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青特钢烧结技术创新实践
发表时间:[2017-03-24]  作者:安秀伟,王蒙,孙宝芳  编辑录入:小铬  点击数:2309

青特钢烧结技术创新实践

安秀伟  王蒙  孙宝芳

青岛特殊钢铁有限公司,山东 青岛,266409

  要: 介绍了青特钢240m2烧结机投产运行一年多在稳定生产、提高烧结矿质量、降低能耗方面的技术创新实。通过厚料层技术改造、滚筒粘料改造,解决烧结糊篦条和机头电除尘灰箱堵塞问题,高炉冲渣换热水用于混料、防止熔剂喷仓技术改造,解决主抽烟道震动全开主抽风门等多项难题,使得烧结矿质量及稳定率均明显提高,烧结工序能耗降低显著。

关键词  烧结  质量  厚料层  改造

Practice of Sintering Technology Innovation in Qingdao Special Steel

An Xiuwei, Wang Meng, Sun Baofang

(Qingdao Special Steel Co., Ltd, Qingdao 266409, Shandong Province.)

Abstract The sintering technology innovations, which is applied in the 240 m2 sinter machine running more than a year in Qingdao Special Steel, were introduced in the stable production, improving sinter quality and decreasing energy consumption. Through the methods of the technological transformation of thick layer, preventing roller sticky material technological transformation, solving congestion of sintering grate and the nose of electric dust ash box, using the after the heat transfer water of the blast furnace cinder flushing water to blending, preventing spray flux warehouse technology transformation, solving the flue vibration fully opening control valve of the convulsions flue, and so on, the sinter quality and stability factor were significantly improved, and the energy consumption of sintering process was significantly reduced.

Key words sinter; quality; thick layer; transformation

前言

2013年青特钢环保搬迁项目正式动工,经过两年多的建设,一期工程两台240m2烧结机以及配套后续两座1800m2高炉、炼钢、轧钢工程同步建成。青特钢地理位置优越,距董家口港区直线距离不足5km,在建的皮带通廊可以直达厂内综合原料场,因此青特钢所用原燃料基本全部采用国际主流进口资源。

1#2#高炉分别于2015112日和20161012日正式点火,实现焦化-烧结-高炉--轧全线贯通。由于是全新的设备,工艺流程及技术参数较老区有较大的差别,烧结工序正式投产之初,出现了烧结矿转鼓较低、大烟道震动、滚筒粘料、熔剂下料量波动、糊篦条、电除尘结块等一系列影响生产的难题,经过青特钢烧结工作者近1年多的摸索、攻关,这些问题逐一得到了有效解决。目前各项工艺参数、工序能耗、烧结矿质量均达到了较好水平,满足高炉的生产要求的同时也为整个工序的降成本工作作出了贡献。

厚料层技术改造

青特钢240m2烧结机设计料层厚度760mm,高炉要求转鼓强度≥76.0%,图1为青特钢20162-4月份烧结矿转鼓指数统计情况。由图可以看出,烧结矿转鼓波动较大,最高超过80%,最低低于72%,平均76.07%,虽然平均值刚好满足高炉需求,但是合格率仅为56.51%,无法满足当前大型高炉对原燃料质量稳定的要求。


1 2-4月份烧结矿转鼓强度统计

为此,青特钢积极探索改善烧结矿质量的方式,最终确定通过技术改造,将目前760mm的料层提高到850mm,以提高烧结矿质量的同时降低工序能耗。经过多次工业试验,在不进行大的改动情况下,通过加高烧结机头装置,结合侧面加栏板防漏料,同时在刮料板处梯形成型、刮料板后加侧辊压料的方式,最终获得了厚料层烧结技术的成功,如图2所示为正在进行850mm料层的烧结生产。


正在进行的850mm厚料层烧结料面

实现厚料层烧结技术改造后,烧结矿质量明显改善,5-7月份转鼓强度如图3所示。烧结矿平均转鼓强度76.82%,较改造前提高0.75%,合格率88.16%,较改造前提高31.65%。同时,内返流量降低18t/h,焦炉煤气用量降低0.89 m3/t,焦粉消耗降低4.79kg/t,取得了明显的经济效益。


3 5-7月份烧结矿转鼓强度统计

滚筒粘料改造

烧结一、二混粘料问题,应该每个烧结厂都会面临,通过生产实践的经验积累,不同单位都有着自己防粘料的窍门。投产初期,青特钢沿用了老区的经验,采用集中在一混进料口大量加水的方式,滚筒粘料问题得到了明显改善。但是,这样做带来的问题是,由于一混加水量较多,导致二混少加水甚至不加水,这样不利于混匀料在二混的成球和长大,制粒效果受到一定影响。

为了彻底扭转这一被动的局面,我们多次外出参观学习,加上我们自己的经验,采取在一二混滚筒内侧壁等间距增加四流500mm的皮带,固定其中一端,这样在滚筒转动的时候,混匀料落在皮子上,随皮子一起向上转动,在高出又随皮子翻转落下,大大减轻了滚筒粘料问题,如图4所示。利用检修期间,观察滚筒粘料情况,滚筒粘料厚度不足5cm,最薄处可见衬板,几乎不再需要安排进行人工清料。


4 安装皮子前后混匀料颗粒在滚筒内的运动示意图

 

同时由于粘料问题的解决,一二混水分的分配问题也得到了解决,目前按照设计一混加80%,二混加20%的水分控制,混匀料制粒效果明显改善,如表1所示。由表1可以看出,改变一、二混水分分配后,>5mm的粒级明显增加,对改善烧结透气性、提高烧结矿质量和产量均有积极作用。

1 改变一、二混水分分配前后二混出料端混匀料粒级组成情况

日期

>5mm

35mm

13mm

<1mm

改造前

59.36%

26.90%

12.29%

1.45%

改造后

72.38%

18.17%

8.39%

1.07%

注:该结果是采用速冻法将混匀料定型后,再进行筛分所得结果。

解决烧结糊篦条和机头电除尘灰箱堵塞问题

烧结机正式投产三个月后,烧结工序频繁出现了糊篦条及机头电除尘灰仓结块的现象,如图5所示。严重时,机头电除尘32个灰仓中由于结块放不下灰的达23个,青特钢组织人力进行清理,长达半个月。由于篦条大面积被堵塞,主抽负压大幅提高,最高提高5kPa,产量降低10%,严重影响了烧结的正常生产,为保证烧结机的正常生产,组织人员24小时对篦条进行清理,才得以勉强维持生产,给生产造成了极大的被动。同时烧结矿质量明显下滑,工序能耗,烧结成本显著提升。


1)烧结机头电除尘灰在仓内结块     2)工人正在清理堵塞的烧结机篦条

烧结糊篦条及机头电除尘灰仓结块的现象

经过对烧结篦条粘附物和机头电除尘灰取样分析,发现其中所含氯离子和钾离子均很高,尤其是机头电除尘灰两者之和达75%,如表2所示。

        2 篦条粘附物及烧结机头电除尘灰化学成分       wt %

物料名称

SiO2

CaO

TFe

Al2O3

氯离子

Zn

Na

K

Pb

箅条粘附物

3

4.6

35.5

1.5

14.5

0.05

0.15

16.1

0.13

机头电除尘灰

0.55

0.88

14.5

0.82

46.1

0.19

0.24

28.9

1.2

青特钢烧结机头电除尘灰采用密封式环保设计,采用高压气体管道直接将除尘灰输送至烧结配料室参与配料。烧结原料中的氯离子和钾离子经过烧结生产在烧结内部实现循环富集,而氯化钾属低熔点化合物,且容易结晶,是造成糊篦条和机头电除尘灰在除尘箱体内结块堵塞的主要原因。

查明原因后,青特钢立即组织招标,对烧结机头电除尘灰进行外卖。考虑到环保以及运输成本的问题,经多方调研,最终选择了吨袋式打包式放灰。经实践检验,采用该方式放灰,无需增加设备和设备改造,并且操作简单、运输方便、成本较低,环保效果好,现场无扬尘,如图6所示。自施行烧结机头除尘灰开路外销后,再无出现糊篦条和电除尘灰结块堵仓的现象。


正在采用吨袋法进行烧结机头电除尘放灰

高炉冲渣换热水用于混料

青特钢两座高炉均采用因巴法渣处理方式,冲渣水温度高达约95,为全面践行节能减排的整体规划,两座高炉分别设计一套高效换热装置,换热后的自来水水温可达65以上,在满足全厂冬季供暖的前提下,将剩余能力用于烧结混料加水,一方面降低高炉冲渣水水温,减少泡沫渣的产生;另一方面,可提高烧结混匀料的料温,降低过湿带厚度,提高烧结透气性,提高烧结矿质量和产量。

同时为保证生产供水的稳定,减少由于管网水压波动对混匀料水分产生影响,采用开路的方式,将换热后的热水先集中存放在密闭保温的水池中,然后再由水泵加压打到一二混进行加水,减少外因对水分控制的影响。同时,为尽量提高混匀料料温,在水池子上方安装蒸汽喷头,进一步提高水温到90℃以上。采用水位自动控制系统,减小水位差变化太大对水温的影响。

生产实践证明,采用换热后的水后,较未使用混匀料料温提高约5,料层透气性明显改善,产量提高约2%

杜绝喷仓,稳定熔剂下料量

自青特钢烧结机正式投产以来,烧结熔剂(生石灰、轻烧白云石粉)喷仓一直困扰着我们。严重时,平均每天喷仓两次,一次约1~2吨,严重影响了烧结矿碱度的稳定,对高炉的稳定顺行产生了重大隐患。同时,对配料室环境和工人的劳动强度也产生了极大地负面影响。随后通过三个方面的改造,最终使得熔剂喷仓问题得到了彻底解决,如图具体如下:

1)改变空气炮的布局。将之前对称布置在熔剂仓中下部的空气炮中的一个移到仓顶。顶部空气炮定期产生向下压力,预防上部悬料的发生。

2)增加电磁振打,并于星型给料机连锁。在熔剂仓中部增加电磁振打,并于星型给料机实现连锁,当星型给料机工作时,电磁振打自动运行,使熔剂能够顺利均匀下料,防止悬料。

3)增加缓冲辅仓。在中间仓内外分别增加一个缓冲仓,一旦发生小的喷仓后,可以起到一定的缓冲作用。同时,由于出口一定,下料量可保证不变,减小由于熔剂波动对生产造成的影响。


防止熔剂喷仓改造示意图

8和图9分别为改造前后烧结矿中CaO含量的变化波动情况。由图可以看出,通过以上四个方面的改造后,烧结矿中CaO颔联的稳定性得到了明显改善,计算其标准偏差显示由2-3月份的0.33下降到了9-10月份的0.19


8  2-3月份烧结矿中CaO含量统计(改造前)


9  9-10月份烧结矿中CaO含量统计(改造后)

解决主抽烟道震动全开主抽风门

青特钢烧结机设计采用双烟道错位抽风方式,两个烟道分别配置一台5000kW的变频风机。投产初期,由于烟道震动(主要发生于风机与脱硫之前的烟道),主抽风门开度和风机频率的相互制衡,导致主抽风门开度长时间维持在60%左右,风机频率为42Hz左右,导致烧结吨矿电耗高达45kWh。期间先后多次进行提风门试验,均以不能长期稳定维持而告失败。

为了实现风门全开,经长期观察发现,当两个烟道风量不一致时,两个烟道之间会出现抢风现象,烟道震动加剧。为此,分别从以下几个方面开展为了工作:1)对大烟道易发生震动的地方进行内部加固;2)加强操作,稳定混匀料水分及料层透气性,尽可能减少生产中的波动因素;3)避免在风机共振区(42~45Hz)进行生产操作。

经过以上措施的实施,烧结风门开度逐渐开到了90%,保持了烟道的长期不振动。同时,主抽频率降低到了37Hz以下,烧结吨矿电耗降低约10kWh,经济效益明显。

结语

1)青特钢240m2烧结机条件下,烧结料层厚度由760mm增加到850mm,可提高烧结转鼓强度0.75%,降低焦炉煤气用量0.89 m3/t,降低焦粉消耗4.79kg/t

2)通过在一、二混滚筒内壁加皮子的方式,可以先明显改善滚筒粘料的问题,同时可优化一、二混水分分配,优化制粒效果。

3)造成烧结糊篦条和机头电除尘灰箱体堵塞的主要原因是KCl在烧结内部循环富集造成的,采用吨袋法进行开路外卖效果明显。

4)将高炉冲渣水换热后的65℃以上热水用于烧结混料,可提高料温5℃,产量2%

5)通过增加电磁振打、改变空气炮的位置、增加缓冲仓等措施,可有效杜绝烧结熔剂喷仓现象的发生。

6)通过技术改造,烧结全开烧结主抽风门,避免烟道振动,可明显降低烧结电耗,由60%提高到90%,可降低电耗10 kWh

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