提高鐵合金原料配料質(zhì)量的措施

楊升明 康興東

摘 要:針對原料質(zhì)量對鐵合金冶煉影響,結(jié)合中色東方爐外法配料工藝設(shè)計,提出鐵合金冶煉相對穩(wěn)定條件下,強化原料準(zhǔn)備、優(yōu)化原料配料和嚴(yán)控混合和布料是提高鐵合金原料配料質(zhì)量的有效措施,可顯著提高鐵合金入爐混合料的質(zhì)量,是保證鐵合金冶煉高效生產(chǎn)、節(jié)能降耗的先決條件。

關(guān)鍵詞:原料鐵合金冶煉配料

中圖分類號:TF1 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0103-01

我國是世界第一大鐵合金生產(chǎn)、消費和出口國。隨著我國實現(xiàn)以節(jié)能降耗、污染治理、綜合利用為重點,推廣先進適用技術(shù),加強技術(shù)改造,淘汰落后工藝裝備,促進工藝裝備升級,鐵合金技術(shù)進步及鐵合金生產(chǎn)對原料配料方面提出了更高要求。原料配料對合金冶煉的影響主要體現(xiàn)在:工藝過程的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和爐子冶煉穩(wěn)定性兩個方面,它是入爐混合料制備的關(guān)鍵,也是實現(xiàn)部分二次資源綜合利用的重要途徑。但由于合金冶煉工藝不盡相同,相應(yīng)提高原料配料質(zhì)量的有效措施也各有特點。鐵合金冶煉不是單獨使用某種原料,而是使用一定配比的混合爐料。混合爐料制備質(zhì)量在鐵合金冶煉工藝中起決定性作用。混合爐料是利用各種設(shè)備及配料系統(tǒng)混合稱配組成。對這些設(shè)備和配料系統(tǒng)的基本要求是連續(xù)不斷地將規(guī)定配比的爐料投入爐內(nèi)。各種原料經(jīng)稱量、配料及混合后形成入爐混合料,其質(zhì)量對鐵合金的冶煉有著決定性影響。本文結(jié)合中色東方爐外法配料工藝設(shè)計,從強化原料準(zhǔn)備、優(yōu)化原料配料和提高混合效果等方面分析提高鐵合金原料配料質(zhì)量的有效措施。

1 工程概況

中色(寧夏)東方集團有限公司16000噸特種微合金爐料工程,在寧夏石嘴山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)東部片區(qū)投資建設(shè)。項目包括:50%釩鐵5000t、80%釩鐵2000t、鈮鐵5000t、鎢鐵2000t、氮化釩2000t。該項目由中冶東方工程技術(shù)有限公司設(shè)計,采用目前國內(nèi)外先進的微合金爐料生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)高質(zhì)量的釩鐵、鈮鐵、鎢鐵和氮化釩等鐵合金。

該鐵合金入爐混合料工藝主要分為原料準(zhǔn)備、配料及混合三個工序。

1.1 原料準(zhǔn)備

將合格原料經(jīng)地下受料倉用輸送設(shè)備送至高位料倉備用,為了不影響物料配料精度,每種原料根據(jù)用量不同設(shè)置不同數(shù)量的料倉。

1.2 原料稱量

合金爐要求原料稱量精度高(達0.5%),時間短,連續(xù)輸送工藝。為滿足靜態(tài)稱量精度要求,要求稱量用壓頭設(shè)置在一個平面上。根據(jù)三點確定一個平面定理,在稱量斗上可以設(shè)定出三個壓頭點的位置。設(shè)置時稱量斗的重心和三個壓頭的重心需重合,才能保證稱量的精度。根據(jù)等邊三角形重心定理,在稱量斗的正方形進料口上做出等邊三角形,使三角形重心位置與進料口兩頂點連線的交點重合,這樣,三角形的重心恰好落于稱量斗的重心上,見圖1-2所示。

等邊三角形的三個頂點A、B、C為稱量容器的三個壓頭點的位置,稱量容器上壓頭位置的確定與稱量反應(yīng)的準(zhǔn)確密切相關(guān)。倘若這三點確定不當(dāng),則三點受力不均衡,稱量重心偏移,稱量中傳感器發(fā)出的數(shù)字信號就會產(chǎn)生很大誤差,致使稱量不準(zhǔn)。同時在稱量容器的進料口處,要求給料設(shè)備給出的料流位于進料口中心,使料在稱量容器中填充均勻,成為較規(guī)則對稱的幾何形狀。否則,給料不對中也會產(chǎn)生重心偏移現(xiàn)象,使稱量不準(zhǔn)確。由此可知,稱量容器壓頭點位置越準(zhǔn),物料在稱量容器內(nèi)分布越對稱、均勻,則稱量也越精確。

1.3 原料混合

原料按設(shè)定好的配比稱量完畢經(jīng)輸送設(shè)備送至混合系統(tǒng)。該工序采用的混合設(shè)備為雙螺帶混合機,電機通過減速機帶動螺帶攪拌機構(gòu)轉(zhuǎn)動,一方面使物料產(chǎn)生上下移動,另一方面由于螺條的特性優(yōu)點使物料產(chǎn)生內(nèi)外對流,達到充分混合的目的。

2 提高原料配料質(zhì)量的措施

強化原料準(zhǔn)備,優(yōu)化原料配料,嚴(yán)控原料配料后的混合和布料是提高原料配料質(zhì)量的有效措施,可減少配料系統(tǒng)誤差,提高原料配料效率,降低成本[4]。

2.1 強化原料準(zhǔn)備

隨著鋼鐵冶金行業(yè)對原料準(zhǔn)備的重視和原料準(zhǔn)備技術(shù)條件的成熟,鐵合金行業(yè)在借鑒鋼鐵行業(yè)的同時,近年來也開始重視原料準(zhǔn)備,并大力強化原料準(zhǔn)備。

原料準(zhǔn)備是鐵合金冶煉的第一步工序,它不僅關(guān)系著冶煉能否正常進行,而且影響著鐵合金技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的高低,是鐵合金行業(yè)向高效、低耗、節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展的首要環(huán)節(jié)。因此,搞好原料的管理和準(zhǔn)備,力求做到精料入爐非常重要。但優(yōu)質(zhì)入爐混合料首先基于各原料化學(xué)成分的穩(wěn)定,即嚴(yán)格控制各原料成分,使其波動控制在工藝允許的波動范圍內(nèi)。要求原料有用成分含量高,有害雜質(zhì)含量低,水分、粒度及粒度組成適宜。所以,強化原料準(zhǔn)備的措施有:

(1)嚴(yán)格控制進廠原料質(zhì)量;

(2)穩(wěn)定各種原料成分;

(3)控制原料水分;

(4)強化原料粒度及粒度組成;

(5)加強不同批次各物料的堆存、混合和儲運。

2.2 優(yōu)化原料配料

在原料條件相對穩(wěn)定情況下,優(yōu)化配料倉、選擇適宜給料設(shè)備、優(yōu)化稱量裝置和提高稱量精度是實現(xiàn)優(yōu)化原料配料的有效措施,是提高混合料質(zhì)量的關(guān)鍵。

(1)優(yōu)化配料倉。主要包括配料倉大小、斜段傾角及襯板材質(zhì)的選擇。由于各物料靜堆積角、動堆積角,以及各物料水分、粘性、粒度、密度等物理學(xué)性質(zhì)的差異,各物料相互摻和混勻存在較大差異。所以,根據(jù)不同的冶煉工藝和物料物化性質(zhì)選擇適合的配料倉。

(2)選擇適宜給料設(shè)備。倉下給料設(shè)備能夠滿足在嚴(yán)格控制給料偏差的同時,保證物料料流通暢,提高給料穩(wěn)定性;同時盡可能減少物料偏析。這主要是因為物料品種多,密度差異大,物料粒度及粒度組成不同,極易造成物料在給料過程偏析,給配料工藝增加難度。

(3)優(yōu)化稱量裝置,穩(wěn)定稱量質(zhì)量,提高稱量精度。稱量是整個配料系統(tǒng)物料精度控制的核心。稱量裝置不僅能夠滿足靜態(tài)條件下物料準(zhǔn)確稱量,更應(yīng)滿足生產(chǎn)過程中動態(tài)條件下精確控制。這主要是因為實際生產(chǎn)過程中,稱量裝置所在平臺有不同程度的振動,嚴(yán)重影響稱量精度和稱量穩(wěn)定性,需要現(xiàn)場多次調(diào)試,經(jīng)常校驗。

2.3 嚴(yán)控混合和布料

原料配料后到終端用戶,即各物料稱量后還經(jīng)過混合、緩沖、布料或給料等工序至終端用戶,此過程主要存在物料偏析和混勻,甚至物料間相互的粘結(jié)、反應(yīng)等作用,這些作用的存在,直接影響終端用戶使用效果。物料偏析,各物料混勻不均,或物料間粘結(jié)成塊,直接影響鐵合金爐爐內(nèi)物料布料效果,影響爐況及冶煉效果,對冶煉能耗具有明顯影響。所以,嚴(yán)控配料稱量后物料混合和布料的措施有:

(1)選擇適宜給料設(shè)備;

(2)優(yōu)化運輸條件,保持料流穩(wěn)定;

(3)盡量減少中間轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié);

(4)強化終端布料工藝;

3 結(jié)語

結(jié)合中色東方微合金鋼爐料工程配料工藝,以及提高原料配料質(zhì)量措施的分析,經(jīng)生產(chǎn)實踐表明,強化原料準(zhǔn)備、優(yōu)化原料配料和嚴(yán)控混合和布料是提高鐵合金原料配料質(zhì)量的有效措施,可顯著提高鐵合金入爐混合料的質(zhì)量,也是保證鐵合金冶煉高效生產(chǎn)、節(jié)能降耗的先決條件。