新（余）鋼球團廠非主流煤生產實踐

萬文余，馬西武，楊 凌

（新余鋼鐵股份有限公司球團廠，江西 新余 338013）

新鋼球團廠采用鏈篦機—回轉窯球團法，主要原料為磁鐵礦，周邊礦硅含量高，球團礦硅含量在8%以上，窯內結圈較多。

近年來，鋼鐵企業原煤采購難度不斷增加，球團生產逐步增加了非主流煤用量，非主流煤價格便宜，但性能不好，使用過程中問題較多，在制煤和噴吹方面需要進行相應調整后，才能滿足生產需要[1]。

1 非主流煤生產實踐

1.1 非主流煤特點

非主流煤指標見表1。

表1 非主流煤指標

從表1中夠可以看出，非主流煤月累計指標尚可，水分偏高、揮發份略低、硫含量高，都處于可接受狀態。

使用前期，非主流煤生產主要有以下問題：①制粉速度較慢，小時制粉量由10噸下降至5~6噸。②煤粉質量差，水分含量2%~3%，容易結塊；粒度粗，-200目粒級比例65%左右，1mm~2mm左右大顆粒多。③煤粉管道和煤槍容易磨穿。④噴煤不穩定，回轉窯結圈多、窯內煤粉爆燃現象多。⑤升溫時容易熄火，升溫時間長。⑥略微增加了煙氣脫硫的處理量。⑦煤耗高達37kg/t以上，成本較高。

1.2 煤制粉規程調整

煤制粉設備為HRM1100M立式磨，額定產量為10t/h，干燥介質為沸騰爐燒原煤產生的熱煙氣。使用非主流煤后，制粉速度下降，主要是煤渣特別多，沸騰爐溫度不穩定，過程連續性差，煤粉粒度粗，水分高。經觀察，煤渣中硬塊較多，大多為原煤中40mm左右硬塊進磨后產物，表現為無煙煤特征，密度大，硬度大，黑色堅硬有金屬光澤。

經過反復驗證，調整后，煤制粉規程增加了以下要求：①供應廠家對原煤硬塊進行破碎，使其長度控制在20mm以內。②磨輥間隙控制在5mm左右，分離器頻率45HZ左右，同時加強對分離器和磨輥磨損情況的監測。③煤制粉時，盡量使立磨電流達到200A以上，中速磨出口溫度達到70℃~80℃。④沸騰爐使用普通煤，穩定溫度。調整后，煤制粉速度能達到8小時/噸以上，煤粉質量也有所改善，水分含量降至1.5%左右，-200目粒級比例70%左右，大顆粒略有減少。

1.3 噴煤設施升級與維護

煤粉噴吹設施主要包括給煤球閥、星型給煤機、羅茨風機、輸煤管道和窯頭煤槍。非主流煤制成粉后，有水分高易結塊和粒度粗大顆粒多的缺點，煤粉噴吹過程中存在噴煤不穩定，煤粉易爆燃，管道和煤槍磨穿等問題，針對這些問題對噴煤設施進行了以下升級改造：①升級給煤系統，將原給煤球閥加星型給煤機升級為稱重給煤機，升級后給煤系統計量方式由體積改為重量，煤粉結塊不再導致噴煤不穩，操作也更加簡便，鏈篦機煙罩溫度波動由原來的±100℃下降至±10℃。②加強對輸煤管道的巡檢，如發現磨穿及時包扎。③對煤槍易磨穿部位增加耐磨涂層和耐磨陶瓷，見圖1，煤槍易磨損區域磨穿周期從不到一個月增至三個月以上，可通過來回更換修復的煤槍消除磨穿的影響。

圖1 煤槍磨損和耐磨材料

1.4 煤粉燃燒的控制

在煤粉燃燒方面，非主流煤存在的問題包括升溫時容易熄火；窯頭溫度較低；窯內結圈頻繁，掉落的結塊體積過大，容易卡在固定篩上，需要打水處理，影響窯頭區域耐材使用壽命；煤耗高，低價帶來的經濟效益不顯著等。生產過程中主要采取了以下措施。

（1）升溫容易熄火的問題。升溫時先使用柴油助燃，普通煤揮發份更高，制得的煤粉粒度更細，升溫前只需將煤槍助燃風放散開到固定位置，調好助燃風內外風閥門開度，控制好柴油壓力，點火后窯頭溫度升至150℃以上逐步增加煤粉噴吹量，窯頭溫度300℃以上煤粉噴吹量增加至正常生產的75%左右，窯頭溫度升至450℃以上即可正常噴煤粉。使用非主流煤后窯頭溫度達到150℃開始噴煤粉之后經常熄火，直到窯頭溫度600℃以上才能正常，升溫時間由5小時左右延長至12小時以上，造成這個問題的主要原因是原煤中含有部分無煙煤，無煙煤由于揮發分低，燃燒速度慢，燃盡時間長，著火溫度會比普通煙煤更高，當噴吹的煤粉中無煙煤多時，就容易熄火。經過多次調試，新的升降溫方案如下：在升溫前調整助燃風內外風閥門開度，并打開噴煤羅茨風機放散和助燃風機放散，羅茨風機輸送壓力控制在10KPa左右，助燃風機流量控制在500m3/h，噴柴油后在煤槍口使用火把引燃，點火半小時后逐步增加噴煤量，待煤粉噴吹量增加至正常情況的60%以上時，逐步關閉羅茨風機放散和助燃風機放散，直到窯頭溫度500℃時全部關閉噴煤羅茨風機放撒，窯頭助燃風機流量控制在800m3/h，正常噴煤至開盤布料，從升溫起至窯頭溫度500℃期間盡量保證輔助火把能及時補充火源。

（2）窯頭溫度低、窯內結圈多、掉落的大塊體積過大和煤耗高的問題。使用非主流煤后，窯內結圈主要集中在窯頭往窯中方向8m~15m區域，使用普通煤時窯內結圈隨助燃風機內外風使用情況而變化，在窯內各部位均會出現，結圈指標見表2。

表2 結圈指標

從表2數據可以看出，同原結圈相比，新的結圈和結塊FeO含量非常低，結圈主要原因不再是高溫情況下FeO?SiO2熔融，之后對非主流煤相關物進行了檢測，指標見表3。

表3 非主流煤相關指標

從表3中可以看出，非主流煤渣和結焦的灰熔點非常低，低于球團焙燒溫度，大顆粒煤粉掉落后與球團熔融應該是造成窯內結圈過于集中的主要原因。生產過程中通過調整窯頭煤槍助燃風發現，外風為主時結圈位置偏向窯中，內風為主時結圈位置偏向窯頭。正常生產時風系統控制方案增加了以下內容：快速來回調整煤槍助燃風機內外風，一般控制在2小時調一次，使結圈分層，減少結圈掉落后結塊的體積；適當增加預熱二段風速，增加風系統穿透能力，減少煤粉燃燒后的煤渣在窯內和預熱二段等溫度可能超過1200℃的區域聚集的幾率；適當增加環冷機一段鼓風量，降低二段鼓風量，提高窯頭溫度。新方案實施后，窯頭溫度有所上升，掉落的結塊數量和體積都有所減少，不需要打水處理，煤粉消耗也下降至31kg/t球左右。

1.5 未解決的問題

非主流煤生產仍待解決的有：煤粉中大顆粒仍較多，輸煤管道和煤槍容易磨穿，需要定期維護；煤槍助燃風反復調換，不能進一步提高燃燒效率降低煤粉消耗；結圈相對集中，該部位耐材使用壽命相對更短，我廠煤槍輸煤管道采用鋼管硬連接，如改為軟連接，定期調整位置，或許能移動結圈位置，并減少調風次數，提高燃燒效率，達到降低煤粉消耗和延長耐材使用壽命等目標。

2 結語

非主流煤中混合了較硬的無煙煤，調整前存在制粉速度較慢，煤粉質量差，煤粉管道和煤槍容易磨穿，噴煤不穩定，回轉窯結圈多，升溫慢，煤耗高等一系列問題。

使用非主流煤在煤制粉方面采取控制無煙煤體積，合理磨輥間隙和分離器頻率，提高中速磨出口溫度等措施能加快煤制粉速度，改善煤粉質量[2，3]。

使用非主流煤在噴煤設施方面通過升級給煤機，加強輸煤管道和煤槍的維護，噴煤穩定性大幅度上升，對生產影響較小。

使用非主流煤在煤粉燃燒方面通過調整助燃風和噴吹風，并在窯頭長時間使用火把助燃，升溫速度能滿足生產需要；通過調整助燃風內外風閥門開度和工藝風機風量，回轉窯結圈大幅度下降，少于使用普通煤生產時的結圈量和結圈規模（FeO?SiO2熔融結圈非常多）。

使用非主流煤仍然存在燃燒效率低煤耗高，結圈位置集中影響耐材壽命等問題。