提高8 m2豎爐球團礦產量和質量的實踐

毛友莊，何劍飛，謝 旭

（山東鋼鐵集團萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪271104）

提高8 m2豎爐球團礦產量和質量的實踐

毛友莊，何劍飛，謝 旭

（山東鋼鐵集團萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪271104）

為了提高8 m2豎爐球團礦產量和質量，采取了改造干燥床篦條、調整優化干燥床、提高生球質量和開發應用豎爐二冷系統等措施，使球團礦產能提高了51.49%，穩定了球團礦質量，降低了能源消耗。

豎爐；球團；產量；質量；二次冷卻；實踐

1 引言

豎爐法焙燒球團礦具有結構簡單、材質無特殊要求、投資少、熱效率高、操作維修方便等優點，在應用和發展上得到推廣[1]。萊鋼2#8 m2豎爐1999年投產，設計年產能28萬t，2002年以來，隨著萊鋼4座750 m3高爐先后進行了擴容改造為1 080 m3，導致球團礦用量不足。另一方面，隨著近幾年礦粉價格的一路飆升，焙燒性能好的礦粉價格居高不下，為了降低生產成本不得不購買一些低價礦，使球團礦品質和產量的進一步提升。為了實現高爐精料目標，我廠先后進行了干燥床篦條改造、干燥床優化調整、提高生球質量和開發應用豎爐二冷系統等系列技術攻關，經實踐應用形成了有機融合的球團礦穩定高效生產技術，有效提高8 m2豎爐球團礦產能約51．49%，穩定了球團礦質量，降低了能源消耗。

2 技術分析

通過對現場生產進行分析和研究，得出制約球團礦產質量及能耗的主要因素有以下幾個方面：

（1）干燥床蓖條結構不合理，上下寬度一樣，導致生球易卡在縫隙中，增大了熱氣流通過阻力，降低了干燥效果。

（2）干燥床面積偏小，干燥時間短，生球干燥速度慢，造成生球在進入預熱帶時發生爆裂，產生大量粉末，影響爐料透氣性，造成臺時產量不高。

（3）生球質量差，落下強度達到6～8次/0．5 m占到70%，表面有毛刺，粒度不均勻，且+15 mm粒級含量達到30%以上。主要原因有:原料水分波動大；圓盤造球機中加水方式不合適。

（4）豎爐電振卸料排料溫度在沒有進行二次冷卻過程，其溫度是800℃，爐外主要是靠打水冷卻，耗水指標是0．15 m3/h，冷卻后溫度在400℃以上，在運輸過程中皮帶頻繁出現燒損事故。

隨著近幾年礦粉價格的一路飆升，焙燒性能好的磁鐵礦粉價格居高不下，為了降低生產成本不得不購買一些低價礦，另外還回收了煉鋼除塵灰，影響了球團礦產質量提升，增加了能源消耗。

3 技術改進

通過借鑒國內外先進行業經驗，結合對現場生產進行研究和分析結果，確定采取以下措施提高球團礦產質量。

3.1 改造干燥床篦條結構

如圖1所示，將蓖條形狀由“長方體”改為“棱臺狀”，棱角采用毛邊，使篦條之間的縫隙自上而下逐漸變寬，這樣，只要有小球卡在縫隙中時，在熱廢氣的作用下，干燥變小，受重力作用，小球容易落到爐體內，改善了篦床的透氣性，混合熱廢氣容易穿過干燥床與生球進行接觸，產生對流放熱，提高了干燥速度，增強了干燥效果。

圖1 干燥床篦條改造示意圖

3.2 干燥床優化調整

對干燥床形狀進行改造（見圖2）。首先將干燥床的夾角由104°增加到108°，其次將干燥床底部兩小水梁的間距從3 124 mm增加到3 324 mm，干燥床面積比改造前增加了6%。最后將干燥床升高200 mm，增加了球團在爐內的預熱時間，充分利用了爐內上行的熱廢氣熱量。改造后，生球爆裂率明顯降低，減少了熱廢氣中粉塵含量，改善了爐料的透氣性和氣流分布。

圖2 豎爐爐型改造圖

3.3 提高生球質量

針對制約生球質量的各種因素，采取以下對策:

（1）嚴格控制原料水分，對進廠原料水分偏大，對其進行控水處理，合格后方可卸車。嚴格控制烘干機出口水分在7.5%～8.5%，車間配備烤箱，每班測量4次，都記錄在案，督查人員每天進行檢查，這些措施的實施穩定了原料水分。

（2）將圓盤造球機加水方式由普通改為霧化噴頭，根據理論計算，并結合我廠生產實際情況最終確定了加水點。

改造后，生球表面毛刺明顯減少，落下強度達到6～8次/0.5m由占到70%提高到85%，滿足了豎爐生產對生球質量的要求。

3.4 豎爐二冷系統開發使用

（1）經過焙燒后的球團礦在爐內經過一次水冷卻后，溫度仍在800℃左右，在這個溫度條件下再進行二次冷卻。在豎爐本體上進行二次冷卻的位置距離卸料口3 m左右，冷卻風不能使用高壓風機，因為風壓過高會造成卸料口“鼓料”、“噴料”，影響豎爐操作。旋風式鼓風機要達到冷卻效果，冷風必須穿透球團礦料柱，而且熱廢氣要及時引出爐體外，以達到二次冷卻的效果。由于爐體二次冷卻位置的球團礦溫度較高800℃，這對二次冷卻裝置就要有相當高的要求，要耐高溫，具備自我冷卻作用，通風率要高，故障率低，壽命長，冷卻效果好。

（2）二次冷卻系統構造。

二次冷卻風通過爐體兩側風箱分風板進入爐體內，見圖3。

圖3 二次冷卻系統構造

在爐體內部，由主水梁對裝置進行整體支撐，主水梁和副水梁上焊有連筋板，篦板通過螺栓安裝在連筋板上，主水梁和副水梁內部通冷卻水用于系統冷卻。

篦板四角設有通孔用于安裝螺栓，篦板內部的隔料板用于防止合格球團礦通過篦板，隔料板和通風間隙排列分布在篦板內部，二次冷卻風吹入爐內與球團礦進行熱交換后，通過通風間隙將熱廢氣排出，實現成品球團礦的二次冷卻。隔料板和通風間隙保持向上的傾角，二次冷卻風通過篦板間隙斜向上吹入爐內，經過分析計算，隔料板傾角定于47°，可使合格球團礦自然滑落，有效防止其堵塞通風間隙，并保持排料口無下行冷卻風的噴吹，保證排料順暢[2]。

（3）二次冷卻系統在豎爐生產中的應用。

二次冷卻系統在豎爐內下部進行安裝，豎爐兩側進風箱可通過鼓風機送二次冷卻風，將成品球由700℃冷卻到200℃以下，二冷集風箱引出的熱廢氣引出爐體外后進入電除塵器,二次冷卻系統的應用解決了成品球團礦的冷卻問題。

在二冷風機正常運行的情況下，就可以對球團礦進行二次冷卻，用耐熱（200℃）普棉帶就能實現成品球的輸送,而且是在豎爐爐體的內部，不揚塵，不污染環境。正常情況休風復風情況下其二冷系統的運行都不會對豎爐造成影響，非常有利于豎爐的操作。其整個系統地維護保養非常方便、經濟，使用過程掌控快捷、方便。

3.5 優化原料結構

（1）用EXCEL建立配料計算模型指導生產。

只需要輸入配比，就可以馬上計算出結果，實現了簡單、快捷掌握焙燒后球團礦化學成分。

（2）對各種礦粉焙燒性能建立數據庫。

對各種礦粉實行跟蹤制度，了解各種礦粉的焙燒性能，建立數據庫。

（3）煉鋼除塵灰優化使用。

煉鋼除塵灰為轉爐干法除塵灰，其粒度細、含鐵品位低、溫度高、CaO含量高、揚塵二次污染大。為消化該除塵灰，同時驗證轉爐細塵用于豎爐球團生產的可行性，發展循環經濟，保護環境，降低生產成本，提高企業競爭力，促進企業可持續發展。

配加煉鋼除塵灰方案：與巴西精粉按1：3行車抓混（巴西精粉是露天存放需往倉內倒運），1斗煉鋼除塵灰3斗巴西精粉；配加煉鋼除塵灰后，提高了礦粉的成球性能，膨潤土配加量降低7 kg/t[3]。

3.6 除塵設施改造

球團礦產量提高后，除塵設施能力明顯偏低，為此新建25 m2電除塵器，對附近崗位進行除塵，改造后崗位環境衛生顯著改善。

4 實施效果

項目實施后，萊鋼8 m2豎爐產質量同期相比提升明顯，能耗同期相比明顯降低，如表1所示。

表1 8 m2豎爐球團礦技術經濟指標

5結論

（1）在不改變現有豎爐工藝的情況下，先后進行了系列工藝設備優化和改造：干燥床篦條改造、爐型改造、增強爐內氧化氣氛、嚴格控制圓筒烘干機煤氣用量和開發應用豎爐二冷系統等，經實踐應用形成了有機融合的8 m2豎爐穩定高效生產技術。

（2）只對一些關鍵部位進行改造，就達到了提產增效的效果，適用于同類型豎爐球團生產提產降耗生產實踐，具有廣闊的推廣應用前景和實用價值。

（3）與1 000 m3高爐配套球團生產線，豎爐具有投資省，見效快等優點，特別對于我國目前優質焦煤稀缺，中小高爐將繼續作為煉鐵的主要設施來說，豎爐仍具有一定的優勢。

（4）部分崗位粉塵濃度超標，還需對除塵設施進一步進行優化。

[1]張一敏．球團理論與工藝[M]．北京：冶金工業出版社，1996：5-6．

[2] 羅宗堯，李玉東，王慶遠，等．萊鋼豎爐二次冷卻框架的改造[J]．燒結球團，2008，33（2）:37-39

[3] 劉運東，趙祥棟，呂宏偉，等．萊鋼2#豎爐降低球團礦SiO2和FeO的實踐[C]//2010年度全國燒結球團技術交流年會論文集．長沙，燒結球團雜志編輯部，2010：155-157．

（編輯 潘娜）

Practice of Pellet Production Increase and Quality Improvement at 8 m2Shaft Furnace

MAO You-zhuang,HE Jian-fei and XIE Xu
(Laiwu Subsidiary Iron-making Plant,Shandong Iron and Steel Group,Laiwu,Shandong Province 271104,China)

In order to increase the production and improve the quality of pellet at 8 m2shaft furnace, modifications were carried out and measures taken,such as:improving the bar grate of hearth drier, adjusting and optimizing hearth drier,improving green ball quality and developing and applying the secondary cooling system for shaft furnace．The pellet productivity was increased by 51．49%,pellet quality was stabilized and energy consumption was reduced．

shaft furnace;pellet;production;quality;secondary cooling system;practice

10．3969/j．issn．1006-110X．2014．01．002

2013-08-15

2013-09-10

毛友莊（1981—），男，陜西富平人，工程師，主要從事燒結球團技術工作，E-mail：maoyouzhuang＠163．com。