空料、不满料，保证下料均匀，从而为筛分指数 降低做好基础工作。33稳定配料对筛分指数的影响配料稳定是获得优质生球，降低筛分指数的基础。首先针对杂物较多, 配料巡检

10、岗位人员做到每隔一小时检查、清理下料口格栅；配料巡检岗位 人员不得私自调整圆盘闸门的开度，及时将信息通报竖窑作业长并经作业 长同意后调整闸门开度。其次在正常组织生产中，坚持每班次不得少于两 次的跑盘制度，并做好记录，发现配料不准或波动较大时，及时将信息汇报技术质量部，安排相关人员校称，确保配料稳定。34控制混合料烘干制度对筛分指数的影响以控制圆筒烘干机混合料水份在 6.0 0.5%为准，及时调整烘干工艺操 作参数，保证烘干效果。首先是稳定上料量；当上料量大幅度调节时，要 按调节幅度及时调整煤气量。其次原料作业长要及时将来料的水份变化通 报竖窑作业长，竖窑作业长要根据来料水份的变化做基准调整；以

11、班中烘 干后的水份值做精确调节，确保烘干后的水份合格率在80%以上3.5.稳定润磨量对筛分指数的影响三铁总厂竖炉球团用原料粒度组成分析结果见表3。表3精矿粉粒度组成分析（）名称+ 120东精9.47凹精10.51东北精10.26卡精2.703.339.275.484.38-120-+150-150-+200-200-+260-260-+325-325-200 目7.2315.702.7361.5479.979.2717.603.9250.6271.145.4814.836.5155.8077.147.427.469.6468.4085.50由表3可以看出：卡拉斯加精矿（卡精）最细，-200目含

12、量达到85.50%; 东精、东北精次之，-200目含量分别为79.87%、77.14%;凹精最粗，-200 目含量为71.14%。混合料润磨工艺是目前国内球团生产新应用的技术，我国先进的冶炼 企业均采用了这项技术。对球团混合料进行润磨的作用主要有四点：第一，提高混合料的细度，使混合料粒度及粒度组成趋于合理；第二，通过磨矿， 增加矿物的晶格缺陷，以增大矿物的表面活性；第三，使物料在润磨过程 中，通过被搓揉、挤压，增大其塑性；第四，使粘结料与矿物直接接触， 以增大粘结剂与矿物之间的附着力，借助这种附着力，使粗颗粒能被包裹 进球团内部。随着物料润磨时间的延长，生球落下强度提高非常明显，可以从4次/0

13、.5 m提高到8次/0.5 m,从造球生产现场来看，由于润磨后混合料 粒度变细，塑性提高，生球表面光滑，很少出现粗颗粒沉积在盘底和甩出 造球盘的现象，由此可以解决现场生球表面粗糙和粉末多的问题。因而将 磨率严格控制在5060%之间，同时加强岗位巡检，防止堵料；每两小时 清理下料斗，检查、调整润磨皮带的跑偏情况并人工检测一次烘干后的水 份变化情况并及时汇报作业长，另外每周定期对润磨机加入钢球，并对钢 球加入后的磨料情况进行分析、检查和调整，为提高生球质量，降低筛分 指数做好保证。36强化造球工艺技术对筛分指数的影响(1) 控制混合料给料量：当盘内球粒度大于规定要求，且不出球盘时，要增加给料量(根

14、据球盘出球状况，按上述调节量调节加料量至出球正常 ) 同时严格按要求控制好球径，使生球平均粒度不低于13mm;(2) 密切关注来料的水份波动情况，根据生球机内球料状况调节给水方法和给水量，关注水压变化，及时将信息汇报作业长；大部分补充水应以 滴状加在“成球区”的物料上，开加水节门1/5圈，使分散料很快能形成母球；少量补充水则以雾状加在“长大区”的母球表面上，使母球迅速长 大；在“紧密区”严禁加水。3-5分钟后，根据盘内成球状况，按上述调 节量调节加水量，直至球盘内生球达到标准要求。(3) 中间仓仓位严格控制在34.5m之间，保证给料均匀；中控和造球 工要互通信息，给料量的调整和外部对造球有影响

15、的信息，中控工要及时 通知造球工，造球工调整了加水量或盘面有异常情况要及时通告中控室； 保证造球操作始终处在控制状态，共同使生球量稳定。(4) 注意返矿量的波动和落料清理对造球的影响，严格控制生球质量满 足焙烧需要，根据竖炉炉况需要，结合盘内状况，并做及时调整；控制好 盘面，防止翻盘；确保两个盘子的生球质量、粒度一致；为了减少生球爆裂，适当地提高生球落下次数，确保日平均在 59次以上，生球抗压强度 10.0N/个球，有利于降低筛分指数。(5) 作业长要加强对造球的管理，密切关注生球的水份、粒度、落下、 生球含粉入炉情况以及其它异常情况对生球质量的影响，并做好可能对筛 分指数产生影响的分析和记录

16、。3.7.统中控操作对筛分指数的影响严格执行标准化作业，为四班统一操作方针，贯彻落实分析会上制定 的燃烧制度、冷却制度、排料制度、布料制度等生产方针；特别是竖炉焙 烧采用低煤气、大冷风的操作方针，即燃烧室温度由1050C降低到980C, 冷却风量由32000m3/h提高到39000m3/h，同时作业长要密切关注执行情 况，及时提出调整要求；针对竖炉生产工艺特点，制定了竖炉球团优化 操作考核办法，严格保持烘干线100-200mm,严禁生球入炉，白班作业 长跟班检查，规范岗位操作，大夜班作业长要详细地将生产情况汇报白班 作业长，以便做好对筛分指数变化进行分析和操作的调整，既保证了炉况 稳定、顺行，

17、又提高了产量，特别是筛分指数的降低。3.8.设备改造对筛分指数的影响要降低筛分指数，提高产量，就必须把好生球筛分关。目前国内绝大多 数竖炉球团厂都采用一级筛分，这是套用原工艺流程的结果。由于一级筛 分只能筛去直径小于6.3mm的部分小球，而直径为 18mm的大球不能从 合格生球中分离，这部分大球不仅影响竖炉的炉况， 最主要的是增加粉矿， 降低产量，为此，分厂将圆辊筛进行了改造，将原先的一级筛分改为双层 筛(即二级筛分，上层间隙V 18mm;下层间隙V 10mm)，严格控制好(10 18m m)生球粒级，其次将双层筛上下筛筛辊改为不粘辊，解决了下筛辊粘 料的问题，提高了生球筛分效率，此项改进对实

18、现活动目标起到促进作用。 另外在7#皮带头轮加挡料板，解决了生球在烘干床上布料偏位问题，改善 了炉内的热工参数，从而使成品球团矿的性能趋于稳定和均匀，有效地降 低了筛分指数。39技术攻关后筛分指数表4球团分厂2008年5月一10月份成品球筛分指数()质量指标5月份6月份7月份8月份9月份10月份成品球筛分(5mm)4.585.946.335.123.313.76通过筛分指数可以看出：由五月份的4.58%、七月份的6.33%降至十月 份为4%以下；这在全国同类型竖炉生产中也属一流水平， 目前筛分指数非 常稳定。4. 经济效益以三铁总厂竖炉球团(8m2)年产50万t氧化球团矿为例。筛分指数降 低3%，(成品率就增加3%,即每天有约45吨返矿转化为成品，按每吨成 品和返矿经济效益差价约200元计算，每年能产生效益：45吨X 200元X 330天=297万元)增加收入297万元；即年生产50万t氧化球团矿直接经 济效益约297万元。5. 结语(1) 生产实践表明，优化原料结构