馬鋼提高高爐噴吹煤粉粒度攻關(guān)

張全一，孫樹峰，趙興亮

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243002)

馬鋼煉鐵總廠噴煤中心共有4條生產(chǎn)線，采用ZGM133G-1中速磨制備煤粉；三罐并列、總管加分配器的噴吹方式。為南區(qū)4座1000 m--3200 m高爐輸送煤粉。2017年底隨著高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷的提升，煤比達(dá)到155 kg/tFe，因此對(duì)煤粉的質(zhì)量也提出了更高的要求，要求-200目煤粉粒度由當(dāng)前的62%提高到65%以上。理論上煤粉粒度影響煤粉在風(fēng)口前燃燒帶中的燃燒率，煤粉越細(xì)比表面積越大，在風(fēng)口前燃燒的速度就越塊，燃燒率提高。但煤粉越細(xì)，能耗越大，磨煤機(jī)出力減少，成本增加。為此組織技術(shù)人員開展煤粉粒度攻關(guān)，在提高煤粉粒度的情況下減小對(duì)成本及其它參數(shù)的影響。

1 攻關(guān)準(zhǔn)備

1.1 設(shè)備準(zhǔn)備

噴煤中心購置一套煤粉粒度測量儀器,包括振動(dòng)篩分裝置和一組天平稱量裝置，實(shí)物如圖1所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 首先取用天平秤100 g煤樣，置于-200目的煤粉篩中，放置于振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分30 min。

1.2.2 將篩下物置于天平托盤中，繼續(xù)手動(dòng)篩分約5 min。

圖1 煤粉粒度實(shí)驗(yàn)儀器

1.2.3 將篩下物倒入天平托盤中，用毛刷清理篩網(wǎng)后倒入托盤中。

1.2.4 稱量篩下物重量，進(jìn)行計(jì)算得出煤粉-200目粒度值。

1.3 計(jì)算方法

煤粉粒度篩分分析方法采用英制，以-200(0.074 mm)目來判斷煤粉的磨細(xì)程度，就是該篩1in(25.44 mm)長度上有200個(gè)篩孔。計(jì)算方法：

a

b

R

2 攻關(guān)措施

2018年1月開始組織技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)研，找出影響煤粉粒度的指標(biāo)，進(jìn)行調(diào)整跟蹤驗(yàn)證。安排專人進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)調(diào)整參數(shù)后生產(chǎn)的煤粉下達(dá)后取樣化驗(yàn)。通過參數(shù)逐步調(diào)整，得出大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終確定了一套滿足粒度要求的操作方案。

系統(tǒng)風(fēng)量確保制粉過程中產(chǎn)生足夠的風(fēng)量和負(fù)壓，同時(shí)起到攜帶煤粉運(yùn)轉(zhuǎn)分離的作用。實(shí)驗(yàn)中在其它參數(shù)未做調(diào)整情況下，逐步降低系統(tǒng)風(fēng)量。通過實(shí)驗(yàn)得出如圖2所示線性關(guān)系,隨著系統(tǒng)風(fēng)量增加，煤粉粒度不斷降低。

圖2 系統(tǒng)風(fēng)量與粒度線性關(guān)系

磨盤和磨輥之間的間隙是影響煤粉產(chǎn)量和粒度的重要指標(biāo)，因此在調(diào)整過程中要二者兼顧。在其它參數(shù)不變情況下，調(diào)整磨盤和磨輥之間的間隙，增加碾磨力。取間隙2 mm到8 mm做七組實(shí)驗(yàn)，得出如圖,3所示線性關(guān)系，隨著間隙逐漸增加，煤粉粒度呈降低趨勢。

圖3 磨盤磨輥間隙與煤粉粒度線性關(guān)系

粗粉分離器作用就是把粒度大于要求的煤粉分離出來并返回磨煤機(jī)內(nèi)繼續(xù)磨制，合格煤粉隨著煙氣進(jìn)入布袋進(jìn)行氣粉分離。在其它參數(shù)不變情況下，分離器角度38°到50°做七組實(shí)驗(yàn)，得出如圖4所示線性關(guān)系，隨著分離器角度不斷增加，煤粉粒度呈降低趨勢。

圖4 分離器擋板角度與煤粉粒度線性關(guān)系

中速磨液壓加載系統(tǒng)，為磨輥施加合適的碾磨壓力，從而獲得粒度合格的煤粉。在其它參數(shù)不變的情況下，加載力從9 MPa-12 MPa做七組實(shí)驗(yàn)，得出圖5所示線性關(guān)系，隨著加載力增加煤粉粒度逐步上升趨勢。

圖5 加載力與煤粉粒度線性關(guān)系

保持中速磨內(nèi)料層穩(wěn)定是操作控制的一項(xiàng)重要指標(biāo)，增加給煤機(jī)下料量，可以增加產(chǎn)量。但隨著煤層加厚，一次研磨后混合物中粗顆粒增多，返回再次研磨，導(dǎo)致磨機(jī)內(nèi)壓差增加，煤粉粒度下降，影響出力。為此選擇合適的給煤量，以保證煤粉產(chǎn)量和質(zhì)量。在實(shí)驗(yàn)中其它參數(shù)不變，取給煤量60 t/h-90 t/h共七組數(shù)據(jù)，得出圖6所示線性關(guān)系，隨著給煤量增加煤粉粒度呈降低趨勢。

圖6 給煤量與煤粉粒度線性關(guān)系

煤的可磨性指數(shù)越高，煤粉越容易磨細(xì)，因此調(diào)整軟硬煤的配比可以改善煤粉的粒度。在其它參數(shù)不變情況下，通過調(diào)整軟硬煤比例獲得七組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖7所示，隨著軟煤比例逐步提高，煤粉粒度呈上升趨勢。

圖7 軟硬煤比例與煤粉粒度線性關(guān)系

通過實(shí)驗(yàn)確定了影響煤粉粒度操作參數(shù)的線性關(guān)系。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需要，考慮到高爐需煤量、制粉動(dòng)力介質(zhì)消耗量，原煤儲(chǔ)存量等因素制定出如表1所示操作參數(shù)。通過參數(shù)調(diào)整后生產(chǎn)出的煤粉既滿足數(shù)量要求，又滿足質(zhì)量要求，同時(shí)生產(chǎn)成本處于可控范圍。

表1 調(diào)整后制粉操作參數(shù)

加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)、群檢工作，及時(shí)排除設(shè)備隱患，避免設(shè)備故障導(dǎo)致的煤粉成份變化和成本的波動(dòng)。

3 效果

圖8是2017年1月到2018年12月煤粉粒度指標(biāo)。通過一系列參數(shù)調(diào)整，在保證產(chǎn)量的同時(shí)，煤粉粒度穩(wěn)定在65%以上，實(shí)現(xiàn)了攻關(guān)目標(biāo)。

圖8 2017年到2018年煤粉粒度趨勢

在煤粉粒度攻關(guān)過程中，密切關(guān)注動(dòng)力介質(zhì)消耗，控制好煤粉成本。排除2017年10月2#噴煤投入生產(chǎn)和季節(jié)性成本調(diào)整外，粒度增加所導(dǎo)致煤粉成本變化不大。

4 結(jié)語

煤粉粒度增加對(duì)于動(dòng)力介質(zhì)的消耗影響不大，通過精心操作可以避免成本的增加。

煤粉粒度增加對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備的磨損增加，生產(chǎn)中增加專檢頻次，縮短檢修周期，部分設(shè)備縮短使用壽命。

煤粉粒度增加有助于高爐煤比的提高,粒度的要求應(yīng)該根據(jù)高爐煤比進(jìn)行靈活調(diào)整。煤比小于150 kg/tFe，煤粉粒度大于62%；煤比大于150 kg/tFe，煤粉粒度大于65%。