羅 奇

(首鋼水鋼煉鐵廠，貴州六盤水553028)

1 引言

隨著煉鐵精料技術(shù)的發(fā)展，高爐對燒結(jié)礦的質(zhì)量要求越來越高，不僅要求其品位、堿度穩(wěn)定，而且對其強(qiáng)度和粒度組成的要求也越來越高。進(jìn)入2012年國內(nèi)、國際鋼鐵價格急劇下滑，產(chǎn)品與原材料價格呈現(xiàn)倒掛現(xiàn)狀，小河公司生產(chǎn)呈現(xiàn)巨虧現(xiàn)象，企業(yè)生產(chǎn)如履薄冰、艱難度日。在這一生死存亡的緊要關(guān)頭，博宏公司采取果斷決策，要求小河公司90m2燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)物料取消進(jìn)口礦，全部使用本地區(qū)的赫章和觀音山等周邊礦產(chǎn)資源，這對燒結(jié)生產(chǎn)來說是一項艱巨的任務(wù)，是一門全新的課題。燒結(jié)生產(chǎn)不僅要保證品位、堿度的穩(wěn)定，而且還必須要在2011年的基礎(chǔ)上降低返礦率，減少內(nèi)部循環(huán)量，提高成品率，從而降低燒結(jié)生產(chǎn)成本。據(jù)以往的經(jīng)驗，返礦率每增加1%，高爐焦比升高0.5% ～1%，產(chǎn)量下降1%。為此，降低燒結(jié)返礦率成為了我們工作中的一個重要任務(wù)。經(jīng)過近一年的努力，我們摸索出了一套行之有效的方法，并在生產(chǎn)中獲得了初步成功。

2 影響燒結(jié)返礦率的主要因素

多年的生產(chǎn)實踐及有關(guān)研究表明，影響燒結(jié)返礦率的因素是多方面的，也是復(fù)雜的。既有燒結(jié)料化學(xué)成分、礦物組成的影響，又有配碳量、混合料水分、料層厚度、透氣性等工藝操作參數(shù)方面的影響，另外，抽風(fēng)負(fù)壓、冷卻速度等設(shè)備工藝參數(shù)也對返礦率有不同程度的影響。結(jié)合實際生產(chǎn)情況，我們擬定出一系列的操作辦法和設(shè)備改進(jìn)、改造項目，并通過實際生產(chǎn)實踐摸索能夠降低返礦率的操作參數(shù)。

3 降低返礦率的主要措施及對策

3.1 在現(xiàn)有資源情況下盡量優(yōu)化物料結(jié)構(gòu)

90m2燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)使用的物料全為國內(nèi)礦，其中90%為省內(nèi)礦，主要是觀音山與赫章地區(qū)的資源。在燒結(jié)礦生產(chǎn)中廣泛使用且較好的礦石就是含F(xiàn)e2O3的赤鐵礦，進(jìn)口礦絕大多數(shù)都為赤鐵礦，其次就是磁鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦。而我們目前使用最多的就是燒結(jié)理論上最不適應(yīng)燒結(jié)生產(chǎn)的赫章地區(qū)的菱鐵礦和觀音山的褐鐵礦。褐鐵礦含大量的結(jié)晶水，分子式為Fe2O3·nH2O，是一種可燒性較差的鐵料。生菱鐵礦粉，含有部分結(jié)晶水，主要是碳酸鹽結(jié)構(gòu)，分子式為FeCO3，在自然界中多為粘土菱鐵礦，并含有大量的粘土和泥沙等雜質(zhì)，液相反應(yīng)時分解壓高，燃料消耗高，由于碳酸鹽的分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體，爆裂性大，收縮性大，成礦率低等。通過長期的生產(chǎn)實踐我們形成了赫章焙燒為主，其次是觀音山褐鐵礦和赫章生菱鐵礦還有少許的50褐鐵礦和磁選粉的原料結(jié)構(gòu)。

3.2 合理利用四輥破碎設(shè)備，盡力確保燃料粒度

燒結(jié)使用的燃料為焦粉和無煙煤，破碎設(shè)備為兩臺四輥破碎機(jī)(一備一用)，破碎方式為開路破碎，燃料堆場面積比較狹窄，最多儲量為2 000t左右，堆場沒有雨棚，正常生產(chǎn)焦粉和無煙煤粉分開破碎，按1∶1的比例進(jìn)行混合使用。在雨季生產(chǎn)時，單破無煙煤四輥破碎機(jī)極易粘料堵塞，造成生產(chǎn)中斷，這時我們按1:1的比例混合上料進(jìn)行破碎，確保四輥破碎機(jī)的作業(yè)率。通過精心設(shè)備維護(hù)和合理調(diào)整破碎物料，燃料粒度小于3mm的從2011年的平均70.2%上升到2012年的76.3%，是降低燒結(jié)返礦率的有力保證。當(dāng)然我們的燃料還遠(yuǎn)沒有達(dá)到小于3mm≥90%的水平，是今后必須要努力攻關(guān)的課題。

3.3 強(qiáng)化制粒和造球

在制粒造球方面，我們進(jìn)行了一項改進(jìn)和一項改造如下。

3.3.1 混合機(jī)的迎料板加高改進(jìn)

混合機(jī)內(nèi)的迎料板原來為30mm，造成物料在筒體內(nèi)被揚(yáng)起的拋物線高度不夠，僅為30°角左右時就被全部拋出，造成混合制粒、造球效果不好。我們把迎料板加到50mm高后，物料可被揚(yáng)起75°角左右才全部被拋出，提高了混合料的制粒效果。如圖1所示。

圖1 混合機(jī)的迎料板改進(jìn)

3.3.2 生石灰配加系統(tǒng)的改造

生石灰配加系統(tǒng)由螺旋給料機(jī)、螺旋電子秤改為皮帶電子秤下料方式，大大地減少了生石灰的下料波動。螺旋電子秤的缺點(diǎn)是:下料瞬時不均勻;螺旋給料機(jī)葉片易磨損;易造成卡、堵現(xiàn)象;秤體上易積灰造成下料波動等因素。通過改為皮帶下料后，下料量穩(wěn)定，而且可提高生石灰的配比和下料量，故障率大大降低，是穩(wěn)定燒結(jié)成分和提高混合機(jī)制粒、造球的基本保證。在使用物料基本不變的條件下，兩種下料方式的數(shù)據(jù)分析見表1、表2。

表1 螺旋秤下生石灰

表2 皮帶秤下生石灰

由表1、表2生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)可以看出，在使用物料相同條件下，生石灰使用皮帶秤下料后，混合料中小于3mm的粒級含量減少了，其他粒級組成均有不同程度增加，更有利于燒結(jié)生產(chǎn)。但是我們由于使用的含鐵原料小于3mm的占70%以上，二混后的粒級小于3mm的還比較高，離理想控制小于15%的差距還比較大，是今后攻關(guān)的和研討的課題。

3.4 合理調(diào)整七輥布料器的角度

車間使用的七輥布料器在施工建設(shè)時受到場地限制沒有調(diào)整到位，導(dǎo)致只有四個輥能產(chǎn)生作用，由于調(diào)整施工難度大，承包方一直沒有整改，導(dǎo)致這一設(shè)備在生產(chǎn)中不能很好地發(fā)揮作用。小河公司利用2012年3月22日～23日的計劃檢修時間對七輥布料器進(jìn)行了調(diào)整工作，達(dá)到預(yù)期效果。

3.5 合理提高料層厚度

燒結(jié)生產(chǎn)的發(fā)展都應(yīng)該是提倡厚料層操作，我們90m2燒結(jié)機(jī)的臺車擋板高度原設(shè)計施工為700mm，在生產(chǎn)實踐中由于受到主抽風(fēng)機(jī)功率的限制，料層最高僅能鋪到570mm，導(dǎo)致有130mm的擋板長時間作無用功，在燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)后半年時間就被燒壞變形，后來我們就不得不將原來700mm高的擋板降低為現(xiàn)在的600mm。

燒結(jié)以風(fēng)為綱，小河90m2燒結(jié)機(jī)受到主抽電機(jī)功率不足的影響，加之電機(jī)本身帶病作業(yè)，造成我們降低臺車擋板高度，造成燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)最高僅為投產(chǎn)初期的1.28t/m2·h，一直沒有達(dá)到設(shè)計的1.35t/m2·h的目標(biāo)。在這一現(xiàn)狀下，小河公司不得不降低燒結(jié)礦用量，提高球團(tuán)礦及塊礦的比例，確保燒結(jié)能夠得到正常組織生產(chǎn)?，F(xiàn)階段我們是根據(jù)不同時期的物料結(jié)構(gòu)，在主抽電機(jī)電流不超過250A的情況下，盡量提高料層厚度，現(xiàn)階段可鋪到580～600mm。

3.6 提高點(diǎn)火溫度，嚴(yán)格控制終點(diǎn)溫度

燒結(jié)機(jī)雙預(yù)熱器由于前期受高爐煤氣質(zhì)量含塵量大、濕氣大等因素影響，造成大部分管道均被堵塞。車間利用2012年3月22日～23日的計劃檢修時間對預(yù)熱器進(jìn)行清理、施工焊接恢復(fù)使用。加之受到臺車擋板下降的影響，改變了點(diǎn)火爐原與料面的高度，也利用本次檢修將點(diǎn)火爐整體下降100mm，始終保持和原設(shè)計與料面的高度。通過近期的生產(chǎn)實踐，當(dāng)前的點(diǎn)火溫度可控制在1 050～1 100℃之間，臺車料面返青而不過燒，是控制臺車表面返礦量的有效措施之一。

在終點(diǎn)溫度的控制上，車間要求必須要將其控制在倒數(shù)第二個風(fēng)箱處，終點(diǎn)溫度控制在250～330℃之間，大煙道主管廢氣溫度控制在100～120℃，是保證燒結(jié)礦在燒好燒透的前提下，合理有效地保護(hù)好機(jī)頭靜電除塵器及主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，從而延長設(shè)備壽命和提高燒結(jié)礦成品率的有效措施。

3.7 提高燒結(jié)堿度

提高燒結(jié)礦的堿度是提高燒結(jié)礦強(qiáng)度有效措施之一，原來我們的生產(chǎn)堿度為1.85倍，在現(xiàn)階段提高到2.10倍。主要原因是在燒結(jié)礦中最利于高爐冶煉還原的是鐵酸鈣(分子式為CaO·Fe2O3)，在燒結(jié)液相生產(chǎn)反應(yīng)中，其強(qiáng)度最好，根據(jù)礦相反應(yīng)原理和實際生產(chǎn)證明，提高燒結(jié)礦堿度，有利于促使鐵酸鈣的生成，增加反應(yīng)過程液相量，從而提高燒結(jié)礦強(qiáng)度。有試驗證明，如表3所示。

由表3可看出:隨燒結(jié)礦堿度升高，成品礦中＜5mm粒級含量逐漸減少，強(qiáng)度呈上升趨勢。

3.8 對燒結(jié)機(jī)本體設(shè)備進(jìn)行堵漏風(fēng)

我們在燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)處理上，進(jìn)入2012年開始將全部風(fēng)箱伸縮節(jié)用6mm的鐵板全部密封，在風(fēng)箱上部與燒結(jié)機(jī)骨架螺栓連接處利用2012年3月下旬的計劃檢修全部用3mm的鐵板四周焊接密封，更換了部分臺車擋板，更換了燒結(jié)機(jī)頭、尾部密封板及其他部分的堵漏等工作。表4為使用物料配比相同和料層均為560mm的情況下各部風(fēng)箱堵漏前后負(fù)壓對比情況。

通過生產(chǎn)實踐燒結(jié)機(jī)的風(fēng)箱負(fù)壓均有所上升，有效地減少了有害漏風(fēng)，使設(shè)備更好地發(fā)揮功效。

3.9 延長燒結(jié)礦冷卻時間

冷卻速度過快，會對成品燒結(jié)礦強(qiáng)度和粒度組成造成不利影響。為了將此影響降到最低程度，我們提高了環(huán)冷機(jī)的料層厚度，降低環(huán)冷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使燒結(jié)礦的冷卻時間由原來的45min延長60min，為改善其粒度組成創(chuàng)造了條件。

4 生產(chǎn)效果

自2012年以來，車間從優(yōu)化配料、強(qiáng)化制粒和造球、合理調(diào)整七輥布料器的角度、合理提高料層厚度、適當(dāng)提高點(diǎn)火溫度、對燒結(jié)機(jī)本體設(shè)備進(jìn)行堵漏風(fēng)等幾個方面著手，使燒結(jié)返礦率從2011年的20.08%降到了2012年的16.24%，返礦率下降了3.84個百分點(diǎn)。具體數(shù)據(jù)見表5。

表3 燒結(jié)礦堿度對其粒度的影響

表4 風(fēng)箱堵漏前后負(fù)壓對比情況

表5 2011年與2012年各月返礦率完成情況比對(%)

從表5中可以看出，進(jìn)入2012年后燒結(jié)返礦率對比2011年均有所下降，特別是經(jīng)過2012年3月下旬的計劃檢修后，從4月份開始返礦率均控制在17%以下，該項指標(biāo)目前國內(nèi)完成最好控制在11% ～13%，我們完成16.24%，離最好水平差距還比較大，僅處于國內(nèi)中等水平，今后還必須堅持攻關(guān)。

4.1 社會、環(huán)境效益

在燒結(jié)生產(chǎn)中降低返礦率，就會降低燒結(jié)工序中的揚(yáng)塵，從而減小過程污染，對周邊的環(huán)境及內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)境都是非常有必要的，更能夠向清潔生產(chǎn)邁進(jìn)。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

如果小河公司的生鐵產(chǎn)量按每月3.3萬噸組織生產(chǎn)，年產(chǎn)量就是39.6萬噸，其中礦石單耗按2.1，入爐燒結(jié)礦的使用比例按70%組織配入生產(chǎn)，燒結(jié)內(nèi)部加工費(fèi)每噸入爐燒結(jié)礦按120元計算。

在2011年內(nèi)返礦率為20.08%時的需要的支付內(nèi)部循環(huán)費(fèi)用為:39.6×2.1×70% ÷0.799 2×0.200 8×120=1 755.1萬元

按2012年返礦率為16.24%時的需要的支付內(nèi)部循環(huán)費(fèi)用為:

39.6×2.1×70% ÷0.837 6×0.162 4×120=1 354.39萬元

由此可以看出一年內(nèi)返礦率降低了3.84個百分點(diǎn)，可以為企業(yè)降低400.71萬元的生產(chǎn)投入。

5 結(jié)語

小河公司自取消進(jìn)口礦，全部使用周邊高硅、低品位鐵料以來，克服了周邊物料二氧化硅高而且波動范圍較大等諸多不利因素，通過近一年來艱難的摸索和生產(chǎn)實踐，不斷總結(jié)出大量使用本地區(qū)以赫章焙燒菱鐵礦和觀音山礦及赫章生菱鐵礦為主生產(chǎn)操作參數(shù)，不僅相對穩(wěn)定了燒結(jié)礦的品位及堿度，而且燒結(jié)返礦率也得到了相應(yīng)的控制，逐漸摸索出一條以低品位燒結(jié)礦冶煉的經(jīng)營思路。在鋼鐵市場瞬息萬變的今天，我們的生產(chǎn)經(jīng)營如履薄冰、任重道遠(yuǎn)。我們必須時刻警惕、居安思危，全身心地投入小河成本攻堅戰(zhàn)中，為企業(yè)的生存添磚加瓦、獻(xiàn)計獻(xiàn)策、奮力探索。