楊軍林, 張學(xué)文
( 山東日照鋼鐵公司, 山東 日照 276806)
摘 要: 日鋼兩條 60 萬(wàn) t/a 球團(tuán)生產(chǎn)線原按焙燒磁鐵礦球團(tuán)設(shè)計(jì), 2008 年金融危機(jī)后, 為降本增效, 逐步增加了巴西赤鐵礦配比。由于原料類型改變, 造球和焙燒系統(tǒng)均出現(xiàn)了一系列問(wèn)題, 通過(guò)分析原因, 采取相應(yīng)的改造方案, 球團(tuán)生產(chǎn)得以穩(wěn)定順行。
關(guān)鍵詞: 赤鐵礦球團(tuán); 生球爆裂; 風(fēng)系統(tǒng); 改造
1 前 言
日照鋼鐵公司于 2005 年和 2006 年各建成1條 60 萬(wàn) t/ a 鏈篦機(jī)- 回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)生產(chǎn)線, 原設(shè)計(jì)采用 100% 磁鐵礦生產(chǎn), 兩條生產(chǎn)線建成后當(dāng)月即達(dá)產(chǎn)。在隨后的生產(chǎn)中, 每條線產(chǎn)量均達(dá)到 2 300 t/ d, 年產(chǎn)量均達(dá) 70 萬(wàn) t, 且生產(chǎn)穩(wěn)定, 成品球質(zhì)量較好, 抗壓強(qiáng)度穩(wěn)定在3 000N/ 個(gè)以上。2008 年金融危機(jī)后, 為降本增效,在球團(tuán)原料中添加了一定比例的巴西赤鐵礦,經(jīng)過(guò)一年的試驗(yàn), 最終將赤鐵礦配比增加到70% 以上, 一度甚至達(dá)到 100% , 兩條線產(chǎn)量均穩(wěn)定在 1 800 t/ d, 年產(chǎn)量達(dá) 60 萬(wàn) t。
由于兩條生產(chǎn)線均按焙燒磁鐵礦設(shè)計(jì), 在由磁鐵礦焙燒轉(zhuǎn)為赤鐵礦焙燒的過(guò)程中, 設(shè)備、工藝上暴露出許多問(wèn)題, 制約了生產(chǎn)。其中, 最突出的就是生球爆裂嚴(yán)重, 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈頻繁, 回?zé)岷椭鞒轱L(fēng)管道嚴(yán)重堵塞, 風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量大幅下降, 并且由于抽風(fēng)量降低導(dǎo)致窯頭窯尾逸塵, 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣。針對(duì)這些問(wèn)題, 進(jìn)行了一系列改造, 包括: 造球機(jī)采用變頻調(diào)速、提高布料篩分系統(tǒng)篩分效率、加強(qiáng)窯尾密封、擴(kuò)大鏈篦機(jī)截風(fēng)門(mén)以及風(fēng)系統(tǒng)放灰改造等, 提高了作業(yè)率和產(chǎn)量, 效果十分明顯。
2 風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題及造成的影響
2、1 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期明顯縮短
焙燒赤鐵礦時(shí)由于生球水分較磁鐵礦高,生球進(jìn)入鏈篦機(jī)后, 干燥一段風(fēng)溫較低, 生球較少爆裂; 但進(jìn)入干燥二段后, 由于煙罩溫度達(dá)到450~ 580 e , 生球爆裂較多; 進(jìn)入預(yù)熱段后煙罩溫度進(jìn)一步增至 780 e , 生球爆裂嚴(yán)重, 從而產(chǎn)生大量粉塵。這部分粉塵隨著煙氣進(jìn)入高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)氣管道, 顆粒較大的沉積在管道內(nèi)。每次管道清理完畢后 20~ 25 天內(nèi), 管道積灰較少,抽風(fēng)順暢, 窯況良好, 生產(chǎn)正常且產(chǎn)量穩(wěn)定。但超過(guò)這一時(shí)間后, 管道內(nèi)積灰不斷增加, 抽風(fēng)不暢, 表現(xiàn)為風(fēng)機(jī)電流下降。此時(shí), 由于碎裂的球團(tuán)進(jìn)入到回轉(zhuǎn)窯, 導(dǎo)致窯況惡化, 窯內(nèi)結(jié)圈明顯增多、變大, 尤其是到 40~ 45 天左右時(shí), 風(fēng)機(jī)電流下降較多, 窯況惡劣, 窯頭窯尾冒灰、揚(yáng)塵嚴(yán)重, 窯內(nèi)嚴(yán)重結(jié)圈, 被迫停窯檢修。每次檢修進(jìn)入管道內(nèi)檢查時(shí)都發(fā)現(xiàn), 管道內(nèi)積灰高度達(dá)管徑的一半以上, 個(gè)別部位甚至達(dá)到 2/ 3。
2、2 高溫風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重
由于煙氣中含塵量增加, 導(dǎo)致高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、進(jìn)風(fēng)口、機(jī)殼磨損嚴(yán)重。其中轉(zhuǎn)子壽命由焙燒磁鐵礦時(shí)的 12 個(gè)月降至 6 個(gè)月, 進(jìn)風(fēng)口及機(jī)殼由原先每 6個(gè)月磨漏補(bǔ)焊一次, 變成 2~ 3 個(gè)月補(bǔ)焊一次。
2、3 預(yù)熱段供熱不足
由于風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量下降, 導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的高溫廢氣無(wú)法順利抽到鏈篦機(jī)預(yù)熱段, 窯內(nèi)焙燒帶溫度過(guò)高, 結(jié)圈嚴(yán)重, 尤其是到檢修周期的后期, 大塊頻繁生成、脫落, 崗位工人勞動(dòng)強(qiáng)度極大。
表1 列出了的一個(gè)檢修周期中風(fēng)機(jī)電流及干燥段溫度的變化( 表中數(shù)據(jù)為 3 個(gè)檢修周期統(tǒng)計(jì)平均值)。從中可看出, 高溫風(fēng)機(jī)電流及鏈篦機(jī)干燥一段、二段溫度隨著檢修后的天數(shù)增加, 下降嚴(yán)重。
3 原因分析
分析發(fā)現(xiàn), 上述一系列問(wèn)題都是因?yàn)槌噼F礦配比增加所致。由于巴西赤鐵礦顆粒較粗,使得生球水分升高(見(jiàn)表 2)、爆裂溫度降低, 原按焙燒 100% 磁鐵礦設(shè)計(jì)的熱工制度已不能適應(yīng)焙燒赤鐵礦的要求。因此, 除了調(diào)整鏈篦機(jī)各工藝段的進(jìn)氣溫度和窯內(nèi)焙燒溫度外, 由于赤鐵礦焙燒需要的供熱量大大增加, 系統(tǒng)廢氣量也相應(yīng)增加, 原來(lái)的風(fēng)系統(tǒng)必須作相應(yīng)改造。
4 改造方案及實(shí)施
4、1 鏈篦機(jī)預(yù)熱段截風(fēng)門(mén)擴(kuò)大改造
鏈篦機(jī)與回轉(zhuǎn)窯之間的截風(fēng)門(mén)是窯內(nèi)熱廢氣到達(dá)鏈篦機(jī)的唯一通道。原有的截風(fēng)門(mén)在風(fēng)管未堵塞的情況下尚能滿足生產(chǎn)需要, 一旦管道堵塞, 鏈篦機(jī)內(nèi)負(fù)壓下降, 窯內(nèi)熱量受截風(fēng)門(mén)影響, 無(wú)法順利到達(dá)鏈篦機(jī), 造成鏈篦機(jī)預(yù)熱段供熱不足, 預(yù)熱球質(zhì)量下降; 而同時(shí), 回轉(zhuǎn)窯焙燒帶溫度比焙燒磁鐵礦時(shí)要高出 50~ 100 e ,窯內(nèi)高溫廢氣不能及時(shí)排出, 勢(shì)必造成回轉(zhuǎn)窯頻繁結(jié)圈, 而且窯尾冒火嚴(yán)重。對(duì)此, 我們?cè)?/font>2011 年 12 月 2#生產(chǎn)線大修時(shí), 將截風(fēng)門(mén)由原來(lái)的 2195 m2擴(kuò)大到 3192 m2。改造后, 消除了截風(fēng)門(mén)對(duì)窯內(nèi)熱量向鏈篦機(jī)傳遞的影響, 正常生產(chǎn)時(shí), 完全可以通過(guò)調(diào)節(jié)高溫風(fēng)機(jī)、主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)來(lái)控制鏈篦機(jī)各段的溫度。
4、2 鏈篦機(jī)預(yù)熱段隔墻改造
鏈篦機(jī)預(yù)熱段與干燥二段隔墻上留有 500mm 見(jiàn)方的通孔, 以便于預(yù)熱段熱量部分傳遞到干燥二段。風(fēng)管堵塞后, 鏈篦機(jī)內(nèi)負(fù)壓減小, 由預(yù)熱段進(jìn)入干燥二段的熱量也相應(yīng)減少, 造成干燥二段溫度偏低, 生球干燥效果欠佳, 一部分生球水分在高溫預(yù)熱段蒸發(fā), 引起球團(tuán)爆裂。
對(duì)此, 我們?cè)陬A(yù)熱段隔墻原有開(kāi)孔的基礎(chǔ)上, 又增開(kāi)了 2 個(gè) 300 @300 mm 的通孔, 進(jìn)一步增加預(yù)熱段進(jìn)入干燥二段的熱量。
4、3 鏈篦機(jī)兩側(cè)風(fēng)管放灰改造
2011 年 12 月 2#生產(chǎn)線大修時(shí), 在 2#鏈篦機(jī)兩側(cè)的高溫管道上各增加了 3 個(gè)集灰斗; 干燥二段的主抽管道上, 每側(cè)也增加 2 個(gè)集灰斗。
灰斗下部設(shè)電液動(dòng)插板閥及加濕機(jī), 同時(shí)相應(yīng)增加 2 條輸灰皮帶。開(kāi)始時(shí), 每半個(gè)月放灰一次, 由于放灰后窯況改善明顯, 遂將管道放灰定為每周一次。檢修時(shí)進(jìn)入管道內(nèi)觀察發(fā)現(xiàn), 每周放灰一次即可保證管道內(nèi)的積灰高度不超過(guò)300 mm。
4、4 鏈篦機(jī)各工藝段溫度調(diào)整
根據(jù)巴西赤鐵礦的焙燒特點(diǎn), 對(duì)鏈篦機(jī)干燥一段、二段和預(yù)熱段的進(jìn)氣溫度進(jìn)行了調(diào)整( 見(jiàn)表 3) , 保證生球水分在干燥段得以脫除, 預(yù)熱段溫度得到保障。
5 改造后的效果
截風(fēng)門(mén)及隔墻改造后, 鏈篦機(jī)預(yù)熱段、干燥二段風(fēng)箱溫度在一個(gè)檢修周期內(nèi)變化較小, 有助于生產(chǎn)穩(wěn)定。
從改造后 3 個(gè)檢修周期的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)( 表 4)反映出, 高溫風(fēng)機(jī)的電流, 隨著檢修后的天數(shù)增加, 波動(dòng)較小, 能穩(wěn)定在 25 A 左右; 鏈篦機(jī)干燥段的溫度波動(dòng)也較小, 生產(chǎn)操作能夠穩(wěn)定進(jìn)行。
鏈篦機(jī)兩側(cè)增設(shè)風(fēng)管放灰后, 風(fēng)管內(nèi)的積灰被及時(shí)、有效地排出, 積灰高度穩(wěn)定控制在300 mm 以下; 窯況得到明顯改善, 窯內(nèi)結(jié)圈大大減少, 有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。更為重要的是, 窯頭窯尾躥火、冒灰現(xiàn)象徹底消除,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到極大改善, 而且檢修周期也由原來(lái)的 45 天延長(zhǎng)至 60~ 65 天, 年作業(yè)率提高了1167% , 球團(tuán)礦年產(chǎn)量增加 10 800 t。
6 結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)球團(tuán)生產(chǎn)原料從磁鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦時(shí), 除了應(yīng)及時(shí)調(diào)整鏈篦機(jī)各工藝段溫度之外,風(fēng)系統(tǒng)也要相應(yīng)改變, 以適應(yīng)赤鐵礦生產(chǎn)的特點(diǎn)。接下來(lái), 我們將就如何進(jìn)一步提高巴西赤鐵礦細(xì)度, 降低膨潤(rùn)土添加量和生球水分進(jìn)行研究, 以期為球團(tuán)生產(chǎn)節(jié)能、降耗、降成本奠定基礎(chǔ)。