转炉石灰筛选技术的研究

2015-01-06李叶军徐加祥

设备管理与维修 2015年10期

李叶军徐加祥

（杭州钢铁集团公司转炉炼钢厂杭州）

一、前言

现转炉冶炼上料用的石灰在运输过程中，吸潮粉化或机械振动冲击，造成石灰的粉化比例较大。这种石灰粉灰在加入转炉过程中，被风机吸走，在喷水除尘、降温过程中，溶解于浊环水中，增加了浊环水的钙硬度、碱度和总硬度，进而造成除尘系统结垢，尤其一、二文喉口结垢严重，降低系统除尘能力。经测算，加入转炉前的石灰中含细灰量达到10%～20%，这些粉灰被风机吸走，不仅影响一次除尘效果，而且造成石灰成本和吨钢成本增加，非常有必要筛选出石灰的细灰。为此，急需通过增加设备，筛选出这部分粉灰同时加以利用，以降低成本和改善除尘效果。

二、转炉石灰上料工艺流程

转炉石灰由石灰窑生产，经汽车等方式运输至转炉上料提升机，卸入提升机提升斗，经提升机提升到顶部料仓，顶部料仓标高23.6 m，由顶部料仓卸至运输皮带上，通过几级运输皮带卸至转炉炉顶料仓，加入转炉内，转炉石灰上料流程图如图1所示。在这运输过程中，石灰存在吸潮，振动，垂直摔打，至使石灰在运输过程中产生粉化较多，加上石灰窑生产石灰中的粉灰，到转炉顶部料仓时，石灰粉灰直径＜10 mm的粉灰达到总量的10%～20%。这些直径＜10 mm的粉灰，在转炉烟道内易被风机抽走，在净化系统中溶解于浊环水，引起净化系统结垢，增加除尘系统的阻力，影响除尘效果。

图1 转炉石灰上料流程图

三、转炉石灰筛选前的浊环水水质和烟气排放指标

由于石灰溶解于浊环水中，致使浊环水的钙离子、硬度、碱度、pH值大幅提高。对浊环水质进行分析，水质指标见表1。对转炉一次除尘烟气排放情况进检测，具体指标见表2。由表2可见，转炉烟尘排放指标明显较高，离国家规定的排放标准有较大差距。

表1 浊环水质指标

表2 石灰筛选前一次除尘排放指标

四、石灰筛选技术改进

通过上述分析，非常有必要把转炉石灰中＜10 mm的石灰粉灰筛选出来，加以回收利用。对整个石灰加料工艺流程分析，尽量在进转炉炉顶料仓前把粉灰筛选出来，使进入炉顶料仓的石灰含粉灰量尽可能降低到最低。同时考虑实施空间的可行性，在转炉总运输皮带和仓顶运输皮带间增设石灰筛选工艺。

1.石灰筛选增设工艺流程

石灰运至转炉总运输皮带上后，通过三通阀进入石灰筛选工艺，在石灰筛选设备出现故障情况下，可关闭三通阀回到原石灰加料工艺。石灰经三通阀进入振动筛，筛选出块状石灰后经大倾角皮带提升运输至仓顶运输皮带，通过卸料小车进炉顶料仓加入转炉。石灰粉灰经振动筛网后落入卸灰仓，经罐装粉灰车运输至使用点LF精炼炉加入钢水中。考虑到粉灰易产生扬尘，为此改造时在振动筛顶部、块状卸料斗项部、卸灰房顶部增设了除尘风管。为保证卸灰房的除尘效果，把卸灰房扩大到足以让粉灰罐装车在内卸灰，入口采用塑料挡灰帘。具体工艺流程图见图2。实施工艺布置图（略）。

2.振动筛过筛量计算

振动筛过筛量计算公式见式（1）。

式中Q——过筛量

B——筛面宽度，1.5 m

v——物料运行速度，0.27 m/s（一般直线筛选用此值）

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h——料层厚度，0.12 m

γ——物料比重，1.4 t/m3

图2 石灰筛选增设工艺流程图

计算后，过筛量Q=245 t/h。皮带的总运输能力为190 t/h，振动筛的过筛量大于总运输皮带能力，满足改造工艺要求。

3.大倾角皮带运输量计算

根据现场平台梁及空间，只能选用最大带宽为400 mm，倾角65°的大倾角皮带，按此采用的大倾角皮带运输量计算公式见式（2）。

式中Q——输送量，t/h

γ——物料堆积密度，t/m3

v——带速，1.6 m/s

Bf——有效带宽，400 mm

h1——横隔板高度，180 mm

ts——横隔板间距，195 mm

tq——物料与基带接触长度，m计算后Q=204 t/h，实际使用中，根据大倾角皮带的装运量程度，需要有一定的折算系数，一般0.7～0.9，结合β=65°的输送机倾角，取中间值0.85。Q实际取值为173.4 t/h，物料与基带接触的长度tq计算见式（3）。

计算后tq=192 m。总运输皮带的运输能力为190 t/h，而实际大倾角皮带的运输能力为173.4 t/h，不能满足改造工艺要求，实际情况由于大倾角皮带上层平台梁和下层平台梁标高的限制，大倾角皮带空间角度有限，运输能力也到极限。对总运输皮带能力确认核算后，在满足生产能力前提下可以适当调小，现有大倾角皮带能力173.4 t/h可以满足生产需求。

4.改造技术难点

石灰筛选改造在实施过程中，发现存在3大技术难题，总运输皮带运输能力与大倾角运输皮带不匹配；大倾角运输皮带存在掉料；块状卸料斗落在仓顶运输皮带的运行斜面上，大量落料跳出皮带。

（1）运输能力的匹配。石灰筛选改造完成后，经进料实际运行调试，运行一段时间后，石灰在三通阀处堆积，致使堵料，停机。经分析，总运输皮带能力大于大倾角皮带运输能力。在没有增设石灰筛选前，总运输皮带运输石灰能力大，中间有较长间隙可停止不上料，也能保证四个炉座正常生产。为此可适当调小总运输皮带能力，来与大倾角皮带运输能力匹配。通过对上料提升机顶部料仓布料管观察，可适当对下料口进行收口，通过增加钢板挡料，减缓下料速度，使总运输皮带的运输能力由改造前190 t/h降到171 t/h。通过改进后，总运输皮带能力与大倾角皮带能力匹配，三通阀处连续运行也不堵料，现有石灰筛选能力也能满足四座转炉生产需求。

（2）大倾角运输皮带掉料问题。大倾角运输皮带在实际运行时，存在大量块状料在皮带上滚落，滚落的石灰落到下面的皮带与滚筒间的间隙内，严重影响皮带和滚筒的寿命。通现场实际情况分析，由于大倾角运输皮带的上下两平台钢梁间距和标高限制，大倾角皮带的倾斜角度只能设为65°。由于厂房房梁和仓顶运输皮带的限制，大倾角皮带宽度只能设计到800 mm，有效运输宽度只有400 mm。鉴于现场空间的限制，大倾角运输皮带的每格运料斗都是装满后且略高于运料斗，尤其是运行到上下两平台皮带转弯时高出更加明显，加上大倾角运输皮带运输的抖动，高于运料斗的块装石灰就滚落下来。为此，对大倾角运输斗的顶面和两侧用全部用钢板封贴，只保留运输皮带抖动的间隙，大倾角皮带运输过程中，块状石灰就不会滚落下来。

（3）筛后块状石灰的卸料问题的解决。按设计图纸施工后，现场实际筛后块状石灰正好落在仓顶皮带的斜坡上，随着仓项卸料小车在各仓位布料运行时，小车远近运行后由于重量原因皮带上下运动，直接落料后，致使大量块状石灰落到皮带外，根本无法使用。根据现场实际情况讨论解决方案，把仓顶皮带在块状卸料斗区域的斜皮带部分抬高做平，保持与卸料斗口部的间距变化在100 mm内，卸料斗的皮带运行方向垂直两侧，增加两块收口的宽度在150 mm的皮带，可有效保证卸料时两侧将块状石灰挡牢，只能在皮带运行方向滚动，块状石灰就不会落到皮带外面，解决了卸料斗处的落料问题。