首鋼京唐球團(tuán)礦降FeO含量的生產(chǎn)實(shí)踐

李 明

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司球團(tuán)廠，河北 唐山 063200）

生產(chǎn)技術(shù)

首鋼京唐球團(tuán)礦降FeO含量的生產(chǎn)實(shí)踐

李 明

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司球團(tuán)廠，河北 唐山 063200）

首鋼京唐球團(tuán)投產(chǎn)后，隨著產(chǎn)能的不斷提高，F(xiàn)eO含量持續(xù)升高的問(wèn)題逐漸暴露。在分析現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)找到原因后，通過(guò)改造干燥設(shè)備穩(wěn)定生球水分，優(yōu)化輥壓參數(shù)提高生球強(qiáng)度，改造輥篩提高布料穩(wěn)定性，優(yōu)化干燥預(yù)熱參數(shù)減少爆裂等措施，促使球團(tuán)礦FeO指標(biāo)回落到正常水平。

球團(tuán)礦；FeO；輥壓；焙燒機(jī)；工藝優(yōu)化

1 前言

首鋼京唐鋼鐵公司一期工程建有兩座5 500 m3大型高爐，采用的是高堿度燒結(jié)礦搭配酸性氧化球團(tuán)礦的爐料結(jié)構(gòu)，球團(tuán)礦占爐料結(jié)構(gòu)的25%～30%。隨著高爐生產(chǎn)水平的穩(wěn)步提升，球團(tuán)礦入爐比逐步提高，對(duì)球團(tuán)礦的質(zhì)量要求也不斷提高。磁鐵礦球團(tuán)作為高爐冶煉的主要原料之一，其質(zhì)量對(duì)高爐冶煉有著重要影響。FeO含量是磁鐵礦球團(tuán)的主要理化指標(biāo)之一，入爐原料FeO含量每降低1%，焦比可降低1%[1]。京唐球團(tuán)投產(chǎn)初期，球團(tuán)礦FeO指標(biāo)在0.5%以下，處于較好水平。但隨著球團(tuán)礦產(chǎn)量提高，機(jī)速加快，生球在各工藝段處理時(shí)間減少，磁鐵礦氧化不充分，F(xiàn)eO逐漸升高到0.8%～0.9%。因此，京唐鋼鐵公司為降低球團(tuán)礦FeO含量，采取了一系列措施。

2 影響球團(tuán)礦FeO含量的因素分析

首鋼京唐球團(tuán)廠工藝設(shè)計(jì)上注重原料的預(yù)處理，配置了干燥和輥磨工序，混合料經(jīng)臥式混合機(jī)充分混合后在圓盤(pán)造球機(jī)中造球。圓盤(pán)造球機(jī)直徑7.5 m，轉(zhuǎn)速30～50 r/min，傾角45°。造好的生球經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)到焙燒機(jī)進(jìn)行焙燒。帶式焙燒機(jī)工藝示意如圖1所示，其有效長(zhǎng)度為126 m，分鼓風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段、預(yù)熱段、焙燒段、均熱段、一次冷卻段、二次冷卻段，其中預(yù)熱段和焙燒段共48 m，靠專(zhuān)用燒嘴燃燒焦?fàn)t煤氣提供熱源，共配備進(jìn)口專(zhuān)用焦?fàn)t煤氣燒嘴32個(gè)，每個(gè)燒嘴配備1套自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，單個(gè)或分組開(kāi)啟，溫度可調(diào)。在布生球前，先在臺(tái)車(chē)上鋪一層粒度9～16 mm的成品球團(tuán)礦作為鋪底料，鋪底料厚度80～100 mm；臺(tái)車(chē)上料層總高度為400 mm。焙燒好的成品球團(tuán)在機(jī)尾卸料，再通過(guò)皮帶系統(tǒng)運(yùn)到成品篩分系統(tǒng)。

圖1 京唐球團(tuán)帶式焙燒工藝

京唐帶式焙燒機(jī)工藝生產(chǎn)磁鐵礦球團(tuán)氧化焙燒過(guò)程的實(shí)質(zhì)是磁鐵礦（Fe3O4）氧化成Fe2O3的過(guò)程和Fe2O3結(jié)晶、再結(jié)晶的過(guò)程，而成品球團(tuán)中FeO偏高的根本原因就是氧化不充分。京唐球團(tuán)初步設(shè)計(jì)原料結(jié)構(gòu)為70%赤鐵礦+30%磁鐵礦，但受資源限制和市場(chǎng)因素影響，投產(chǎn)后原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，磁鐵礦粉的比例占到了90%以上，導(dǎo)致原料中FeO含量達(dá)到了25%以上。隨著產(chǎn)量的不斷提高，機(jī)速增快，磁鐵礦氧化不充分的問(wèn)題逐漸暴露。理論上影響氧化過(guò)程的主要因素有氧化時(shí)間、氧化焙燒溫度、氣氛含氧量等，但在實(shí)際氧化焙燒過(guò)程中，磁鐵礦的氧化還受到生球水分等諸多因素影響。依靠京唐球團(tuán)自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)，充分利用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，收集了大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察，分析找到了影響京唐球團(tuán)礦FeO含量的諸多因素，其中生球質(zhì)量、生球布料均勻性、焙燒機(jī)熱工控制參數(shù)對(duì)FeO含量的影響較為突出。

3 降低球團(tuán)礦FeO含量的措施

3.1 提高生球質(zhì)量

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，生球質(zhì)量對(duì)成品球FeO含量的影響較大。在改善生球質(zhì)量方面主要采取了以下措施。

1）穩(wěn)定生球水分。入機(jī)生球的水分越高，需要的干燥時(shí)間也就越長(zhǎng)。隨著生球水分的升高，生球爆裂溫度逐漸降低，限制了生球的干燥過(guò)程。粉末增加，影響了后續(xù)的預(yù)熱焙燒過(guò)程，降低了磁鐵礦的氧化效果[2]。從生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看，生球水分控制在8.2%～9.5%為宜。京唐球團(tuán)使用的原料存放在露天料場(chǎng)，水分受天氣影響比較明顯，尤其在雨天，會(huì)造成生球水分升高。球團(tuán)礦產(chǎn)線(xiàn)配有1套干燥機(jī)，但由于設(shè)計(jì)問(wèn)題，使用效果不理想，干燥后原料水分穩(wěn)定性不足。為此，對(duì)原料干燥窯燃燒室進(jìn)行了改造，將原來(lái)的上通風(fēng)式布風(fēng)墻改為多孔花式布風(fēng)墻，以提高熱風(fēng)在窯內(nèi)分布的均勻性，穩(wěn)定出窯原料水分。改造后，入球盤(pán)原料水分（±0.5%）穩(wěn)定率提高了13%，使入機(jī)生球水分（±0.5%）穩(wěn)定率提高了8%，達(dá)到93%。

2）提高生球強(qiáng)度。京唐球團(tuán)產(chǎn)線(xiàn)配有1套高壓輥磨機(jī)，鐵礦粉經(jīng)過(guò)輥壓能夠有效地提高比表面積并在一定程度上改善粒度。但由于該設(shè)備存在供料漏斗容積偏小等問(wèn)題，導(dǎo)致工作壓力難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，原料處理效果不理想。為此，對(duì)輥磨機(jī)進(jìn)行了改造，擴(kuò)大了料斗容積，改造后可將工作壓力控制在700～800 kPa的最佳范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)對(duì)比，鐵礦粉比表面積相對(duì)提高300 cm2/g以上，促進(jìn)生球抗壓強(qiáng)度平均提高了4 N/個(gè)以上，達(dá)到15 N/個(gè)。

3.2 提高生球布料均勻性

生球布料均勻是保證各工藝段充分發(fā)揮相應(yīng)作用的重要前提。當(dāng)生球布料出現(xiàn)不均勻后，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)短路問(wèn)題，過(guò)薄的部位生球干燥速度過(guò)快，在表面形成致密層，內(nèi)部水分蒸發(fā)不及時(shí)，產(chǎn)生爆裂，使粉末量增加；布料過(guò)厚部位的生球，在干燥區(qū)域得不到充分的干燥和預(yù)熱而被迫進(jìn)入焙燒高溫區(qū)域，也會(huì)產(chǎn)生爆裂使粉末量增加，擾亂氣流分布，影響球團(tuán)礦的氧化焙燒過(guò)程，導(dǎo)致局部氧化速度過(guò)快或過(guò)慢的氧化不均勻現(xiàn)象，最終影響球團(tuán)礦的FeO指標(biāo)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致布料不均的主要原因是篩輥易發(fā)生串動(dòng)。通過(guò)在篩輥機(jī)座間加墊片、在整組篩輥末端加固定螺栓的方式解決了篩輥易串動(dòng)的問(wèn)題。此問(wèn)題解決后，臺(tái)車(chē)橫向料面最大料厚差由原來(lái)的33 mm將至15 mm以?xún)?nèi)，促進(jìn)了熱風(fēng)在整個(gè)料面的均勻分布。

3.3 調(diào)整優(yōu)化熱工控制參數(shù)

生球的干燥效果對(duì)后續(xù)的預(yù)熱焙燒有明顯影響，對(duì)FeO控制也起到非常重要的作用。生球的干燥過(guò)程主要在鼓風(fēng)干燥段和抽風(fēng)干燥段完成，鼓風(fēng)干燥段主要是將生球內(nèi)部的重力水、毛細(xì)水蒸發(fā)出來(lái)，抽風(fēng)干燥段對(duì)生球進(jìn)一步進(jìn)行干燥，將生球內(nèi)部的分子化合水蒸發(fā)出來(lái)。生球的爆裂溫度一般在450℃左右，所以對(duì)干燥溫度的控制尤為重要。溫度低，達(dá)不到干燥的效果；溫度過(guò)高，則極可能造成生球大量爆裂，產(chǎn)生粉末，影響料層透氣性。結(jié)合以上理論，為了分析不同熱工參數(shù)對(duì)球團(tuán)礦FeO指標(biāo)的影響，進(jìn)行多組試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)找到了較為合理的熱工參數(shù)組合，降低干燥風(fēng)溫以減少生球水分偏高時(shí)造成生球破裂率，降低預(yù)熱段初始溫度以減少干燥后因溫度驟升而造成的爆裂。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，熱工參數(shù)調(diào)整后，粉末量明顯降低，＜5 mm粉末由0.55%降至0.32%，保證了熱氣流的均勻分布。

從生產(chǎn)實(shí)際效果來(lái)看，采取上述措施后，球團(tuán)礦FeO含量從0.8%～0.9%降低至0.5%～0.6%，接近投產(chǎn)初期水平。

4 結(jié)語(yǔ)

從京唐球團(tuán)礦生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看，在現(xiàn)有原料條件下，要保證球團(tuán)礦FeO指標(biāo)達(dá)到較好水平，需要控制好以下幾項(xiàng)參數(shù)。

1）控制好干燥后混合料水分在8.5±0.5%范圍內(nèi)，以保證生球水分在8.2%～9.5%的合理范圍內(nèi)。2）控制輥壓機(jī)工作壓力在700～800 kPa范圍內(nèi)，保證鐵精粉比表面積得到有效提高，生球強(qiáng)度達(dá)到15 N/個(gè)以上。3）維護(hù)好篩輥間隙，以保證布料平穩(wěn)。4）控制好干燥和預(yù)熱參數(shù)，減少爆裂，降低粉末率。

[1]洪小和.降低球團(tuán)礦FeO的生產(chǎn)實(shí)踐[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，19（3）：1-3.

[2]范廣權(quán).球團(tuán)礦生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)答（下冊(cè)）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

Practice of Decreasing the FeO Content in Pellets in Shougang Jingtang

LI Ming
（The Pellet Plant of Shougang Jingtang Iron and Steel Co.,Ltd.,Tangshan 063200,China）

With the improving of production,the FeO content in pellets increased obviously.So Shougang Jingtang realized efforts must be done on decreasing the FeO content.By analyzing the data,many measures were taken,which included stabilizing mix moisture,increasing green ball strength,improving burden distribution stability,reducing burst,and so on.

pellet;FeO;rolling;roasting machine;process optimization

TF046.6

B

1004-4620（2015）04-0006-02

2015-07-31

李明，男，1987年生，2010年畢業(yè)于遼寧科技大學(xué)冶金工程專(zhuān)業(yè)。現(xiàn)為首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司煉鐵作業(yè)部球團(tuán)分廠助理工程師，從事球團(tuán)專(zhuān)業(yè)技術(shù)管理工作。