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        日鋼球團使用澳洲中信精粉的生產(chǎn)實踐

        2017-10-17 04:24:21厲建好段秋利姚永江
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年20期
        關(guān)鍵詞:球團

        厲建好 段秋利 姚永江

        摘 要:日照鋼鐵球團生產(chǎn)線因智利精粉資源供應不足,澳洲中信精粉作為智利精粉的替代精粉進行生產(chǎn)試用。通過具體的生產(chǎn)實踐,對相關(guān)控制參數(shù)進行針對性調(diào)整,達到了日產(chǎn)量穩(wěn)定、膨潤土配比降低、成球性能改善、窯況和球團礦質(zhì)量穩(wěn)定的使用效果,澳洲中信精粉完全能夠滿足日鋼球團目前的生產(chǎn)需求。

        關(guān)鍵詞:澳洲中信精粉;球團;生產(chǎn)實踐

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.011

        1 前言

        日照鋼鐵現(xiàn)有兩條60萬t/a氧化球團生產(chǎn)線,分別于2005年5月和2006年3月建成投產(chǎn),采用鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝,配套有圓筒烘干、球磨、圓盤造球、雙輥篩篩分、轉(zhuǎn)爐煤氣與煤粉混合燃燒、環(huán)冷機冷卻等相關(guān)工藝。日鋼煉鐵制造部球團課理論與實踐相結(jié)合先后對工藝設備設施進行了一系列的改造,具備全巴西精粉生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗。

        近年隨著國際礦價的下降,磁鐵精礦性價比得到提升,巴西精粉與磁鐵精粉(智利精粉)相搭配成為日鋼球團的主要精粉原料結(jié)構(gòu)。澳洲中信精粉作為新的磁鐵精粉原料,具有:品位高、氧化亞鐵含量適中,三氧化二鋁、硫、磷均低,化學成分適合球團生產(chǎn)使用。

        2 原料概況

        將日鋼球團生產(chǎn)使用的主要原料物理化學成份進行統(tǒng)計匯總,詳見下表:

        從表1可以看出,澳洲中信精粉化學成份對球團礦生產(chǎn)很合適:FeO含量高,焙燒過程中氧化放熱可降低焙燒熱量需求;特別是SiO2含量相對高,利于降低焙燒過程中固液相狀態(tài)的生成,易于提高球團礦的焙燒強度;Al2O3、S、P含量低,利于高爐控制鐵水爐渣成分;澳洲中信精粉兩段磨礦的特殊選礦工藝決定了其-200目粒級高(-300目達到90%),比表面積最高達到2100cm2/g,利于造球提高成球性和降低膨潤土配比。

        而英美資源的巴西精粉屬于鏡鐵礦精粉,-200目粒級雖好但其精粉顆粒多為片狀晶體結(jié)構(gòu),比表面積只有1100cm2/g,單獨使用時成球性很差,干燥預熱過程中生球碎裂產(chǎn)生粉塵量大,焙燒時需求的焙燒溫度高達1350℃,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈速度快,生產(chǎn)控制難度大。

        智利精粉是典型的磁鐵礦精粉,化學成分和-200目粒級均適用于球團生產(chǎn),唯一不足的是礦價高于澳洲中信精粉。

        3 生產(chǎn)實踐

        因智利精粉資源供應不足,澳洲中信精粉作為智利精粉的替代精粉進行生產(chǎn)試用。在使用期間直接替代智利精粉,與英美資源的巴西精粉搭配使用,日產(chǎn)量水平保持不變(3500t)。

        3.1 球前配料調(diào)整

        由精礦粉的物理特性得知,澳洲中信精粉粒級非常細,成球性能突出,適當降低膨潤土配比和轉(zhuǎn)爐污泥配比;巴西鏡鐵礦精粉粒級符合造球工藝對原料的要求,但其物理微結(jié)構(gòu)造成其成球性能差,根據(jù)日鋼球團生產(chǎn)經(jīng)驗,必須配加適量的轉(zhuǎn)爐污泥改善其成球性能。使用澳洲中信精粉36小時內(nèi)即總結(jié)出最合適的配料比,具體如表2所示。

        使用澳洲中信精粉后,在相同日產(chǎn)量水平情況下,轉(zhuǎn)爐污泥配比降低2.9%,膨潤土配比降低0.4%,膨潤土單耗下降2.11kg/t,抗壓強度提高20N/個球。

        3.2 造球工藝調(diào)整

        因澳洲中信精粉粒級非常細,-200目>98%,-300目都能達到90%,故澳洲中信精粉成球后的生球密實性明顯高于智利精粉,造球工序以圍繞著造小球為中心,調(diào)整生球粒度控制指標,8-16mm生球粒級控制標準由60%提高至70%,8-12mm生球比例明顯增加。

        澳洲中信精粉成球性能優(yōu)于智利精粉,通過配料調(diào)整后,能夠彌補巴西鏡鐵礦精粉成球性差的不足,生球強度(落下強度)控制要求由≥5次/個球提高至≥6次/個球。

        變料后造球過程加水量有所減少,生球含水量由變料前的9.6%降低至9.2%。

        3.3 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機熱工參數(shù)調(diào)整

        使用澳洲中信精粉后生球的密實性提高。當鏈篦機料層布的過厚時,生球水分全部抽風干燥比較困難,在抽風干燥時料層下部過濕現(xiàn)象比較嚴重,使生球容易產(chǎn)生裂紋甚至爆裂。這時就需要增加干燥時間或者降低料層厚度,實踐表明,采用“薄料層快機速”可以明顯降低生球的爆裂,其效果要好于“厚料層慢機速”,這是由于薄層干燥能夠減少水汽在料層下部冷凝的程度,使下層球的強度能承受上層球的壓力和介質(zhì)穿過球?qū)拥膲毫?,保持料層有良好的透氣性?/p>

        鏈篦機布料厚度控制中心值由180mm調(diào)整至170mm,鏈篦機速度由1.37m/min提升至1.54m/min,鏈篦機內(nèi)干燥預熱時間縮短2.9min。保持各風機入口溫度不變情況下,變料調(diào)整后對鏈篦機的溫度分布進行優(yōu)化,兩室三段鏈篦機的梯度溫度更加趨于合理,具體見表3。

        精粉原料中澳洲中信精粉的SiO2含量較高,如果生球在預熱過程中氧化不完全,在進入回轉(zhuǎn)窯進行高溫焙燒的過程中,就有可能生成硅酸鹽渣相,渣相中的鐵橄欖石(2FeO·SiO2)很容易與Fe2O3、FeO及SiO2形成熔化溫度更低的熔體,液相將礦粒包圍,冷卻時液相凝固,使球團固結(jié)。但由于鐵橄欖石不易結(jié)晶,常成玻璃相,使球團強度降低。因此,使用澳洲中信精粉后,為使球團在進入回轉(zhuǎn)窯高溫焙燒前完成大部分氧化,鏈篦機機頭溫度平均提高12℃,鏈篦機機頭負壓保持在-38pa。

        回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度對球團礦最重要的質(zhì)量指標—抗壓強度的影響最大,選擇合理的焙燒溫度以應保證鐵精礦粉固相再結(jié)晶強度為出發(fā)點。雙色溫度控制標準保持1360℃不變,回轉(zhuǎn)窯窯速由0.85m/min提升至0.92m/min,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焙燒時間縮短2.5min。

        成品球在環(huán)冷機內(nèi)部不僅有冷卻過程,而且還存在二次氧化固結(jié)的作用。冷卻速度過快,容易導致沿球團礦半徑收縮不均,產(chǎn)生應力,使球團礦的強度降低,而且不利于紅球的再氧化,造成FeO含量高;冷卻速度過低,必將導致成品球溫度偏高,使成品皮帶受損,造成停產(chǎn)事故。據(jù)此,對環(huán)冷機冷卻制度作出適當?shù)恼{(diào)整:在保證不出紅球的基礎上,嚴格控制環(huán)冷一段風門開度,適當提高環(huán)冷二段的溫度,防止紅球過快冷卻而影響球團礦的實物質(zhì)量??刂骗h(huán)冷一段風門可以降低窯頭紅球的初始冷卻速度,防止強度下降;而適當提高環(huán)冷二段的溫度能夠提高鏈篦機干燥二段的風箱溫度。

        變料前后環(huán)冷機的溫度變化對比如表4所示,變料后環(huán)冷一段溫度同比提高120℃、環(huán)冷二段提高60℃、環(huán)冷三段提高30℃。

        3.4 經(jīng)濟效益測算

        同比智利精粉使用經(jīng)濟性,僅考慮直接材料經(jīng)濟效益一項,按照實際使用的精粉原料價格差進行計算,澳洲中信精粉比智利精粉價格低16.91元/t,日產(chǎn)量3580t,每日直接材料經(jīng)濟效益:16.91元/t×3580t=60538元。

        4 總結(jié)

        (1)澳洲中信精粉粒度非常細,配加澳洲中信精粉后,可適當降低球團粘結(jié)劑膨潤土的用量。

        (2)澳洲中信精粉的特性決定了其成球性能優(yōu)異,在造球時應造小球,生球粒度變小后通過調(diào)整干燥預熱和焙燒冷卻制度,仍能保持產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)定。采用“薄料層快機速”可以明顯降低生球的爆裂。

        (3)澳洲中信精粉與巴西鏡鐵礦精粉搭配使用,兩種精粉能夠互相取長補短:澳洲中信精粉能提高巴西鏡鐵礦精粉的成球性、降低焙燒溫度,巴西鏡鐵礦能提高澳洲中信精粉的爆裂溫度。目前40%澳洲中信精粉與55%巴西鏡鐵礦精粉的主料配比能夠保持生產(chǎn)穩(wěn)定。

        (4)使用澳洲中信精粉時,提高巴西鏡鐵礦精粉成球性和降低焙燒溫度的轉(zhuǎn)爐污泥需要根據(jù)生球質(zhì)量和成品球的實物質(zhì)量合理調(diào)整,不易配加過多,也不能配加過少,控制在3.5%至4.0%左右為宜。

        (5)使用澳洲中信精粉后,在相同日產(chǎn)量水平情況下,轉(zhuǎn)爐污泥配比降低2.9%,膨潤土配比降低0.4%,膨潤土單耗下降2.11kg/t,抗壓強度提高20N/個球。

        (6)同比智利精粉使用經(jīng)濟性,僅考慮直接材料經(jīng)濟效益一項,日節(jié)省6.538萬元。

        參考文獻:

        [1]張一敏.球團理論與工藝[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1997.

        [2]李士才,周成科,蘇曉東,陳超峰.日鋼采用全巴西赤鐵精礦生產(chǎn)球團的實踐[J].燒結(jié)球團,2010(12).

        [3]何奧平.巴西鏡鐵礦球團工藝及機理研究[D].碩士學位論文,2005.

        [4]宿金列.天鋼200萬t鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯高硅球團礦生產(chǎn)實踐[J].鋼鐵冶金,2012.endprint

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