块矿烘烤工艺参数的分析

李江

（马鞍山钢铁股份有限公司 港务原料总厂，安徽 马鞍山243000）

块矿烘烤工艺参数的分析

李江

（马鞍山钢铁股份有限公司 港务原料总厂，安徽 马鞍山243000）

块矿烘烤筛分项目投产已近一年，在冷料和热料筛分过程中，如何对不同含水率的块矿进行烘烤筛分，以及烘烤筛分过程中如何进行工艺参数的控制一直困扰着生产作业区的运行操作，本文对块矿烘烤工艺参数进行研究分析，以期为实际操作提供理论支撑。

块矿烘烤；转炉煤气；助燃空气

进口块矿烘烤筛分工程是公司为了实现精料入炉而实施的项目，块矿进入高炉矿槽之前进行烘干与筛分，可以降低高炉冶炼成本，保证高炉炉况的稳定，马钢进口块矿主要品种是澳洲块矿，其特点是粘度大、含粉高；进口块矿为水运来料，运输距离远，露天堆存，造成块矿含水增加。块矿表面粘附的粉矿最终进入高炉，影响高炉透气性，不仅增加了高炉冶炼成本，也影响了高炉炉况的稳定。为保证进入高炉的块矿质量，针对进口块矿含水率、含粉率高，难以筛分的实际情况，公司实施进口块矿烘烤筛分工程，在块矿进入高炉矿槽之前进行烘干与筛分，同时有效减小槽下筛分的压力。

通过对块矿烘烤工艺参数进行分析并进行有效控制，一方面可以提高生产作业区的安全生产能力；另一方面可以实现精确控制降低能源消耗；同时还能提高系统的利用率减低材料备件消耗。

1　烘烤炉窑工艺参数分析

1.1烘烤设计参数

烘烤设计参数见表1，烘干设计参数见表2。

表1　烘烤设计参数

表2　烘干设计参数

1.2炉窑燃烧分析

1.2.1炉窑燃烧所需的温度以及空气流量，需要对煤气成分及燃烧过程进行分析

煤气构成及成分见表3。

表3　转炉煤气主要组成

1.2.2转炉煤气燃烧原理分析

（1）燃料燃烧的充分必要条件：气体燃料的燃烧浓度范围、助燃剂（O2）

（2）燃料燃烧计算包括燃料燃烧所需的空气量（氧气量）、空气中完全燃烧温度等。

转炉煤气燃烧过程的主要化学反应方程式：2CO+O2=2CO2+Q燃烧2 095℃2H2+O2=2H2O+Q燃烧1 430℃

理论空气量是燃料中的各种可燃成分完全燃烧所需的最小空气量之和。根据表3经测算理论助燃风量：煤气量≈1.15：1，CO含量取48%，范围（1.21～1.44）：1。

1.2.3炉窑的煤气单耗

按照理论燃烧量，燃烧温度在1 430～2 095℃之间，超过了所需温度要求，因此需要加大空气量以作为掺冷使用。根据烘干炉窑的温度要求，燃烧炉所需温度为800～900℃，根据理论和实际操作所需煤气及助燃空气量见表4。

表4　燃烧配比组成

2　块矿烘烤的条件分析

原燃料远距离运输，造成进仓后粒度变差，粉末增多，入炉粉末增加，影响高炉透气性。根据有关资料介绍，入炉原燃料中小于5 mm粒度的颗粒组成要低于总量的5%，5～15 mm粒度的颗粒组成要低于总量的30%。焦比下降0.5%，产量增加0.4%～1%。高炉炉料透气性得到较好的保证，就有利于实现生产稳定从而节焦增产。在原燃料进仓前进行预筛分，同时也降低了槽下筛分压力。

因此将块矿含粉粒度控制在4 mm以上是我们烘烤筛分的目标（筛网间隙4 mm）。而块矿的含水率直接影响筛分效果，根据经验及观察块矿的含水率在5%及以下，5 mm以下粒度的粉矿就能有效得到筛分，不需要进行烘烤。

含水率在5%以上的块矿，根据筛分现场的观察统计分析，其振动筛筛网粘料严重影响筛分效果，同时粘附在块矿上的粉矿难以筛离，筛分率较低，同时随着含水率的进一步提高，块矿的筛分效果明显降低，统计记录见表5。

表5　筛分统计表

3　结论

通过对炉窑燃烧以及块矿烘烤筛分分析，可以得出如下结论：

（1）炉窑燃烧所需温度在800～900℃，煤气流量控制在2 000 m3/h，助燃空气量控制在10 000 m3/h即可满足温度需求，空燃比控制在5：1左右，在保温状态下需同时降低煤气和助燃空气流量以达到保温状态。原烘烤设计参数（表1）煤气和助燃量远超过实际需求，煤气和助燃流量难于控制，不利于燃烧温度的精确控制。在实际生产过程中也出现了如：保温状态下煤气流量小于1 500 m3/h流量计无法正常显示，助燃空气流量小于7 000 m3/h流量计无法正常显示等情况。

（2）烘烤的目的在于筛分，筛分是否需要烘烤取决于块矿的含水率，根据我们近一年的统计分析，块矿冷料的含水率超过5%将对筛分率产生很大的影响。因此冷料含水率超过5%时需要对其进行烘烤。而块矿的含水率小于5%时可止火进行冷料生产，在节约能耗同时又降低了作业区生产危险性。

4　后续工作

（1）根据得出的结论，原烘烤工艺设计参数远超过实际需求，其现场设备的操作不利于安全生产控制。因此需要对其管道和燃烧设备进行改造，经过设计的重新计算，将对多余的上烧嘴进行拆除，保留下烧嘴，炉前煤气管道管径缩小，并加装减压装置，经过改造可以有效地显示出煤气和助燃空气流量，并便于操作。

（2）块矿筛分包括热料和冷料筛分，在冷料状况下也是通过烘干筒过料，在烘干筒内冷料过料一方面影响生产效率，造成能源消耗；另一方面块矿对烘干筒内如扬料板等附件极易造成磨损，造成备件消耗；同时无论是热料还是冷料过烘干筒，烘干筒一旦发生故障将直接影响系统的筛分率。因此我们建议增设烘干筒旁通胶带机，以减少能源和备件消耗和提高筛分率。

Analysis of Lump Ore Baking Process Parameters

LI Jiang
（Raw Material Plant，Maanshan Iron&Steel Co.，Ltd，Maanshan 243000，China）

The lump ore roasting screening project has been put into operation for almost a year.In the cold and hot feed material screening process，how different lump ore moisture content screening baking，baking screening process and how the process control parameter have been plagued the production operations in the operating area.The lump ore roasting process parameters are researched and analyzed to support the theory of the actual operation.

lump ore roasting；converter gas；combustion air

TK175

B

1001-6988（2016）04-0059-02

2016-03-21

李江（1981—），男，工程师，主要从事冶金机械方面工作.