杨军林, 张学文
( 山东日照钢铁公司, 山东 日照 276806)
摘 要: 日钢两条 60 万 t/a 球团生产线原按焙烧磁铁矿球团设计, 2008 年金融危机后, 为降本增效, 逐步增加了巴西赤铁矿配比。由于原料类型改变, 造球和焙烧系统均出现了一系列问题, 通过分析原因, 采取相应的改造方案, 球团生产得以稳定顺行。
关键词: 赤铁矿球团; 生球爆裂; 风系统; 改造
1 前 言
日照钢铁公司于 2005 年和 2006 年各建成1条 60 万 t/ a 链篦机- 回转窑氧化球团生产线, 原设计采用 100% 磁铁矿生产, 两条生产线建成后当月即达产。在随后的生产中, 每条线产量均达到 2 300 t/ d, 年产量均达 70 万 t, 且生产稳定, 成品球质量较好, 抗压强度稳定在3 000N/ 个以上。2008 年金融危机后, 为降本增效,在球团原料中添加了一定比例的巴西赤铁矿,经过一年的试验, 最终将赤铁矿配比增加到70% 以上, 一度甚至达到 100% , 两条线产量均稳定在 1 800 t/ d, 年产量达 60 万 t。
由于两条生产线均按焙烧磁铁矿设计, 在由磁铁矿焙烧转为赤铁矿焙烧的过程中, 设备、工艺上暴露出许多问题, 制约了生产。其中, 最突出的就是生球爆裂严重, 回转窑结圈频繁, 回热和主抽风管道严重堵塞, 风机抽风量大幅下降, 并且由于抽风量降低导致窑头窑尾逸尘, 现场环境恶劣。针对这些问题, 进行了一系列改造, 包括: 造球机采用变频调速、提高布料筛分系统筛分效率、加强窑尾密封、扩大链篦机截风门以及风系统放灰改造等, 提高了作业率和产量, 效果十分明显。
2 风系统出现的问题及造成的影响
2、1 回转窑结圈周期明显缩短
焙烧赤铁矿时由于生球水分较磁铁矿高,生球进入链篦机后, 干燥一段风温较低, 生球较少爆裂; 但进入干燥二段后, 由于烟罩温度达到450~ 580 e , 生球爆裂较多; 进入预热段后烟罩温度进一步增至 780 e , 生球爆裂严重, 从而产生大量粉尘。这部分粉尘随着烟气进入高温风机进气管道, 颗粒较大的沉积在管道内。每次管道清理完毕后 20~ 25 天内, 管道积灰较少,抽风顺畅, 窑况良好, 生产正常且产量稳定。但超过这一时间后, 管道内积灰不断增加, 抽风不畅, 表现为风机电流下降。此时, 由于碎裂的球团进入到回转窑, 导致窑况恶化, 窑内结圈明显增多、变大, 尤其是到 40~ 45 天左右时, 风机电流下降较多, 窑况恶劣, 窑头窑尾冒灰、扬尘严重, 窑内严重结圈, 被迫停窑检修。每次检修进入管道内检查时都发现, 管道内积灰高度达管径的一半以上, 个别部位甚至达到 2/ 3。
2、2 高温风机磨损严重
由于烟气中含尘量增加, 导致高温风机转子、进风口、机壳磨损严重。其中转子寿命由焙烧磁铁矿时的 12 个月降至 6 个月, 进风口及机壳由原先每 6个月磨漏补焊一次, 变成 2~ 3 个月补焊一次。
2、3 预热段供热不足
由于风机抽风量下降, 导致回转窑内的高温废气无法顺利抽到链篦机预热段, 窑内焙烧带温度过高, 结圈严重, 尤其是到检修周期的后期, 大块频繁生成、脱落, 岗位工人劳动强度极大。
表1 列出了的一个检修周期中风机电流及干燥段温度的变化( 表中数据为 3 个检修周期统计平均值)。从中可看出, 高温风机电流及链篦机干燥一段、二段温度随着检修后的天数增加, 下降严重。
3 原因分析
分析发现, 上述一系列问题都是因为赤铁矿配比增加所致。由于巴西赤铁矿颗粒较粗,使得生球水分升高(见表 2)、爆裂温度降低, 原按焙烧 100% 磁铁矿设计的热工制度已不能适应焙烧赤铁矿的要求。因此, 除了调整链篦机各工艺段的进气温度和窑内焙烧温度外, 由于赤铁矿焙烧需要的供热量大大增加, 系统废气量也相应增加, 原来的风系统必须作相应改造。
4 改造方案及实施
4、1 链篦机预热段截风门扩大改造
链篦机与回转窑之间的截风门是窑内热废气到达链篦机的唯一通道。原有的截风门在风管未堵塞的情况下尚能满足生产需要, 一旦管道堵塞, 链篦机内负压下降, 窑内热量受截风门影响, 无法顺利到达链篦机, 造成链篦机预热段供热不足, 预热球质量下降; 而同时, 回转窑焙烧带温度比焙烧磁铁矿时要高出 50~ 100 e ,窑内高温废气不能及时排出, 势必造成回转窑频繁结圈, 而且窑尾冒火严重。对此, 我们在2011 年 12 月 2#生产线大修时, 将截风门由原来的 2195 m2扩大到 3192 m2。改造后, 消除了截风门对窑内热量向链篦机传递的影响, 正常生产时, 完全可以通过调节高温风机、主抽风机风门来控制链篦机各段的温度。
4、2 链篦机预热段隔墙改造
链篦机预热段与干燥二段隔墙上留有 500mm 见方的通孔, 以便于预热段热量部分传递到干燥二段。风管堵塞后, 链篦机内负压减小, 由预热段进入干燥二段的热量也相应减少, 造成干燥二段温度偏低, 生球干燥效果欠佳, 一部分生球水分在高温预热段蒸发, 引起球团爆裂。
对此, 我们在预热段隔墙原有开孔的基础上, 又增开了 2 个 300 @300 mm 的通孔, 进一步增加预热段进入干燥二段的热量。
4、3 链篦机两侧风管放灰改造
2011 年 12 月 2#生产线大修时, 在 2#链篦机两侧的高温管道上各增加了 3 个集灰斗; 干燥二段的主抽管道上, 每侧也增加 2 个集灰斗。
灰斗下部设电液动插板阀及加湿机, 同时相应增加 2 条输灰皮带。开始时, 每半个月放灰一次, 由于放灰后窑况改善明显, 遂将管道放灰定为每周一次。检修时进入管道内观察发现, 每周放灰一次即可保证管道内的积灰高度不超过300 mm。
4、4 链篦机各工艺段温度调整
根据巴西赤铁矿的焙烧特点, 对链篦机干燥一段、二段和预热段的进气温度进行了调整( 见表 3) , 保证生球水分在干燥段得以脱除, 预热段温度得到保障。
5 改造后的效果
截风门及隔墙改造后, 链篦机预热段、干燥二段风箱温度在一个检修周期内变化较小, 有助于生产稳定。
从改造后 3 个检修周期的统计数据( 表 4)反映出, 高温风机的电流, 随着检修后的天数增加, 波动较小, 能稳定在 25 A 左右; 链篦机干燥段的温度波动也较小, 生产操作能够稳定进行。
链篦机两侧增设风管放灰后, 风管内的积灰被及时、有效地排出, 积灰高度稳定控制在300 mm 以下; 窑况得到明显改善, 窑内结圈大大减少, 有效地减轻了工人的劳动强度。更为重要的是, 窑头窑尾蹿火、冒灰现象彻底消除,现场环境得到极大改善, 而且检修周期也由原来的 45 天延长至 60~ 65 天, 年作业率提高了1167% , 球团矿年产量增加 10 800 t。
6 结束语
当球团生产原料从磁铁矿转变为赤铁矿时, 除了应及时调整链篦机各工艺段温度之外,风系统也要相应改变, 以适应赤铁矿生产的特点。接下来, 我们将就如何进一步提高巴西赤铁矿细度, 降低膨润土添加量和生球水分进行研究, 以期为球团生产节能、降耗、降成本奠定基础。