连军峰,王玉梅,田长磊,袁 鹏,王昊荣
(新疆昆玉钢铁有限公司)
新疆昆玉钢铁有限公司建设配置一套60 万吨氧化球团生产线,采用链篦机-回转窑-环冷机生产工艺。
造球是球团生产过程中最重要的工序之一,造球又对原料的条件要求较高,尤其原料的粒度及粒度组成就是一个特别重要的衡量指标,一般要求造球用混合料粒度-200 目的比例>80%;球团采用润磨机对混合料再磨及二次混匀,以提高混合料整体细度,改善铁精矿造球性能,并降低膨润土消耗量。
昆玉钢铁球团根据公司含铁资源供应现状,在停用润磨机条件下,积极研究工艺调整、优化配矿结构,分阶段逐步提升粗粒度铁精粉消耗比例,期间进行一系列工艺制度优化,并加强生产工艺监督管理,克服使用粗粒度铁精粉对造球及后续热工制度影响的种种困难,稳定生产工况,在保证球团矿质量指标符合高炉冶炼需求的条件下,尽可能提高粗粒度铁精粉消耗比例,积极为公司含铁资源的平衡消耗及采购创造条件。
根据昆玉钢铁含铁资源供应情况,球团配加粗粒度铁精粉生产拟采用含铁原料质量指标为:
正常情况下,昆玉钢铁球团生产以优质铁精粉1 为主,稳定配加8%内循环料组织生产,随着市场行情变化,优质铁精粉资源1 供应受到较大影响。昆玉钢铁顺应市场及生产需求,采购粗粒度铁精粉平衡生产以弥补优质铁精粉资源缺口。
昆玉钢铁球团根据公司含铁资源供应,通过优化配矿结构、调整生产工艺控制,在停用润磨机的条件下配加粗粒度铁精粉生产,并逐步提高粗粒度铁精粉比例,期间加强生产工艺控制监督管理,积极应对生产工况各种变化并加以调整控制,分阶段按照不同粗粒 度铁精粉种类及配比组织生产。
表1 球团拟采用含铁料质量指标统计表 %
其中:第一阶段增加铁精粉2 配比15%、铁精粉3 配比10%,调整稳定造球工序及热工制度;第二阶段视造球运行情况,增加铁精粉4 配比5%;第三阶段考虑粗粒度铁精粉对造球的影响,先调整降低铁精粉3 配比至5%,提高铁精粉4 配比至15%;第四阶段先调整降低铁精粉4 配比至5%,稳定铁精粉3配比5%,提高铁精粉2 配比至35%,调整稳定造球,研究匹配热工制度控制参数调整,稳定生产;第五阶段继续降低优质铁精粉1 消耗比例,停用铁精粉2,提高铁精粉3 配比至30%、铁精粉4 配比至35%;第六阶段研究停用优质铁精粉1,调整铁精粉2 配比为30%、铁精粉3 配比为34.65%、铁精粉4配比为25%,期间各阶段根据造球稳定情况调整匹配膨润土配比,以控制生产的稳定性。
表2 球团生产拟采取的配比表 %
表3 不同阶段球团粗粒度铁精粉配比及造球混合料粒度表 %
2.1 基准期
基准期采用优质铁精粉1+内循环料8%组织生产,控制生球落下强度≥5 次/0.5m,链篦机布料厚度175±5mm,回转窑焙烧温度控制1150 ～1200℃,球团矿抗压强度控制≥2100N。
基准期生产过程中造球生球落下强度平均9次,生产期间造球稳定,生球表面无粉末黏结,生返料平均10.08t/h,链篦机干返料平均78.52t/d,热工系统内粉子少,回转窑焙烧气氛控制较好,从窑头观察回转窑内透明,热工制度稳定、顺行,球团矿抗压强度平均2282N,质量满足高炉冶炼要求。
2.2 生产实践期
2.2.1 提升实践总体思路
生产期间稳定内循环料配比为8%,根据不同种类粗粒度铁精粉粒度指标,分别制定不同配比进行生产,期间控制生球落下强度≥5 次/0. 5m,链篦机布料厚度175±5mm;考虑配加粗粒度铁精粉后,造球稳定性发生变化,生球质量有所降低,生球表面黏结粉末,影响后续热工系统内粉尘量大,要求生产期间提高链篦机风箱支管及大烟道积灰在线清理频次,以保证风系统畅通,控制回转窑焙烧温度≥1150℃,保证球团矿抗压强度控制≥2100N。
2.2.2 生产实践过程
第一阶段:增加铁精粉2 配比为15%、铁精粉3配比10%,考虑造球混合料粒度指标(＜200 目)降低,膨润土配比较基准期适当0.1%。
生产期间造球落下强度平均8 次,造球过程基本稳定,但配加粗粒度铁精粉后,受粒度指标影响,球团混合料成球性能有所下降,生球表面黏附微量粉末,进入链篦机、回转窑后热工系统内含少量粉尘,但适当提高回转窑焙烧温度后,整体工况恢复稳定;回转窑结圈无增长,球团矿质量无明显变化,满足高炉冶炼要求。
第二阶段:通过第一阶段生产实践,增配铁精粉4 配比为5%,考虑粗粒度铁精粉整体比例提升后对生球质量有所影响,为稳定造球工序操作,再次提高膨润土配比0.1%,期间生球落下强度平均8次,较基准期平均降低1 次,与第一阶段持平。
粗粒度铁精粉整体比例提升后,生球表面黏附的粉末量略有增加,热工系统稳定性较第一阶段有变差趋势,球团矿质量较第一阶段有所降低;且提高配加比例后,热工系统粉尘量有所增加,焙烧过程中回转窑结圈增长略有增长,生产稳定性可控。
第三阶段:在稳定铁精粉2 配比15%的条件下,调整降低铁精粉3 配比至5%、增加铁精粉4 配比15%进行生产,期间造球稳定性继续下降,生球质量再次降低至落下强度平均7 次,较基准期降低2 次;生球粒度发生变化,球团矿10 ～16mm 的比例有所降低;生球表面黏结的粉末较多,热工制度出现不同程度的波动,热工系统粉尘量增加,回转窑焙烧气氛有所变差,窑内透明度稍有变差,回转窑结圈增长速度略有增加,但结圈增长与脱落基本平衡,未对生产造成较大影响,连续生产3 个月内热工制度可控,球团矿质量明显降低,但可满足高炉冶炼需求。
第四阶段:稳定铁精粉3 配比5%不变,调整降低铁精粉4 配比至5%,提高铁精粉2 配比至35%,造球过程变化情况与第三阶段基本一致,生球落下强度平均7 次,但球团矿粒度10 ～16mm 的比例继续降低,生球黏附的粉末较多,进入热工系统后粉子量增加,连续生产2 个半月后回转窑结圈增长逐步严重,对热工制度的稳定顺行造成一定的影响,需停机处理回转窑结圈后再投入生产,球团矿质量虽继续降低,但可满足高炉冶炼要求。
第五阶段:根据第四阶段生产运行情况,第五阶段调整增加铁精粉3 配比至30%、铁精粉4 配比至35%,停用铁精粉2,膨润土配比提高至2.2%,配比变化后球团混合料综合粒度降低较多,造球稳定性明显变差,生球落下强度平均降低至6 次,生球表面粉末较多,生返料由基准期10. 08t/h 升高至13.26t/h;同时链篦机干返料量增长明显至95.66t/d,较基准期78.52t/d 增加17.14t/d,静电除尘灰量由基准期12. 07kg/t 增加至14. 93kg/t。
回转窑内焙烧气氛浑浊,结圈增长速度较快,连续生产2 个月后回转窑结圈严重,影响热工制度稳定、平衡;此阶段球团矿质量再次明显下滑,基本达到内部控制标准下限。
第六阶段:经过前五个阶段的生产实践,此阶段停用优质铁精粉1,调整铁精粉2 配比为30%、铁精粉3 配比为34.65%、铁精粉4 配比为25%,即采用全粗粒度铁精粉组织生产,膨润土配比提高至2.35%,造球混合料的综合粒度＜200 目为62.32%,造球过程稳定性差,盘内成球率明显降低,生球落下强度降低至5 次,达到工艺控制标准下限,生返料再次上升至14. 72t/h, 链篦机干返料上升至112.08t/d,静电除尘灰量增加至16.58kg/t,球团矿质量降低幅度较大,抗压强度平均达到2022N,低于内部控制标准2100N,且球团矿粒度指标10 ～16mm的比例降低至85.95%,较高基准期降低6.56 个百分点。
期间回转窑焙烧温度平均控制1195℃,但窑内焙烧气氛差、浑浊,回转窑结圈增长迅速,生产工况恶化,无法保证球团生产的连续性。
表4 生产期相关工艺参数控制统计表
2.2.3 生产期球团指标变化
对比基准期,球团在未投用润磨机的条件下,配加消耗粗粒度铁精粉后,造球生球质量、球团矿质量逐步降低。
全部配加粗粒度铁精粉后,膨润土消耗升高5.56kg/t,球团矿抗压强度降低约260N,转鼓指数降低1.87 个百分点;同时球团返料、灰量增加幅度较大,其中生返料量较基准期增加4.64t/h、干返料量增加33. 56t/d、 静电除尘灰量增加4.51kg/t。
表5 生产实践期球团部分指标变化情况统计表
表6 生产实践期球团矿物理性能指标
3.1 通过分阶段生产实践
配加粗粒度铁精粉后,受混合料粒度组成变化影响,随着粗粒度铁精粉比例的不断提升,造球生球落下强度逐步降低,适当增加膨润土消耗量后可达到控制要求,但生球表面黏附粉末,且黏附的粉末量随配加比例的提升而增加,一定程度上影响热工制度稳定顺行。
3.2 经过生产实践证明
球团在停用润磨机状态下,配加粗粒度铁精粉比例≤30%时,通过工艺制度优化等可保证长生产周期内(≥3 个月)热工制度稳定,最多不宜超过45%,但需要定期处理回转窑结圈,以保证后期生产顺行。
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