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包钢265m2烧结机工序优化研究及生产实践
发表时间:[2008-03-01]  作者:本站  编辑录入:本站  点击数：9806
 
摘要：文章介绍了包钢三烧车间265㎡烧结机的工艺设计特点，总结了三烧车间围绕达产目标所采取的优化生产、操作、管理整改等方面的措施，提出了今后的努力方向。
关键词：烧结机；工序优化；工艺指标
　 近几年，包钢随着生产规模的扩大，在2005年初先后投产了1座1500m3高炉和1台265m2烧结机。265m2烧结机投产初期，部分设备在设计、制造、安装等方面不能满足正常生产要求，设备故障率较多，为此在投产后，为了实现生产稳定、设备顺行，三烧车间采取了一系列措施，对设备进行了大力整改，对生产组织、操作进行了规范，在管理上不断摸索，总结出了一套与之相适应的操作及管理办法，使三烧车间主要生产指标和技术指标都达到了同行业先进水平。
1 265m2烧结机工艺设计特点
　 三烧主体设备为l台265m2烧结机，台车挡板高650㎜，两台主抽风机功率为5500kW，采取鼓风环式冷却方式，设计年产烧结矿273万t。所有原燃料均来自炼铁厂的原料车间，整个工艺包括原料接受、配料、混合、制粒、点火、烧结、冷却、成品整粒、成品输送等主要工序。目前生产的成品烧结矿主要供5#高炉使用。该烧结机的主要设计特点如下：
　 (1)含铁原料以自产混合精矿和进口矿粉为主，有时配加少量的外购国内铁精矿或褐铁矿或瓦斯灰，这些原料由皮带机从原料车间供料场直接送至配料矿槽。各种物料的配料设备采用定量给料机,并采用计算机远程集中自动配料。
　 (2)混合料的二次混合采用的是两台Φ4.0m×18m的制粒机。
　 (3)制粒后的混合料经皮带运输，先后经过摆动皮带、宽皮带以及九辊布料器，从横向和纵向将制粒后的混合料均匀布到台车上。
　 (4)采用热风烧结、厚料层烧结工艺，强化烧结过程，可以改善烧结矿的物化性能，提高烧结矿产量，降低能耗。
　 (5)两段混合落地配置，大大降低了主厂房的负荷和高度。
　 (6)采用双斜带式点火保温炉，点火均匀，能耗低，使用寿命长。
　 (7)省掉热矿筛，减少了不必要的工序，降低了能耗，避免了热返矿造成的水分波动。
　 (8)自动化程度进一步提高，对生产全过程的工艺参数进行自动显示、监控和操作。
　 (9)配料、烧结机机头、机尾和成品返矿系统均采用高效率的电除尘器，减少了粉尘的排放，满足了环保的要求。
2 投产初期生产状况和存在问题
　 265m2烧结机2004年12月31日投产后，通过一段时间的运行，暴露出一些设备问题和工艺问题及设计缺陷。1～3月份为试生产阶段，设备的作业率较低，约为70％，烧结机利用系数为1.06t/(m2·h)，攻关组通过检修机会和设备消缺机会，对一些设备和工艺问题进行改造，提高设备的作业率和烧结机的利用系数。
3 工艺优化措施以及生产实践
3.1 设备的消缺和改造及提高设备作业率
3.1.1 烧结机
　 烧结机预留热膨胀缝设计和计算不合理，烧结机变频故障较多。7月19日利用检修机会对烧结机轨道拉线校直，并合理预留膨胀缝，改造后烧结机变频事故明显下降。
3.1.2 混合机和制粒机
　 由于原设计没有设置喇叭口，密封装置，跑料严重。4月份在简体入口处加设了喇叭口并进行密封处理，运行后跑料现象明显减少，降低了工人劳动的强度。
3.1.3 冷矿振动筛
　 由于原设计为手动干油润滑，劳动强度大，加油效果不好，油管经常堵塞，冷筛故障率高。6月份对冷矿振动筛润滑系统进行改造，由手动加油改为集中加油润滑，减轻了工人劳动强度，故障率明显下降。
3.2 工艺技术改造
　 (1)上料、成品、冷返系统都是单系统运转。一方面影响设备作业率，另一方面停车时均是带负荷停车，对皮带系统烧损严重。车间在6月份，在P8皮带尾部加设一斜漏子通至P9皮带，冷返可以走高返系统，P8皮带出现故障时可以及时处理，不影响正常生产，提高了设备的作业率。
　 (2)由于两个制粒圆盘，小皮带输送能力不够，不能互相作为备用。攻关组在3月份就对小皮带和制粒圆盘电机都进行增容改造。7月份将制粒圆盘给料器由原来铸钢衬板改为剥料器，经过改造后，加大给料量，保证生产的需要。
　 (3)原设计的皮带系统漏子设计不合理，都没有潮泥漏子，且没有镶衬板和方钢。车间利用设备消缺机会和检修机会，把皮带系统的漏子都进行改造，在容易磨损的漏子里都镶了衬板或方钢。加设了潮泥漏子，在上料系统下料点，加设了槽形管辊，中部拉紧装置反向轮由轻型改为重型轮。改造完后，皮带系统运行稳定，故障率明显下降。4月6日由于LS一1、LS一2皮带少，攻关组借此机会对这两条皮带进行改造，将一条500m长的皮带分成两段。一段长160m，短皮带主要用于日常更换，这样既保证了作业率，又可以降低成本。
　 (4)烧结机运行一段时间后，由于热膨胀，烧结机风箱灰斗、涨力、法兰，漏风严重，车间利用每次检修机会对漏风情况进行处理，将涨力漏风加设包箱。法兰改用焊口连接。风箱灰斗接缝进行焊接，减少了漏风率，之后烧结机风箱负压提高到15000Pa。
3.3 强化烧结生产的技术措施
　 (1)采用自动化控制，提高生产的稳定性。4月份自动配料系统投入使用。由主控室控制，使用后使混合料量和化学成分趋于稳定，为生产的稳定奠定了基础，6月份和7月份一次混合的红外线测水和中子测水相继投入使用，水分控制有了参考依据，能够及时调节，减少了水分的波动，为生产的稳定创造了条件。在生产过程中工艺参数都进行自动显示，监督和操作。
　 (2)采用热风烧结工艺提高烧结矿质量，降低返矿量。热风烧结工艺是265m2烧结机直接配置的，但由于投产初期条件不具备，在5月份三烧才开始使用。热风烧结可以改善烧结气氛，降低FeO含量(质量分数，下同)，改善烧结矿还原性，提高烧结矿强度。
　 (3)实施烧结配加强化剂，强化烧结生产。4月份开始进行烧结强化剂配加工业试验，烧结生产时配加0.04％强化剂。试验证明配加0.04％强化剂后，烧结机利用系数提高0.023t/(m2·h)，烧结矿粒度组成得到改善，转鼓强度指数提高1.45个百分点。烧结矿冶金性能也得到改善，低温还原粉化指数降低，还原性提高，烧结固体燃耗降低1.76kg/t。
　 (4)实施厚料层操作，提高烧结矿质量。从4月份料层厚度由610㎜提高到640㎜，由于厚料层操作可以提高烧结过程的自动蓄热能力，厚料层烧结自动蓄热可能达到燃烧带总热量55％～65％，可以降低固体燃耗、实行低配炭。低配碳可以使氧化性气氛加强，使料层的最高温度下降，还可以抑制过烧现象，使烧结矿结构改善。从而降低FeO含量，改善烧结矿还原性。由于厚料层的自动蓄热烧结过程高温保持时间长，矿物结晶充分，结构得到改善，可以提高烧结矿强度。降低返矿率提高成品率。
　 (5)实施烧结喷洒CaCl2的技术措施。6月份实施烧结喷洒CaCl2的技术措施，降低了烧结矿低温还原粉化率，从表2烧结矿冶金性能分析结果可以看出：三烧投产初期，烧结矿的低温还原粉化指数较高，4月份烧结矿的低温还原粉化指数(3.15mm)为55.2％，5月份有所降低为39.43％。为此6月份三烧实施烧结喷洒CaCl2强化烧结生产的技术措施，使烧结矿的低温还原粉化指数得到了降低。6月份以后低温还原粉化指数(一3.15mm)基本控制在30％左右。
4 265m2烧结机烧结工艺指标的变化
4.1 烧结主要工艺指标的变化
　 265m2烧结机投产后烧结主要指标以及烧结矿物理性能的变化列于表1。
　 由表1可以看出，截止到12月底，烧结矿平均日产量已达到7000t以上，烧结矿台时产量最高达到322.59t/h，烧结利用系数最高为1.22t/(m2·h)，烧结矿转鼓强度从5月份起平均达到75％以上，11月份达到75.85％。
表1　 265㎡烧结机主要经济指标及烧结矿主要性能的变化
日期
日平均产量/万t
作业率/%
台时产量/(t·h-1)
利用系数/(t·m-2·d-1)
FeO质量分数/%
烧结矿转鼓强度(+6.3㎜)/%
平均
最高
最低
3月
6022
78.79
308.15
1.16
8.96
10.57
6.91
70.52
4月
6169
84.16
305.13
1.15
8.68
10.03
4.87
72.93
5月
6129
90.02
296.00
1.12
9.27
10.24
8.18
75.33
6月
5979
89.09
279.64
1.06
9.59
11.19
8.63
75.65
7月
6648
88.90
301.73
1.14
9.22
10.15
7.95
75.28
8月
7118
96.43
307.76
1.16
8.94
10.03
7.98
75.17
9月
7017
92.65
315.93
1.19
8.14
8.94
6.80
75.26
10月
7127
92.57
320.80
1.21
8.78
10.5
6.72
75.52
11月
7549
97.51
322.59
1.22
8.72
10.4
6.85
75.85
12月
7015
91.77
308.69
1.16
8.82
10.18
6.40
75.40
　
　 另外，从表1还可以看出，由于三烧车间采取了一些强化烧结的生产措施，如热风烧结、烧结配加强化剂等，使烧结矿的FeO含量得到了降低，9月份烧结矿的FeO含量降低至8.14％，且波动范围也由3月份的6.91％～10.57％控制在9月份的6.8％～8.94％。
4.2 烧结矿冶金性能的变化
　 投产以来，对三烧车间烧结矿冶金性能的分析结果列于表2。
表2　 烧结矿冶金性能
日期
低温还原粉化(-3.15㎜)/%
还原度/%
4月份
55.20
93.65
5月份
39.43
89.47
6月份
28.25
87.00
7月份
31.80
86.10
8月份
26.85
85.55
9月份
34.65
88.10
　
　 从表2烧结矿冶金性能分析结果可以看出，三烧投产初期, 烧结矿的低温还原粉化指数(一3.15㎜)较高，4月份烧结矿的低温还原粉化指数(一3.15mm)为55.2％，5月份有所降低，为39.43％，为此6月份三烧车间实施烧结喷洒CaCl2强化烧结生产的技术措施，使烧结矿的低温还原粉化指数得到了降低，6月份以后低温还原粉化指数(一3.15㎜)基本控制在30％左右。烧结矿的还原性和软熔性能无明显变化。
5 结论
　 (1)265m2烧结机为包钢目前最大的烧结机，它采用了热风烧结、厚料层烧结等工艺，有利于强化烧结过程，改善烧结矿的物化性能。
　 (2)265m2烧结机在投产初期的一段运行，虽然暴露了一些设备问题以及设计缺陷，但经过炼铁厂攻关组多次的检修与改进，在较短的时间内逐步消除设备隐患，设备故障逐渐减少，8月份作业率为96.43％。占到了全月的三分之一，9月份烧结作业率达到92.65％，11月份烧结作业率达到97.51％，烧结台时产量达到322.59t/h，达到了公司下达的任务和目标。
　 (3)由于三烧车间在投产后采取了一系列强化烧结生产的技术措施，如热风烧结、厚料层烧结、烧结配加强化剂，烧结配洒CaCl2等，其烧结矿质量也得到了优化。截止到9月份，烧结矿的FeO含量降低至8.14％，且波动范围也由3月份的6.91％～10.57％控制在目前的6.80％～8.94％，烧结矿转鼓强度达到75％以上。