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        白云石粉在燒結(jié)過程中的應(yīng)用調(diào)整策略

        2019-09-10 07:22:44彭元飛李恒王鵬
        關(guān)鍵詞:指導(dǎo)效益

        彭元飛 李恒 王鵬

        摘 要:通過對(duì)燒結(jié)過程白云石粉理論配料計(jì)算的研究,作為一種降低燒結(jié)溶劑成本的方式,并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程變化,指出白云石石粉替換高鎂粉的意義和效益。

        關(guān)鍵詞:白云石粉;理論計(jì)算;效益;指導(dǎo)

        1 前言

        隨著鋼鐵企業(yè)利潤空間進(jìn)一步壓縮,甚至采用一些倒退的工藝控制方式,來換取較寬裕成本的空間,成為目前部分鋼鐵企業(yè)的主流降本增效措施。經(jīng)過前期的研究和分析,在燒結(jié)配料過程配加入白云石粉主要理論盲區(qū)在于燃料消耗的控制和燒結(jié)礦粒度、轉(zhuǎn)鼓的控制。龍鋼公司煉鐵廠400m2燒結(jié)機(jī)于2015年10月開始使用白云石粉代替部分高鎂粉灰進(jìn)行試驗(yàn)性生產(chǎn),運(yùn)行至今降本效果較明顯,燒結(jié)礦質(zhì)量無大幅波動(dòng),具體情況如下分析:

        2 配加方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        2.1 理論計(jì)算

        2.1.1 熔劑方面的計(jì)算

        EXCEL布局策劃:按順序A、B、C、D、E、F列,第1行為項(xiàng)目(CaO、MgO、SiO2、R、有效CaO)、第2行為高鎂粉灰成分(51.00、30.58、3.29、1.75、45.24)、第3行為高鈣粉灰成分(86.55、2.28、1.80、1.75、83.40)、第4行為白云石粉成分(30.41、19.79、4.06、1.75、23.30),計(jì)算辦法如下:

        有效CaO含量為去除熔劑中SiO2含量與燒結(jié)礦R控制倍數(shù)關(guān)系后的數(shù)值,公式核定為:有效CaO=熔劑CaO含量-R控制×熔劑SiO2含量。龍鋼公司周邊石粉廠均生產(chǎn)高鎂粉灰和高鈣粉灰,汽車?yán)\(yùn)白云石粉過程中存在交叉現(xiàn)象,導(dǎo)致白云石粉分析樣波動(dòng)較大,指導(dǎo)生產(chǎn)存在波動(dòng),此處僅作理論計(jì)算。

        為確保燒結(jié)礦R和MgO含量穩(wěn)定,首先要穩(wěn)定配料中高鎂粉灰與白云石粉轉(zhuǎn)換期間熔劑中CaO和MgO含量,核定公式如下:

        Ⅰ 利用白云石粉和高鈣粉灰替換1t高鎂粉灰公式為:

        高鈣粉灰=(F2×C4-C2×F4)/(F3×C4-C3×F4) ? ? ? ? ? ①

        白云石粉=(F2×C3-C2×F3)/(F4×C3-C4×F3) ? ? ? ? ? ②

        高鎂粉灰=①+② ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?③

        Ⅱ 利用高鎂粉灰和高鈣粉灰替換1t白云石粉公式為:

        高鈣石粉=(F4×C2-C4×F2)/(F3×C2-C3×F2) ? ? ? ? ?①

        高鎂石粉=(F4×C3-C4×F3)/(F2×C3-C2×F3) ? ? ? ? ?②

        白云石粉=①+② ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?③

        根據(jù)熔劑實(shí)際質(zhì)量數(shù)據(jù),帶入公式后計(jì)算得:

        1t高鎂粉灰=1.53t白云石粉+0.11t高鈣粉灰;

        1t白云石粉=0.65t高鎂粉灰-0.07t高鈣粉灰。

        2.1.2 燃料計(jì)算

        CaCO3分解熱為1.78J/g、MgCO3分解熱為1.33J/g,設(shè)定白云石粉在燒結(jié)分解過程中熱利用系數(shù)為100%,在不考慮生灰或高鎂調(diào)整后對(duì)燒結(jié)過程透氣性的影響;燃料主要為焦末,其發(fā)熱值基本穩(wěn)定在5500cal/g;代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:白云石粉消耗額外消耗燃料為65.8kg/t;周邊生產(chǎn)高鎂粉灰灰窯燃料指標(biāo)為130kg/t,燃料利用效率為50%;估算燒結(jié)機(jī)在白云石粉礦化燃料利用效率為80%。

        2.1.3 成本計(jì)算

        高鎂粉灰價(jià)格為314元/t、高鈣粉灰價(jià)格為297元/t、白云石粉價(jià)格為89元/t、燃料價(jià)格為477元/t,根據(jù)熔劑計(jì)算和燃料計(jì)算得出白云石粉替換高鎂粉灰成本公式如下:

        ①白云石粉燃料利用效率為100%時(shí):

        替換1t高鎂粉灰成本=1.53*89+0.11*297+0.0658*477=200.23元

        效益=314-200.23=113.77元。

        ②白云石粉燃料利用效率為50%時(shí):

        替換1t高鎂粉灰成本=1.53*89+0.11*297+0.13*477=230.85元

        效益=314-230.85=83.15元。

        2.2 試驗(yàn)性生產(chǎn)

        在燒結(jié)礦R2=1.55±0.1倍、燒結(jié)礦MgO含量1.55%基礎(chǔ)上,以白云石粉代替50%原高鎂灰配比,試驗(yàn)期為10天。

        2.2.1 原料結(jié)構(gòu)

        試驗(yàn)前:粗粉(巴西卡粉37%+克里夫斯38%)+精礦(主流精礦1#垛10%+主流精礦3#垛5%+青林精礦10%)

        試驗(yàn)期:粗粉(紐曼25%+巴西卡粉20%+Pb塊末5%)+精礦(主流精礦1#垛35%+主流精礦4#垛15%)

        白云石粉配加實(shí)驗(yàn)初期,受含鐵原料供應(yīng)影響,混勻礦結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大調(diào)整,粗粉比例由之前的80%降低至50%,精礦粉比例大幅提升。

        2.2.2 其他物料數(shù)據(jù)

        試驗(yàn)過程中,高鈣生灰、燃料質(zhì)量均無較大變化;同時(shí)受連續(xù)雨天影響,塊礦含水率升高2.59%,對(duì)塊礦篩分環(huán)節(jié)造成較大影響,塊礦鋪底料含末率平均升高8.98%。

        2.3 物料單耗及成本變化情況

        高鈣灰單價(jià):297.67元/噸、外購焦末單價(jià):477.33元/噸。

        高鎂熔劑方面:在保持燒結(jié)礦MgO含量相同的情況下,用白云石粉置換50%高鎂灰后,高鎂石粉與高鎂灰綜合單耗較試驗(yàn)前高鎂灰單耗升高了6.52kg/t,但成本較之前降低了5.05元/噸。

        高鈣熔劑方面:由于高鎂石粉CaO含量僅30.4%,雖然高鎂熔劑單耗上升,但根據(jù)理論計(jì)算,高鈣灰單耗仍需上升4.13kg/t,折算成本為1.23元/噸。實(shí)際生產(chǎn)中高鈣灰單耗上升了6.99kg/t,超出理論計(jì)算2.86kg/t,經(jīng)分析主要原因?yàn)椋河捎诤F原料供應(yīng)緊張影響,10月28日后混勻礦結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大幅調(diào)整,混勻礦SiO2含量較之前平均升高0.17%,為保證燒結(jié)礦R穩(wěn)定,高鈣灰配比上調(diào)。

        焦末方面:由于白云石粉為生料,配加后需消耗部分熱量,經(jīng)理論計(jì)算,按置換50%高鎂灰比例,焦末單耗需上升1.8kg/t,折算成本為0.86元/噸。且由于試驗(yàn)過程中受煤氣質(zhì)量差、混合料料溫低(由于氣溫下降及蒸汽供應(yīng)不穩(wěn)定影響,平均料溫較前降低4.15℃)、鋪底料塊礦含水率和含末率上升等因素影響,燃料單耗升高值應(yīng)大于理論計(jì)算,但實(shí)際生產(chǎn)中焦末單耗反而較試驗(yàn)前降低了1.1kg/t,經(jīng)分析主要原因?yàn)椋?0月28日混勻礦結(jié)構(gòu)調(diào)整后,粗粉比例由之前75~80%降低至50%,精礦粉比例大幅上升,由于粗粉為赤、褐鐵礦,經(jīng)前期化驗(yàn)結(jié)晶水含量為5%,精礦粉為磁鐵礦,其中所含F(xiàn)eO含量高于赤、褐鐵礦,在燒結(jié)過程中氧化作用放熱,且磁鐵礦中不含結(jié)晶水,所以在精礦粉大幅度替換粗粉后焦末單耗反而較試驗(yàn)前降低了1.1kg/t。

        其他方面:根據(jù)理論數(shù)據(jù)計(jì)算,高鎂石粉置換50%高鎂灰后,由于SiO2攝入量的增加,燒結(jié)礦品位較之前降低了0.16%,但實(shí)際使用后由于混勻礦中精礦粉比例大幅提高,燒結(jié)礦品位較之前上升0.49%。

        綜合成本分析:高鎂熔劑置換成本:10.13-15.18=-5.05元/噸;實(shí)際成本變化:53.71-57.21=-3.5元/噸;熔劑及燃料成本變化:1.23+0.86-5.05=-2.96元/噸。

        3 存在問題

        1.在白云石粉氣力輸送入配料倉過程中,多次出現(xiàn)堵管現(xiàn)象,經(jīng)分析,主要由于白云石粉堆比重較大(1.68t/m3),氣力輸送的穩(wěn)定性主要受石粉粒度和氣源壓力影響,當(dāng)白云石粉粒度<3mm占比>93%時(shí),此類情況得到緩解。

        2.白云石粉在試驗(yàn)過程中,出現(xiàn)了人員調(diào)控滯后現(xiàn)象,造成燒結(jié)礦R穩(wěn)定率下降,需對(duì)重點(diǎn)崗位人員最好培訓(xùn)工作,特別是白云石粉和高鎂粉之間替換比例的設(shè)定問題。

        4 結(jié)論

        通過白云石粉在燒結(jié)過程的配加試驗(yàn)使用,對(duì)降低溶劑成本起較大作用,利于目前鋼鐵企業(yè)低成本運(yùn)行的生產(chǎn)模式;總體而言,在燒結(jié)過程中使用白云石粉是一種工藝倒退,但促進(jìn)燒結(jié)礦區(qū)間成本的降低,若以穩(wěn)定高爐冶煉鎂鋁比為前提,可逐步提升白云石粉在燒結(jié)過程中的配加比例,甚至停止高鎂粉在燒結(jié)過程中的配加。

        參考文獻(xiàn)

        [1]李廣斌等;不同鎂質(zhì)溶劑對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].燒結(jié)球團(tuán),2012年6月.

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