提高8 m2竖炉球团矿产量和质量的实践

毛友庄，何剑飞，谢 旭

（山东钢铁集团莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜271104）

提高8 m2竖炉球团矿产量和质量的实践

毛友庄，何剑飞，谢 旭

（山东钢铁集团莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜271104）

为了提高8 m2竖炉球团矿产量和质量，采取了改造干燥床篦条、调整优化干燥床、提高生球质量和开发应用竖炉二冷系统等措施，使球团矿产能提高了51.49%，稳定了球团矿质量，降低了能源消耗。

竖炉；球团；产量；质量；二次冷却；实践

1 引言

竖炉法焙烧球团矿具有结构简单、材质无特殊要求、投资少、热效率高、操作维修方便等优点，在应用和发展上得到推广[1]。莱钢2#8 m2竖炉1999年投产，设计年产能28万t，2002年以来，随着莱钢4座750 m3高炉先后进行了扩容改造为1 080 m3，导致球团矿用量不足。另一方面，随着近几年矿粉价格的一路飙升，焙烧性能好的矿粉价格居高不下，为了降低生产成本不得不购买一些低价矿，使球团矿品质和产量的进一步提升。为了实现高炉精料目标，我厂先后进行了干燥床篦条改造、干燥床优化调整、提高生球质量和开发应用竖炉二冷系统等系列技术攻关，经实践应用形成了有机融合的球团矿稳定高效生产技术，有效提高8 m2竖炉球团矿产能约51．49%，稳定了球团矿质量，降低了能源消耗。

2 技术分析

通过对现场生产进行分析和研究，得出制约球团矿产质量及能耗的主要因素有以下几个方面：

（1）干燥床蓖条结构不合理，上下宽度一样，导致生球易卡在缝隙中，增大了热气流通过阻力，降低了干燥效果。

（2）干燥床面积偏小，干燥时间短，生球干燥速度慢，造成生球在进入预热带时发生爆裂，产生大量粉末，影响炉料透气性，造成台时产量不高。

（3）生球质量差，落下强度达到6～8次/0．5 m占到70%，表面有毛刺，粒度不均匀，且+15 mm粒级含量达到30%以上。主要原因有:原料水分波动大；圆盘造球机中加水方式不合适。

（4）竖炉电振卸料排料温度在没有进行二次冷却过程，其温度是800℃，炉外主要是靠打水冷却，耗水指标是0．15 m3/h，冷却后温度在400℃以上，在运输过程中皮带频繁出现烧损事故。

随着近几年矿粉价格的一路飙升，焙烧性能好的磁铁矿粉价格居高不下，为了降低生产成本不得不购买一些低价矿，另外还回收了炼钢除尘灰，影响了球团矿产质量提升，增加了能源消耗。

3 技术改进

通过借鉴国内外先进行业经验，结合对现场生产进行研究和分析结果，确定采取以下措施提高球团矿产质量。

3.1 改造干燥床篦条结构

如图1所示，将蓖条形状由“长方体”改为“棱台状”，棱角采用毛边，使篦条之间的缝隙自上而下逐渐变宽，这样，只要有小球卡在缝隙中时，在热废气的作用下，干燥变小，受重力作用，小球容易落到炉体内，改善了篦床的透气性，混合热废气容易穿过干燥床与生球进行接触，产生对流放热，提高了干燥速度，增强了干燥效果。

图1 干燥床篦条改造示意图

3.2 干燥床优化调整

对干燥床形状进行改造（见图2）。首先将干燥床的夹角由104°增加到108°，其次将干燥床底部两小水梁的间距从3 124 mm增加到3 324 mm，干燥床面积比改造前增加了6%。最后将干燥床升高200 mm，增加了球团在炉内的预热时间，充分利用了炉内上行的热废气热量。改造后，生球爆裂率明显降低，减少了热废气中粉尘含量，改善了炉料的透气性和气流分布。

图2 竖炉炉型改造图

3.3 提高生球质量

针对制约生球质量的各种因素，采取以下对策:

（1）严格控制原料水分，对进厂原料水分偏大，对其进行控水处理，合格后方可卸车。严格控制烘干机出口水分在7.5%～8.5%，车间配备烤箱，每班测量4次，都记录在案，督查人员每天进行检查，这些措施的实施稳定了原料水分。

（2）将圆盘造球机加水方式由普通改为雾化喷头，根据理论计算，并结合我厂生产实际情况最终确定了加水点。

改造后，生球表面毛刺明显减少，落下强度达到6～8次/0.5m由占到70%提高到85%，满足了竖炉生产对生球质量的要求。

3.4 竖炉二冷系统开发使用

（1）经过焙烧后的球团矿在炉内经过一次水冷却后，温度仍在800℃左右，在这个温度条件下再进行二次冷却。在竖炉本体上进行二次冷却的位置距离卸料口3 m左右，冷却风不能使用高压风机，因为风压过高会造成卸料口“鼓料”、“喷料”，影响竖炉操作。旋风式鼓风机要达到冷却效果，冷风必须穿透球团矿料柱，而且热废气要及时引出炉体外，以达到二次冷却的效果。由于炉体二次冷却位置的球团矿温度较高800℃，这对二次冷却装置就要有相当高的要求，要耐高温，具备自我冷却作用，通风率要高，故障率低，寿命长，冷却效果好。

（2）二次冷却系统构造。

二次冷却风通过炉体两侧风箱分风板进入炉体内，见图3。

图3 二次冷却系统构造

在炉体内部，由主水梁对装置进行整体支撑，主水梁和副水梁上焊有连筋板，篦板通过螺栓安装在连筋板上，主水梁和副水梁内部通冷却水用于系统冷却。

篦板四角设有通孔用于安装螺栓，篦板内部的隔料板用于防止合格球团矿通过篦板，隔料板和通风间隙排列分布在篦板内部，二次冷却风吹入炉内与球团矿进行热交换后，通过通风间隙将热废气排出，实现成品球团矿的二次冷却。隔料板和通风间隙保持向上的倾角，二次冷却风通过篦板间隙斜向上吹入炉内，经过分析计算，隔料板倾角定于47°，可使合格球团矿自然滑落，有效防止其堵塞通风间隙，并保持排料口无下行冷却风的喷吹，保证排料顺畅[2]。

（3）二次冷却系统在竖炉生产中的应用。

二次冷却系统在竖炉内下部进行安装，竖炉两侧进风箱可通过鼓风机送二次冷却风，将成品球由700℃冷却到200℃以下，二冷集风箱引出的热废气引出炉体外后进入电除尘器,二次冷却系统的应用解决了成品球团矿的冷却问题。

在二冷风机正常运行的情况下，就可以对球团矿进行二次冷却，用耐热（200℃）普棉带就能实现成品球的输送,而且是在竖炉炉体的内部，不扬尘，不污染环境。正常情况休风复风情况下其二冷系统的运行都不会对竖炉造成影响，非常有利于竖炉的操作。其整个系统地维护保养非常方便、经济，使用过程掌控快捷、方便。

3.5 优化原料结构

（1）用EXCEL建立配料计算模型指导生产。

只需要输入配比，就可以马上计算出结果，实现了简单、快捷掌握焙烧后球团矿化学成分。

（2）对各种矿粉焙烧性能建立数据库。

对各种矿粉实行跟踪制度，了解各种矿粉的焙烧性能，建立数据库。

（3）炼钢除尘灰优化使用。

炼钢除尘灰为转炉干法除尘灰，其粒度细、含铁品位低、温度高、CaO含量高、扬尘二次污染大。为消化该除尘灰，同时验证转炉细尘用于竖炉球团生产的可行性，发展循环经济，保护环境，降低生产成本，提高企业竞争力，促进企业可持续发展。

配加炼钢除尘灰方案：与巴西精粉按1：3行车抓混（巴西精粉是露天存放需往仓内倒运），1斗炼钢除尘灰3斗巴西精粉；配加炼钢除尘灰后，提高了矿粉的成球性能，膨润土配加量降低7 kg/t[3]。

3.6 除尘设施改造

球团矿产量提高后，除尘设施能力明显偏低，为此新建25 m2电除尘器，对附近岗位进行除尘，改造后岗位环境卫生显著改善。

4 实施效果

项目实施后，莱钢8 m2竖炉产质量同期相比提升明显，能耗同期相比明显降低，如表1所示。

表1 8 m2竖炉球团矿技术经济指标

5结论

（1）在不改变现有竖炉工艺的情况下，先后进行了系列工艺设备优化和改造：干燥床篦条改造、炉型改造、增强炉内氧化气氛、严格控制圆筒烘干机煤气用量和开发应用竖炉二冷系统等，经实践应用形成了有机融合的8 m2竖炉稳定高效生产技术。

（2）只对一些关键部位进行改造，就达到了提产增效的效果，适用于同类型竖炉球团生产提产降耗生产实践，具有广阔的推广应用前景和实用价值。

（3）与1 000 m3高炉配套球团生产线，竖炉具有投资省，见效快等优点，特别对于我国目前优质焦煤稀缺，中小高炉将继续作为炼铁的主要设施来说，竖炉仍具有一定的优势。

（4）部分岗位粉尘浓度超标，还需对除尘设施进一步进行优化。

[1]张一敏．球团理论与工艺[M]．北京：冶金工业出版社，1996：5-6．

[2] 罗宗尧，李玉东，王庆远，等．莱钢竖炉二次冷却框架的改造[J]．烧结球团，2008，33（2）:37-39

[3] 刘运东，赵祥栋，吕宏伟，等．莱钢2#竖炉降低球团矿SiO2和FeO的实践[C]//2010年度全国烧结球团技术交流年会论文集．长沙，烧结球团杂志编辑部，2010：155-157．

（编辑 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

毛友庄（1981—），男，陕西富平人，工程师，主要从事烧结球团技术工作，E-mail：maoyouzhuang＠163．com。