马钢380 m2烧结机保质增产生产实践.pdf

烧结机利用系数是衡量烧结机生产能力的重要指标 在烧结机不扩容的情况下烧结矿产量的提升主要是通过提高烧结机速和作业率来实现 本文针对马钢现有烧结矿产质量满足不了高炉需求的现状分别从原料条件、操作制度、设备优化等方面对这些制约因素进行了系统分析 通过以同化性、粘结相强度、液相流动性、铁酸钙生成能力为基本参考优化配矿结构提高原料中 含量提高混匀矿粒度制定混匀矿换堆操作方法应用烧结终点控制模型合理控制烧结风量优化生石灰下料稳定性漏风治理等措施 马钢 烧结机在烧结矿质量满足高炉需求的前提下 利用系数达到了./()较 年提高了./()关键词:烧结利用系数产量配矿粒度漏风治理中图分类号:.文献标志码:文章编号:():./.(.):./()./().:收稿日期:作者简介:张群山()男主任工程师 年毕业于东南大学矿物加工工程专业现主要从事烧结工艺技术管理工作 :.引言 马钢炼铁总厂北区共有、两台 烧结机为两座 高炉提供 的入炉铁料 随着 年链窑球团生产线退出运行、筒仓建设落地、烧结矿场地的取消以及 年 高炉大修扩容后高炉炉料结构发生了较大变化烧结产能需求大幅提高 以上 在烧结机不扩容及生产条件不发生大变化的条件下烧结矿产量难以满足高炉对烧结矿保供能力需求供需矛盾进一步扩大烧结产能面临巨大压力和挑战 烧结保产能力是指烧结机产能保高炉用料的综合能力要提高烧结保产能力必须增加烧结矿产量 在烧结机不扩容的情况下烧结矿产量的提升主要是通过提高烧结机速和作业率来实现 为解决河北冶金 年第 期烧结产能瓶颈问题烧结技术团队基于现状着眼于内部挖潜开展了烧结矿保质增产技术攻关取得了较好的保质增产效果生产现状及存在的问题 在烧结抽风面积及烧结机作业率不变的情况下烧结矿产量与垂直烧结速度成正比 国内烧结机在不进行烧结机扩容改造的条件下提高烧结矿产量主要通过对提高垂直烧结速度获取产质量所必备的生产条件和技术条件加以改善来实现包括改善原料结构、改善烧结热态透气性、优化烧结工艺操作参数、增加料层有效通风量等 ()烧结透气性瓶颈 当前生产条件下在保质的前提下仅达到最高 入炉比产量的保供基本需求随着烧结矿需求量进一步提升其产能提升将面临巨大的压力和挑战 烧结提产意味着烧结机速提高烧结矿高温时间缩短烧结矿强度下降 ()烧结机系统漏风严重废气含氧量达到了单位面积有效风量不足主抽风机变频满载运转条件下烧结负压仅(风机设计额定工况负压.)生产率下降 ()设备保障压力进一步加大 随着 年链窑球团生产线退出运行以及筒仓建设落地烧结矿场地的取消烧结机计划检修及机会检修时间大大缩短系统漏风治理、设备故障消缺、高作业率等产质量基础保障面临更大压力烧结配矿优化 优化配矿技术的发展和应用已不再停留在对其化学成分、成本的简单要求而是结合铁矿粉烧结条件下的高温烧结性能在烧结过程中的作用和贡献铁矿粉之间性能差异与性能互补性以及合理地利用不同类型的铁矿粉层面 由于料堆与料堆之间配矿结构、化学成分、粒度、烧结性能等存在差异不同料堆混匀矿在烧结过程中反映出的透气性、烧结终点、烧结矿强度、化学成分稳定性等表现不一需要作出相应的参数调整来确保烧结矿的产质量.配矿烧结基础性能改善 混匀矿是决定烧结过程和其产品(烧结矿)质量的关键铁矿粉的粒度组成、矿物组成等直接影响烧结矿的产能和质量合理的配矿是获得高产、优质烧结矿的基础条件 基于铁矿粉的高温烧结基础性能及其性能互补的原则开展的现代烧结合理配矿比传统的基于化学成分条件约束下简单的、试探性的品种搭配配矿方法更有利于提高配矿试验效率、改善烧结矿质量并获得良好的生产效果 因此开展铁矿粉高温烧结基础特性研究对烧结生产产、质量的提升均有现实的指导意义 年 月开始围绕混匀矿烧结基础性能指标以同化性、粘结相强度、液相流动性、铁酸钙生成能力 项指标为基本参考以单矿种各种烧结基础性能指标按比例进行加权得出混匀矿烧结基础性能指标在现有矿石资源情况下进行资源调配改善混匀矿综合性能 对于具体的原料结构因实验工作量大方案设计复杂配矿优化主要结合生产实际逐步进行优化 月度配矿烧结基础性能指标变化如图 所示图 月度配矿烧结基础性能.总第 期 .混匀矿 含量提升 由于烧结矿入炉比提高后烧结矿碱度下降在低硅低碱度烧结生产中烧结矿强度会因 低、低粘结相量减少受到一定影响烧结矿质量明显变差烧结技术经济指标下降尤其在烧结产能接近瓶颈时对烧结透气性以及利用系数等生产指标产生明显制约 理论及实践表明烧结矿转鼓强度与烧结液相理论最大生产量 呈强正向关系如图 所示 因此通过适当提高原料中 含量来确保烧结过程液相不足从而提高烧结矿强度有利于产能的提升 自 年 月开始配合使用经济的含铁料降本目标配矿计划 逐步上调以烧结矿 达到.水平为基本目标根据阶段烧结矿 值及实际保产能力对混匀矿 值计划进行辅助调整为烧结矿产能释放过程中经济技术指标不下滑提供了有力支撑图 烧结矿转鼓与液相理论最大生成量的关系.混匀矿粒度改善 当烧结机机速由./提高至./时烧结负压整体达到了.的上限水平为改善透气性 年 月开始在维持烧结基础性能指标(高温指标)基本不变的条件下逐步降低精矿粉比例以实现高产情况下的透气性如图 所示图 不同产能条件下的混匀矿比例及粒径.操作制度优化.混匀矿换堆操作方法的制定 由于烧结混匀矿换堆周期短(约 天)如每堆混匀矿均进行烧结杯试验需要花费大量的财力和物力 因此本着操作简单、实用的原则制定了一套混匀矿换堆操作方法 基于单堆烧结基础性能及前面几堆匀矿使用情况建立混匀矿料堆烧结性能预判模型针对单堆匀矿性能、配水配碳的提前预判和应对减少混匀矿换堆过程的质量波动和过程波动促进烧结过程的进一步稳定和产质量的提高 本着“一堆一策”的原则由技术人员结合生产实际和烧结矿基础性能变化对每一堆混匀矿换堆制定相应的操作指导书 通过对原料结构的分析和建立预判模型烧结工艺过程统计模型修正为混匀矿换堆操作提供有力的技术指导确保在现有生产条件下实现换堆的平稳过渡保证高炉炉况的河北冶金 年第 期长周期稳定顺行.烧结终点控制模型的应用 烧结终点()是影响烧结质量和产量的重要因素控制好烧结终点位置具有重要的意义 烧结过程是一个复杂的物理化学过程难以用现有手段建立精确的物理数学模型 通过研究建立了一种烧结终点控制模型用于控制烧结机纵向烧透位置利用主抽变频的较高控制精度在控制手段上采取稳定机速、调整主抽频率(控制风量)的方式在控制目标上主要依靠中部风箱温度的判断和加权计算在控制算法上主要采取一种模糊控制算法 通过控制主抽频率来控制烧结终点能够长时间稳定机速有利于烧结过程的稳定能有效避免过烧或生烧使烧结过程中的氧化还原性气氛稳定在稳定烧结终点、提高烧结质量和成品率上均有明显效果.烧结风量的优化 为验证现有烧结风量分配控制模式的合理性在 烧结机上开展了相关生产试验研究 在原燃料条件等工艺参数相同的前提下研究烧结机尾部风箱阀门开度变化(等同于控制风箱阀门使风箱抽风量产生改变)对烧结机料面风速、风箱支管风速、烧结机速、成品烧结矿粒级组成与 含量、转鼓指数等指标的影响结果如表 所示表 烧结风量优化生产试验方案及效果.方案烧结风箱开度/料面平均风速/()转鼓指数/利用系数/()成品率/固体燃耗/()基准期.试验.试验.试验.基于生产试验烧结产能提高过程中在不超过主抽风量最大能力(以烧结负压低于.为参考)烧结风箱蝶阀开度控制按照试验 对应的控制要求进行控制以实现产能最大化烧结设备优化.生石灰下料稳定性优化 、烧结机生石灰原有配料方式采用“大仓 卸灰阀 小仓 配料皮带”的给料方式实际生产中由于石灰窑煅烧灰片品种、质量变化成品生石灰流动性好坏不一烧结生灰配比时经常出现下料不畅的情况悬料、断料、喷灰时有发生对烧结过程稳定性和产质量提升产生明显制约 为解决这一问题先后对两台烧结机生灰给料方式进行优化将给料方式由“卸灰阀 电子皮带秤”改为“卸灰阀 螺旋 电子皮带秤”后下料稳定性明显改善.各类除尘灰的优化 烧结配料系统使用的重力除尘灰、槽下灰、炉前灰、烧结机尾灰等各类铁料除尘灰采用卸灰阀 拉式皮带除尘灰配用方式易产生拉式皮带进料点涌灰、喷灰等现象配料不稳定造成混合料水分控制波动对烧结过程稳定性及现场环境影响较大 因此对除尘灰仓给料装置进行改造采用“星型卸灰阀 螺旋秤 加湿机 下料点密闭除尘”的方式下料稳定性得以改善.漏风治理 ()建立了烧结台车的合理维修周期分别确定了台车篦条、隔热垫、栏板紧固、弹性滑板的检修更换标准建立设备跟踪与维修档案并以漏风状况作为检修与否的主要判据 ()对机头、机尾密封定期检查、调整间隙降低漏风率 ()对烧结系统的双层卸灰阀、风箱及烟道本体的漏风定期检查、跟踪制定卸灰阀检修验收标准强化检修质量管理 ()对台车滑道、轨道进行周期调整或更换适时分析干油润滑状况并及时调整 ()年 月 烧结机大修对台车滑道、风箱支管、大烟道、机头除尘器等风道系统设备进行了更换 相比大修前机头烟气含氧量由.降至.说明系统漏风状态得到了有效控制这也为超厚料层烧结提供了有效保证既有利于烧结产能的提高又达到了降低电耗的目的优化效果 攻关效果如表 所示 通过技术攻关烧结机利用系数由 年./()提高至./()产量提高了.烧结矿转鼓等各项总第 期 强度指标没有恶化实现了高炉增产烧结矿的保供并具备产量继续提升的空间 烧结提产后高炉增加烧结矿入炉量替代部分球团矿、块矿实现年经济效益 万元表 攻关前后利用系数及质量变化.年份机速/()利用系数/()烧结矿/烧结矿 值/倍烧结矿/转鼓/返矿配比/年均.结语 马钢 烧结机通过改善原料结构、优化烧结工艺操作参数、增加通过料层的有效风量等攻关措施在烧结机不扩容的条件下利用系数提高了./()取得了良好的保质增产效果 后续拟通过对技术措施进一步巩固优化以及自动控制和智能控制的探索更进一步稳定烧结生产过程、提高烧结生产效率、改善烧结矿质量参考文献冯根生.我国铁矿粉烧结技术发展思路及措施.山东冶金():.刘涛.原料多变条件下提升烧结矿质量.河北冶金():.邓涛刘川川郝良元.烧结优化配矿技术研究.河北冶金():.吴胜利刘宇杜建新等.铁矿粉的烧结基础特性之新概念.北京科技大学学报():.王子宏潘晶谢运强等.柳钢铁矿粉的高温烧结基础特性研究.柳钢科技():.贺淑珍高峰蔡湄夏等.高铁低硅烧结试验研究与实践.钢铁():.华绪钦陈敏.原料结构变化对混匀矿质量的影响及对策.武钢技术():.向齐良吴敏向婕等.烧结过程烧结终点的预测与智能控制策略的研究及应用.信息与控制():.胡荣建.大型烧结机综合操作技术研究及应用.烧结球团():.陈明华.烧结风量合理利用探讨.四川冶金():.(上接第 页)冯泽林 陈其伟 王会廷.一种热成型钢热压缩流变行为的本构方程.安徽工业大学学报(自然科学版)():.:.:.雷锦文 薛祥义 张思远 等.基于人工神经网络的高精度 合金热变形本构模型 .稀有金属材料与工程():.薛雷.双相钢拼焊板温成形宏 微观统一分析理论研究.镇江:江苏大学.崔忠圻.金属学与热处理(第 版).北京:机械工业出版社.