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汉钢公司烧结厂降低固体燃料消耗生产实践

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-10-29  作者:曹建刚  浏览次数:651
 
核心提示:摘 要:随着近几年钢铁企业产能的逐渐扩大以及原材料价格的持续上涨,降本增效已成为制约企业生存发展的重要环节。工序能耗是工序成本的重要组成部分,烧结工序作为钢铁生产中的重要环节,其工序能耗约占钢铁生产总能耗的10%,工序能耗成本约占烧结矿总成本的12%,其中固体燃料消耗占烧结工序能耗的60—70%左右[1]。因此作为烧结工作者,在确保烧结矿质量的前提下,通过降低固体燃料消耗以促使烧结矿成本降低一直是我们攻关的方向和目标。 关键词:工序能耗;固体燃料消耗;烧结矿质量;烧结矿成本
 汉钢公司烧结厂降低固体燃料消耗生产实践

曹建刚

(陕钢集团汉中钢铁有限责任公司)

摘 要:随着近几年钢铁企业产能的逐渐扩大以及原材料价格的持续上涨,降本增效已成为制约企业生存发展的重要环节。工序能耗是工序成本的重要组成部分,烧结工序作为钢铁生产中的重要环节,其工序能耗约占钢铁生产总能耗的10%,工序能耗成本约占烧结矿总成本的12%,其中固体燃料消耗占烧结工序能耗的60—70%左右[1]。因此作为烧结工作者,在确保烧结矿质量的前提下,通过降低固体燃料消耗以促使烧结矿成本降低一直是我们攻关的方向和目标。

关键词:工序能耗;固体燃料消耗;烧结矿质量;烧结矿成本

1  2018年现状

汉钢公司现有两台265m2烧结机,于2012年陆续投产。截止2018年底,固体燃料消耗为59.01kg/t(表1,以烧结矿入炉量计算),与国内同行业相比,该指标处于中下游水平。为此,烧结工序通过设备改造、优化工艺、提高操作等一系列攻关活动,以降低固体燃料消耗,降低烧结矿成本。

表1 2018年烧结固体燃料消耗水平

2018

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

年累计

固体燃料消耗kg/t

59.81

59.24

58.71

59.54

59.55

59.07

58.66

58.68

58.91

59.02

59.05

58.80

59.01

2  实施措施

(一)设备改造

1. 更换点火炉

两台烧结机投产时使用的点火炉由于质量问题频繁出现预制块下沉及炉顶漏火现象,每次检修都要对漏火点重新浇注,同时烧嘴布局不合理,给烧结料面点火造成不利影响。

针对上述因素,烧结工序利用停机大修时机,分别对两台烧结机的点火炉进行了更换。此次更换改变了旧点火方式,降低了炉膛高度,重新对烧嘴进行合理排布配置,同时利用点火前约4m2的面积对烧结料进行预热,提高点火可靠性;并将点火炉延长2米,给烧结矿提供了足够保温时间,有利于降低固体燃料消耗。

2. 烧结机台车漏风治理

台车本体漏风主要由台车变形,栏板螺丝松动致使栏板与车体间,上下栏板间形成缝隙漏风,其次加上材质问题,栏板变形及裂缝导致漏风。台车本体出现漏风,风量将优先通过漏风部位,势必造成经过料层的空气量减少,直接影响垂直烧结速度,进而导致返矿率偏高,固体燃料消耗增加。

为此,烧结工序在每班生产期间对大栏板与车体间塞有混浇注料、玻璃水融合的石棉绳进行密封紧固;并在检修期间对大小栏板螺栓孔在原有平垫片的基础上加装弹簧垫片,有效制止了螺栓松动;同时每周定期严查烧结机漏风,发现漏风点及时处理,暂不能处理的临时堵漏遇检修机会时集中治理;针对滑道的漏风,在现有智能润滑基础上,通过对润滑制度的完善,油品的改善,自动润滑周期间隔,尤其在高温区,使之有效地在台车运转当中形成一层油膜保护,形成吸附层,减轻了漏风同时也降低动静滑板磨损。通过上述措施的实施,烧结机本体漏风情况得到极大程度的改善。

3.增加炉篦条震打装置

由于除尘灰在烧结工序配加,在烧结过程中当过湿带移动至台车炉篦条时,炉篦条表面和间隙存在大量水分使炉篦条润湿,除尘灰不易造球,当烧结机炉篦条间隙透风不畅,一些具有粘性的粉尘与湿润的炉篦条接触粘附于炉篦条间隙,随着燃烧带下移温度升高,粘附粉尘发生矿相反应形成一定强度的粘着物堵塞炉篦条。同时烧结所用的部分原料以及除尘灰内K、Na、Pb、Zn、Cl等有害元素较高,造成有害成分富集,加剧了炉篦条糊堵。

通过在小格平台加装震打装置,主要原理为通过电机驱动摇臂,抬升震打锤击打在炉篦条上,然后震打锤自然落下,做周期性的运动将炉篦条缝隙中的小颗粒粘着物震松脱落,有效改善了料层透气性问题,利于固体燃料消耗降低。

4.混合机、制粒机衬板更换

由于混合机、制粒机衬板材质普通,提供摩擦力不足,不利于混合料成球,影响混合料透气性,造成固体燃料消耗升高。

二烧系统混合机、制粒机成本于2019年5月整体更换,将原有的稀土含油尼龙材质普通耐磨衬板更换为三合一复合陶瓷、耐磨橡胶、NZ-HA型材质高耐磨衬板,并在衬板上添加筋条,增加了衬板的摩擦力,可提升混合料的高度,加强了混合料的翻动和滚动状态,从而提高混合料的成球率,改善了料层的透气性。通过半年多的使用情况来看,二烧系统料层透气性优于一烧,且混合机、制粒机的粘料情况和之前比大有改善,后期将择机对一烧混合机、制粒机衬板择机更换。

(二)优化工艺

1.改善原料条件

2019年以前受原料采购影响,烧结所用含铁原料粉矿比例大,且褐铁矿配比高,烧损大,不利于烧结矿质量的提升和固体燃料消耗的降低。

自今年开始,烧结配料情况有所好转,烧结料垛变料频次明显降低,且配加了10%左右精矿粉,褐铁矿配加量减少,烧结含铁原料原始透气性好转,利于烧结机利用系数的提高和固体燃料消耗的降低。

2.提高混合料温度

预热混合料是降低固体燃料消耗的有效方法,通过对混合机热水箱改造和及时调整蒸汽阀门开度,以及稳定熔剂结构使生石灰粉能充分消化放热的措施,目前混合料温度在圆辊处测夏季能达65℃,冬季能达58℃,促进了固体燃料消耗的降低。

3.热风烧结

针对烧结机上部料层热量相对不足的情况,从点火炉助燃空气管道引出富余热空气至点火炉后的保温罩里,使通过料层的气流温度升高,上部料层的烧结温度升高,减少了上、下层的温差,同时降低了固体燃料消耗,返矿率也得以降低。

4.低FeO控制

FeO高低主要取决于配碳量的多少,当燃烧过程温度较高,则FeO随之升高,燃料消耗也必然升高。在不影响烧结矿质量的前提下,加强对FeO的控制,要求看火、配料岗位严格掌控燃料配加量,将烧结矿FeO含量控制在9.0%±1%范围内,尽可能的采取低FeO控制,降低固体燃料消耗。

(三)提高操作

1.严控燃料粒级

烧结过程对燃料的粒度有着严格的要求。燃料的粒度不能过粗,也不能过细,过粗时会造成燃烧带过宽,增大气流阻力,导致负压升高产量下降、固燃耗升高;过细时会导致燃烧速度过快,燃烧带的高温保持时间短,降低烧结矿的强度和成品率。

自烧结投产以来,受破碎装置设备性能的影响,燃料破碎后3mm以下粒级仅为75%,对此提出破碎后3mm以下焦末粒级≥80%的目标,为此采取的主要措施为:①焦末大棚加装振动筛,大粒度焦丁全部返至高炉;②燃料进辊前坚持“薄铺铺平”,同时要求根据破碎后燃料粒度及时调整辊距;③定期对四辊磨损辊皮进行车削,保证四辊破碎机的破碎能力。通过上述措施,实现了预期的燃料粒级要求,不过焦末粒度与国内同行业先进水平仍有较大差距,有进一步的提升空间。

2.厚料层操作

料层厚度增加,料层整体的蓄热能力增加,有利于燃料的充分利用,降低燃料消耗。同时下层烧结矿可以获得更高的烧结温度,生成更多的液相,粘结相的增多,有助于提高烧结矿整体强度。

厚料层操作主要受制于透气性差的影响,为此烧结工序采取了以下措施:①将原有的高炉煤气点火改为配加高炉煤气和转炉煤气混合煤气的点火方式,提升了煤气质量,点火效果改善;②对二次配料返矿洒水,以增强其成球核心作用,并多次调整制粒机转速,提升混合料3mm~5mm粒级;③改进松料器,将原有的双层松料器改为在七辊下方的工字钢上安装10根1000mm长的钢钎作为松料器,间距300mm;④改进平料器,在平料器前后方两端分别加装小托辊作为压料辊和制粒机废旧衬板压条作为小平料器,这样做一方面可以增加台车两侧的压料强度,抑制台车边缘效应,另一方面可以进一步平整料面,有利于实施厚料烧结;⑤加大七辊布料器日常维护,确保混合料粒度偏析布料;⑥将铺底料厚度由70mm下调为50mm,从而降低铺底料单耗,避免成品烧结矿再次参与物料循环。⑦将点火温度从1150℃降低到1100℃,防止料面过熔,依靠厚料层的自蓄热能力,同时也降低了煤气消耗。

3  措施实施后效果

烧结工序通过设备改造、优化工艺、提高操作等一系列攻关活动,2019年烧结矿固体燃料消耗降低至56.05kg/t矿(表2,以烧结矿入炉量计算),降幅达2.96kg/t。

进一步降低了烧结矿成本。

表2  2019年烧结固体燃料消耗水平

2019

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

年累计

固体燃料消耗kg/t

59.81

58.24

57.71

57.54

57.05

56.07

55.66

55.68

55.91

56.02

56.05

55.80

56.05

4  结语

通过设备改造、改善工艺、提高操作等一系列攻关活动,烧结工序固体燃料消耗目前已降低至56kg/t水平。

后期将通过引入烧结水分智能控制、烧结料面喷洒蒸汽、热风烧结等先进技术与方法,进一步提高烧结矿质量,降低烧结固体燃料消耗,从而降低烧结矿成本。

参考文献

[1]  毛艳丽.烧结工序节能降耗的技术措施.冶金能源,2010.9

 

曹建刚

(陕钢集团汉中钢铁有限责任公司)

摘 要:随着近几年钢铁企业产能的逐渐扩大以及原材料价格的持续上涨,降本增效已成为制约企业生存发展的重要环节。工序能耗是工序成本的重要组成部分,烧结工序作为钢铁生产中的重要环节,其工序能耗约占钢铁生产总能耗的10%,工序能耗成本约占烧结矿总成本的12%,其中固体燃料消耗占烧结工序能耗的60—70%左右[1]。因此作为烧结工作者,在确保烧结矿质量的前提下,通过降低固体燃料消耗以促使烧结矿成本降低一直是我们攻关的方向和目标。

关键词:工序能耗;固体燃料消耗;烧结矿质量;烧结矿成本

1  2018年现状

汉钢公司现有两台265m2烧结机,于2012年陆续投产。截止2018年底,固体燃料消耗为59.01kg/t(表1,以烧结矿入炉量计算),与国内同行业相比,该指标处于中下游水平。为此,烧结工序通过设备改造、优化工艺、提高操作等一系列攻关活动,以降低固体燃料消耗,降低烧结矿成本。

表1 2018年烧结固体燃料消耗水平

2018

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

年累计

固体燃料消耗kg/t

59.81

59.24

58.71

59.54

59.55

59.07

58.66

58.68

58.91

59.02

59.05

58.80

59.01

2  实施措施

(一)设备改造

1. 更换点火炉

两台烧结机投产时使用的点火炉由于质量问题频繁出现预制块下沉及炉顶漏火现象,每次检修都要对漏火点重新浇注,同时烧嘴布局不合理,给烧结料面点火造成不利影响。

针对上述因素,烧结工序利用停机大修时机,分别对两台烧结机的点火炉进行了更换。此次更换改变了旧点火方式,降低了炉膛高度,重新对烧嘴进行合理排布配置,同时利用点火前约4m2的面积对烧结料进行预热,提高点火可靠性;并将点火炉延长2米,给烧结矿提供了足够保温时间,有利于降低固体燃料消耗。

2. 烧结机台车漏风治理

台车本体漏风主要由台车变形,栏板螺丝松动致使栏板与车体间,上下栏板间形成缝隙漏风,其次加上材质问题,栏板变形及裂缝导致漏风。台车本体出现漏风,风量将优先通过漏风部位,势必造成经过料层的空气量减少,直接影响垂直烧结速度,进而导致返矿率偏高,固体燃料消耗增加。

为此,烧结工序在每班生产期间对大栏板与车体间塞有混浇注料、玻璃水融合的石棉绳进行密封紧固;并在检修期间对大小栏板螺栓孔在原有平垫片的基础上加装弹簧垫片,有效制止了螺栓松动;同时每周定期严查烧结机漏风,发现漏风点及时处理,暂不能处理的临时堵漏遇检修机会时集中治理;针对滑道的漏风,在现有智能润滑基础上,通过对润滑制度的完善,油品的改善,自动润滑周期间隔,尤其在高温区,使之有效地在台车运转当中形成一层油膜保护,形成吸附层,减轻了漏风同时也降低动静滑板磨损。通过上述措施的实施,烧结机本体漏风情况得到极大程度的改善。

3.增加炉篦条震打装置

由于除尘灰在烧结工序配加,在烧结过程中当过湿带移动至台车炉篦条时,炉篦条表面和间隙存在大量水分使炉篦条润湿,除尘灰不易造球,当烧结机炉篦条间隙透风不畅,一些具有粘性的粉尘与湿润的炉篦条接触粘附于炉篦条间隙,随着燃烧带下移温度升高,粘附粉尘发生矿相反应形成一定强度的粘着物堵塞炉篦条。同时烧结所用的部分原料以及除尘灰内K、Na、Pb、Zn、Cl等有害元素较高,造成有害成分富集,加剧了炉篦条糊堵。

通过在小格平台加装震打装置,主要原理为通过电机驱动摇臂,抬升震打锤击打在炉篦条上,然后震打锤自然落下,做周期性的运动将炉篦条缝隙中的小颗粒粘着物震松脱落,有效改善了料层透气性问题,利于固体燃料消耗降低。

4.混合机、制粒机衬板更换

由于混合机、制粒机衬板材质普通,提供摩擦力不足,不利于混合料成球,影响混合料透气性,造成固体燃料消耗升高。

二烧系统混合机、制粒机成本于2019年5月整体更换,将原有的稀土含油尼龙材质普通耐磨衬板更换为三合一复合陶瓷、耐磨橡胶、NZ-HA型材质高耐磨衬板,并在衬板上添加筋条,增加了衬板的摩擦力,可提升混合料的高度,加强了混合料的翻动和滚动状态,从而提高混合料的成球率,改善了料层的透气性。通过半年多的使用情况来看,二烧系统料层透气性优于一烧,且混合机、制粒机的粘料情况和之前比大有改善,后期将择机对一烧混合机、制粒机衬板择机更换。

(二)优化工艺

1.改善原料条件

2019年以前受原料采购影响,烧结所用含铁原料粉矿比例大,且褐铁矿配比高,烧损大,不利于烧结矿质量的提升和固体燃料消耗的降低。

自今年开始,烧结配料情况有所好转,烧结料垛变料频次明显降低,且配加了10%左右精矿粉,褐铁矿配加量减少,烧结含铁原料原始透气性好转,利于烧结机利用系数的提高和固体燃料消耗的降低。

2.提高混合料温度

预热混合料是降低固体燃料消耗的有效方法,通过对混合机热水箱改造和及时调整蒸汽阀门开度,以及稳定熔剂结构使生石灰粉能充分消化放热的措施,目前混合料温度在圆辊处测夏季能达65℃,冬季能达58℃,促进了固体燃料消耗的降低。

3.热风烧结

针对烧结机上部料层热量相对不足的情况,从点火炉助燃空气管道引出富余热空气至点火炉后的保温罩里,使通过料层的气流温度升高,上部料层的烧结温度升高,减少了上、下层的温差,同时降低了固体燃料消耗,返矿率也得以降低。

4.低FeO控制

FeO高低主要取决于配碳量的多少,当燃烧过程温度较高,则FeO随之升高,燃料消耗也必然升高。在不影响烧结矿质量的前提下,加强对FeO的控制,要求看火、配料岗位严格掌控燃料配加量,将烧结矿FeO含量控制在9.0%±1%范围内,尽可能的采取低FeO控制,降低固体燃料消耗。

(三)提高操作

1.严控燃料粒级

烧结过程对燃料的粒度有着严格的要求。燃料的粒度不能过粗,也不能过细,过粗时会造成燃烧带过宽,增大气流阻力,导致负压升高产量下降、固燃耗升高;过细时会导致燃烧速度过快,燃烧带的高温保持时间短,降低烧结矿的强度和成品率。

自烧结投产以来,受破碎装置设备性能的影响,燃料破碎后3mm以下粒级仅为75%,对此提出破碎后3mm以下焦末粒级≥80%的目标,为此采取的主要措施为:①焦末大棚加装振动筛,大粒度焦丁全部返至高炉;②燃料进辊前坚持“薄铺铺平”,同时要求根据破碎后燃料粒度及时调整辊距;③定期对四辊磨损辊皮进行车削,保证四辊破碎机的破碎能力。通过上述措施,实现了预期的燃料粒级要求,不过焦末粒度与国内同行业先进水平仍有较大差距,有进一步的提升空间。

2.厚料层操作

料层厚度增加,料层整体的蓄热能力增加,有利于燃料的充分利用,降低燃料消耗。同时下层烧结矿可以获得更高的烧结温度,生成更多的液相,粘结相的增多,有助于提高烧结矿整体强度。

厚料层操作主要受制于透气性差的影响,为此烧结工序采取了以下措施:①将原有的高炉煤气点火改为配加高炉煤气和转炉煤气混合煤气的点火方式,提升了煤气质量,点火效果改善;②对二次配料返矿洒水,以增强其成球核心作用,并多次调整制粒机转速,提升混合料3mm~5mm粒级;③改进松料器,将原有的双层松料器改为在七辊下方的工字钢上安装10根1000mm长的钢钎作为松料器,间距300mm;④改进平料器,在平料器前后方两端分别加装小托辊作为压料辊和制粒机废旧衬板压条作为小平料器,这样做一方面可以增加台车两侧的压料强度,抑制台车边缘效应,另一方面可以进一步平整料面,有利于实施厚料烧结;⑤加大七辊布料器日常维护,确保混合料粒度偏析布料;⑥将铺底料厚度由70mm下调为50mm,从而降低铺底料单耗,避免成品烧结矿再次参与物料循环。⑦将点火温度从1150℃降低到1100℃,防止料面过熔,依靠厚料层的自蓄热能力,同时也降低了煤气消耗。

3  措施实施后效果

烧结工序通过设备改造、优化工艺、提高操作等一系列攻关活动,2019年烧结矿固体燃料消耗降低至56.05kg/t矿(表2,以烧结矿入炉量计算),降幅达2.96kg/t。

进一步降低了烧结矿成本。

表2  2019年烧结固体燃料消耗水平

2019

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

年累计

固体燃料消耗kg/t

59.81

58.24

57.71

57.54

57.05

56.07

55.66

55.68

55.91

56.02

56.05

55.80

56.05

4  结语

通过设备改造、改善工艺、提高操作等一系列攻关活动,烧结工序固体燃料消耗目前已降低至56kg/t水平。

后期将通过引入烧结水分智能控制、烧结料面喷洒蒸汽、热风烧结等先进技术与方法,进一步提高烧结矿质量,降低烧结固体燃料消耗,从而降低烧结矿成本。

参考文献

[1]  毛艳丽.烧结工序节能降耗的技术措施.冶金能源,2010.9

 

 
 
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