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1、.1. 马钢回转窑球团矿降FeO实践帅冬平，卓凤荣，赵庆春，陈连发，段再基摘 要：针对生产操作以及现场设备存在的问题，依据球团矿焙烧理论，马钢链篦机-回转窑生产线通过两年半的摸索，系统分析原因，通过采取一系列有效措施，成功解决了成品球 FeO 含量经常大于2.00%的问题， 且进一步强化控制，大幅度降低成品球FeO 含量大于1.00%批次的比例。关键词 ：球团矿；焙烧；FeO 1前 言马钢链篦机 -回转窑生产线于2007 年 9 月建成投产，经过5 年的不断改造，由150 万t/a 产能提高到240 万 t/a ,图 1 为我厂 08 年到 13 年成品球FeO 以及系统系数指标。从图 1 看
2、出，随着生产线系统系数的提高，成品球FeO 含量呈上升趋势，2013 年 6月开始马钢第三炼铁总厂链窑生产线的成品球FeO 含量经常出现大于2.00%，最高值达到4.00%， 远高于一级品2.00%的标准 . 从图 2 看出，虽然不断控制系统系数，但是成品球FeO仍然急剧上升，到了2013 年 12 月当月球团成品的综合合格率只有60%。图 1 链窑成品球FeO含量图 2 2013年链窑成品球FeO含量2存在的问题依据球团焙烧理论，影响球团焙烧的因素有焙烧温度、焙烧时间、焙烧气氛、焙烧的均匀性等。 通过系统分析与查找，链窑球团生产线存在以下问题，焙烧参数合理性不确定、环冷机布料不均匀、生球量波
3、动幅度大、环冷机水封水槽漏水严重、四班操作不统一等，造成成品球FeO含量波动大。针对生产系统存在的问题，球团生产线于2015 年 1 月和 8月对降低成品球FeO项目进行了重点攻关，采取了以下措施。3采取的措施3.1 优化链篦机干燥预热参数通过对球团焙烧理论1分析，球团在三大主机（链篦机、回转窑、环冷机）的焙烧过程中， 链篦机干燥预热是球团FeO氧化的主要过程， 球团的 FeO含量 23% 左右氧化到10%以下， 降低幅度 13% 左右，球团在链篦机上的氧化程度达到整个焙烧系统的60% 以上， 所以.2. 需要强化链篦机干燥预热效果，而影响链篦机球团干燥预热的因素有焙烧温度、焙烧风量、各个段温
4、度梯度等。3.1.1 调整链篦机预热 II段温度球团在链篦机上的干燥预热过程中，精矿粉大部分Fe3O4氧化成Fe2O3，细颗粒之间进行金属微结晶连接，球团因此有了足够的强度，才能进入到回转窑内进行焙烧。但篦机预热温度过高（1020C） ，球团矿表面过早固结结晶，形成一个致密的球团外壳，阻碍了球团在回转窑和环冷机内的进一步氧化，导致成品球FeO含量较高；预热温度过低 （ 900C） ，球团矿强度不够，进入到回转窑焙烧，特别容易粉化造成回转窑结圈。有实验表明，900 到 1000C是磁铁矿预热II段的适宜温度，经过数据统计，我厂2015 年 1 月以前的预热 II段平均温度达到1017C，超出磁铁
5、矿适宜的预热温度10 到 20C， 所以我厂把链篦机 II段温度由1020 C10 C调整到 1010 5C。3.1.2 摸索球量与主抽转速的匹配主抽风机的管道直接连接着链篦机抽干段与预热I 段，是生产线最关键设备之一，决定着球团焙烧风量、整个系统负压等，极大的影响着球团焙烧温度。2015 年 8 月生产线重点进行了主抽转速与球量匹配的实验，表明在一定球量情况下，主抽转速过高或者过低，都不利于球团矿FeO含量的稳定， 主抽转速过高， 电耗增加， 且整个焙烧系统的风量过多，系统需要更多的煤气来保证焙烧温度，球团矿成本升高，另外主抽转速过高，同时预热I段热量增加，也导致球团矿表面过早固结，导致成品
6、球内部有分层结构；主抽转速过低，球团焙烧风量不够，降低了氧化过程的氧气来源，球团FeO没有及时被氧化。2015 年 8 月实验中得到的球量与主抽转速最佳匹配表如下：表 1 球量与主抽转速的匹配表通过球量与主抽转速匹配表，主抽转速波动的频次以及幅度减小，链篦机的干燥预热效果得到了强化，采取球量与主抽转速匹配后，成品球单批次的FeO含量小于1.50%的超标现象大幅度减少。3.1.3 优化链篦机温度梯度我厂链篦机采取的是“四室三段”式，分别为鼓风干燥、抽风干燥、预热I 段、预热II段，最高成品FeO月平均含量与最低月平均含量对应的链篦机温度梯度如下图3。链篦机温度梯度8532077510160300
7、600900鼓干段抽干段预热I段预热II 段03006009001200FeO 最高点FeO 最低点料层位置12 3 4 5 6 环速,m/min 1.50 1.47 1.44 1.41 1.32 1.24 台车产量 ,t/h 293 288 282 276 258 245 主抽转速 ,r/min 850 830 815 800 780 700 .3. 图 3 2013年 12 月与 2015 年 7 月的链篦机温度梯度对比2013年 12 月成品球 FeO平均达到 1.84%， 而 2015 年 7 月成品球 FeO月平均只有0.57%，通过对比链篦机各段的温度得知，除了链篦机预热II段温度
8、调整外， 预热 I 段与抽干段的温差也是一个大的调整，所以操作方针中进一步明确链篦机预热I 段与抽干段的温差控制在 400 C以下。3.2 提高环冷机布料均匀性在环冷机的翻台车处同一台车上取样化验，发现同一台车上不同部位的球团的FeO含量非常不均匀，如表1、图 3 所示：表 2 台车不同部位的球团FeO 图 4 台车不同部位的球团FeO含量从图 3 可知，一是环冷机台车底部球团的FeO含量远高于台车表面球团的FeO含量 ,两者相差0.6%以上， 环冷机台车底部是冷却风进风部位，台车的底部球团冷却速度快于表面的球团； 二是台车两侧边缘的球团FeO要高于台车中间球团的FeO含量， 两者相差0.3%
9、以上，在现场的环冷机III段观察到，环冷III段台车表面大部分是呈黑色的，但是内外环边缘各有一个20cm宽的红色高温带， 说明冷却风没有及时穿透台车边缘球团。台车底部快速冷却和台车边缘没有及时冷却，说明台车的冷却气流分布不均匀，气流的不均匀导致了台车不同部位球团FeO的不均匀。因此提高环冷机布料均匀性，减少台车边缘堆料的厚度，增加环冷机台车边缘气流的穿透力，发展台车边缘气流，实现冷却气流分布均匀的目的，使得台车上不同部位的球团均匀二次氧化。通过加强对环冷机平料砣的监控，环冷机料厚严格要求按照7 块平料砣操作，提高环冷机布料均匀性，使得台车上球团的二次氧化更加均匀。3.3 稳定生球球量与质量造球
10、是球团生产线的关键岗位，生球球量与质量的稳定对成品球质量以及焙烧参数的稳定有很大影响，经过生产报表的统计分析，2014 年 4 月至 5 月中旬成品球高废9 批，生球球量波动超过20t/h 引起的原因就有3 批，因此球团分厂采取如下措施稳定造球：3.3.1 提高 10-18mm粒度级别的合格率我厂选取两组不同粒度级别的成品球进行化验，一组为粒径8-14mm的成品球， 另一组为粒径14-20mm的成品球，两组成品球的FeO分别为 3.52%、1.17%，相差 2.35%，由此可见 , 粒度大的FeO含量比粒度低的要高很多。因此严格按照标准调整造球岗位10 个小辊筛、 1 个大辊筛的间隙，提高10
11、-18mm的生球粒度级别组成，防止出现大于20mm粒径的成品球。料层位置外环中间内环/% /% /% 表面0.470.350.53中层0.760.550.73底部1.041.510.95示意图.4. 3.3.2 严格控制生球落下强度我厂通过抽检，生球落下强度达到9 次/0.5m, 远远高于4-6 次/0.5m 的标准， 为了了解生球落下强度过大的影响，资料表明“水分大时，生球落下强度有所上升；但生球水分过大，虽然塑性增强，且落下强度提高，但不利于链箅机过程的干燥及预热等，降低生球的爆裂温度，实践证明，生球水分过大，势必延长干燥时间，湿球进入链算机干燥段后，由于球内外湿度相差大引起不均匀收缩”3
12、，生球落下强度大，球团在干燥预热过程中会加剧出现内外分层的情况，我厂实际生产中发现，当成品球FeO含量高时，成品球内部是“壳 -核”结构， 成品球 4-5mm厚度的外壳是充分氧化的，而成品球内部3-4mm球径的核心没有完全氧化，呈收缩状， 因此控制生球落下强度作为降成品球FeO含量的措施之一。3.3.3 执行盘前操作我厂链篦机 -回转窑生产线的造球岗位有10 个造球盘 （1 备用），人员少但是劳动强度大，有加减水操作、清理小辊筛粘料、清理返料系统粘料和看仓等日常工作，造成有时造球盘前无人操作，有时造球盘盘面出料口有“保龄球”大小的大球，影响了生球的球量稳定与质量稳定，因此通过强调盘前操作的重要
13、性以及岗位之间的协作，严格执行盘前操作，杜绝出现“翻盘”造成生球量大幅度波动的情况，为焙烧的稳定打下基础，特别是预热 II段温度的波动幅度明显降低，原来预热II 段的温度波动范围为101020C, 采取措施后，预热II段温度波动范围为1005 5C。3.4 改造冷机水封2011 年 11 月我厂链篦机 - 回转窑生产线大修期间，把环冷机的沙封改成水封，降低了能耗， 但是水封水槽是刚性焊接连接而成，水槽的连接处经常开焊，造成水封水槽漏水，严重时环冷机的水封水槽每补水量达到20 吨/ 天，大量的水封水通过栏板砖砖缝进入到环冷机台车内部，通过漏水台车以及不漏水的台车取样化验，对比发现漏水台车的球团F
14、eO要比不漏水台车球团要高0.28%。因此需要对环冷机水封进行改造，通过改造环冷机水封水槽连接方式，把刚性焊接改为不锈钢的伸缩性焊接，防止出现水封水槽脱焊漏水，降低成品球 FeO含量，水封水槽连接改造前后如下：图 5 环冷机水封水槽改造.5. 3.5 统一四班操作成品球团矿FeO的稳定性在一定程度上代表了生产线系统稳定性。链篦机- 回转窑球团生产线球团的焙烧是在三大主机上完成，分别为链篦机、回转窑、环冷机，不但单个主机上需要热量和热量平衡，且链篦机、回转窑、环冷机三个主机相互之间也有一个大系统的热量与风量的平衡，导致四班的操作方式各不相同，人为造成系统的波动。为了进一步稳定系统，统一四班操作，
15、分厂对操作方针内容进行充实，新增一些关键焙烧参数，增加的参数有主抽转速、环速、预热与抽干温差、链篦机预热II段风箱温度、环冷机II段负压等，以330t/h生球量为例的操作方针：表 3 330t/h生球量的操作方针通过增加操作方针关键焙烧参数，减少系统波动的人为因素，在正常生产情况下，四班按照操作方针执行，系统的焙烧参数是不会有大幅度的波动，提高了成品球FeO含量稳定性，对成品球FeO含量的掌控能力大幅度增强。4结束语马钢第三炼铁总厂链篦机- 回转窑生产线通过两年半的摸索与分析，通过调整链篦机预热 II段温度、摸索球量与主抽转速的匹配、优化链篦机温度梯度、提高环冷机布料均匀性、稳定生球球量与质量
16、、改造环冷机水封、 统一四班操作等， 成品球 FeO 月平均含量由1.84%下降到0.63%，效果明显，成品球质量大幅度提高，满足了高炉对球团矿的需求，同时也为球团矿生产线“降本增效”提供了数据支撑。参考文献1傅菊英 . 姜涛 . 朱德庆 . 烧结球团学 M. 长沙 : 中南工业大学出版社,1996. 2 美L.A.Haas.古石 译. 酸性和熔剂性铁燧岩球团矿中的磁铁矿氧化J.烧结球团 . 长沙 ,1994:31-35. 3郝建国 . 宋彦洪 . 刘富强 . 提高球团矿抗压强度的生产实践J.球团技术 ,2006:33-36. 项目主抽转速环速预热 II段温差预热 II 段风箱环 II负压/r/min / m/min / C / C / C / Pa 330生球量 /t/h 8051.371005400 500-550 10
