塊礦烘烤工藝參數(shù)的分析

李江

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司 港務(wù)原料總廠，安徽 馬鞍山243000）

塊礦烘烤工藝參數(shù)的分析

李江

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司 港務(wù)原料總廠，安徽 馬鞍山243000）

塊礦烘烤篩分項(xiàng)目投產(chǎn)已近一年，在冷料和熱料篩分過程中，如何對(duì)不同含水率的塊礦進(jìn)行烘烤篩分，以及烘烤篩分過程中如何進(jìn)行工藝參數(shù)的控制一直困擾著生產(chǎn)作業(yè)區(qū)的運(yùn)行操作，本文對(duì)塊礦烘烤工藝參數(shù)進(jìn)行研究分析，以期為實(shí)際操作提供理論支撐。

塊礦烘烤；轉(zhuǎn)爐煤氣；助燃空氣

進(jìn)口塊礦烘烤篩分工程是公司為了實(shí)現(xiàn)精料入爐而實(shí)施的項(xiàng)目，塊礦進(jìn)入高爐礦槽之前進(jìn)行烘干與篩分，可以降低高爐冶煉成本，保證高爐爐況的穩(wěn)定，馬鋼進(jìn)口塊礦主要品種是澳洲塊礦，其特點(diǎn)是粘度大、含粉高；進(jìn)口塊礦為水運(yùn)來料，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，露天堆存，造成塊礦含水增加。塊礦表面粘附的粉礦最終進(jìn)入高爐，影響高爐透氣性，不僅增加了高爐冶煉成本，也影響了高爐爐況的穩(wěn)定。為保證進(jìn)入高爐的塊礦質(zhì)量，針對(duì)進(jìn)口塊礦含水率、含粉率高，難以篩分的實(shí)際情況，公司實(shí)施進(jìn)口塊礦烘烤篩分工程，在塊礦進(jìn)入高爐礦槽之前進(jìn)行烘干與篩分，同時(shí)有效減小槽下篩分的壓力。

通過對(duì)塊礦烘烤工藝參數(shù)進(jìn)行分析并進(jìn)行有效控制，一方面可以提高生產(chǎn)作業(yè)區(qū)的安全生產(chǎn)能力；另一方面可以實(shí)現(xiàn)精確控制降低能源消耗；同時(shí)還能提高系統(tǒng)的利用率減低材料備件消耗。

1　烘烤爐窯工藝參數(shù)分析

1.1烘烤設(shè)計(jì)參數(shù)

烘烤設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，烘干設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

表1　烘烤設(shè)計(jì)參數(shù)

表2　烘干設(shè)計(jì)參數(shù)

1.2爐窯燃燒分析

1.2.1爐窯燃燒所需的溫度以及空氣流量，需要對(duì)煤氣成分及燃燒過程進(jìn)行分析

煤氣構(gòu)成及成分見表3。

表3　轉(zhuǎn)爐煤氣主要組成

1.2.2轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒原理分析

（1）燃料燃燒的充分必要條件：氣體燃料的燃燒濃度范圍、助燃劑（O2）

（2）燃料燃燒計(jì)算包括燃料燃燒所需的空氣量（氧氣量）、空氣中完全燃燒溫度等。

轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒過程的主要化學(xué)反應(yīng)方程式：2CO+O2=2CO2+Q燃燒2 095℃2H2+O2=2H2O+Q燃燒1 430℃

理論空氣量是燃料中的各種可燃成分完全燃燒所需的最小空氣量之和。根據(jù)表3經(jīng)測(cè)算理論助燃風(fēng)量：煤氣量≈1.15：1，CO含量取48%，范圍（1.21～1.44）：1。

1.2.3爐窯的煤氣單耗

按照理論燃燒量，燃燒溫度在1 430～2 095℃之間，超過了所需溫度要求，因此需要加大空氣量以作為摻冷使用。根據(jù)烘干爐窯的溫度要求，燃燒爐所需溫度為800～900℃，根據(jù)理論和實(shí)際操作所需煤氣及助燃空氣量見表4。

表4　燃燒配比組成

2　塊礦烘烤的條件分析

原燃料遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，造成進(jìn)倉后粒度變差，粉末增多，入爐粉末增加，影響高爐透氣性。根據(jù)有關(guān)資料介紹，入爐原燃料中小于5 mm粒度的顆粒組成要低于總量的5%，5～15 mm粒度的顆粒組成要低于總量的30%。焦比下降0.5%，產(chǎn)量增加0.4%～1%。高爐爐料透氣性得到較好的保證，就有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定從而節(jié)焦增產(chǎn)。在原燃料進(jìn)倉前進(jìn)行預(yù)篩分，同時(shí)也降低了槽下篩分壓力。

因此將塊礦含粉粒度控制在4 mm以上是我們烘烤篩分的目標(biāo)（篩網(wǎng)間隙4 mm）。而塊礦的含水率直接影響篩分效果，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及觀察塊礦的含水率在5%及以下，5 mm以下粒度的粉礦就能有效得到篩分，不需要進(jìn)行烘烤。

含水率在5%以上的塊礦，根據(jù)篩分現(xiàn)場的觀察統(tǒng)計(jì)分析，其振動(dòng)篩篩網(wǎng)粘料嚴(yán)重影響篩分效果，同時(shí)粘附在塊礦上的粉礦難以篩離，篩分率較低，同時(shí)隨著含水率的進(jìn)一步提高，塊礦的篩分效果明顯降低，統(tǒng)計(jì)記錄見表5。

表5　篩分統(tǒng)計(jì)表

3　結(jié)論

通過對(duì)爐窯燃燒以及塊礦烘烤篩分分析，可以得出如下結(jié)論：

（1）爐窯燃燒所需溫度在800～900℃，煤氣流量控制在2 000 m3/h，助燃空氣量控制在10 000 m3/h即可滿足溫度需求，空燃比控制在5：1左右，在保溫狀態(tài)下需同時(shí)降低煤氣和助燃空氣流量以達(dá)到保溫狀態(tài)。原烘烤設(shè)計(jì)參數(shù)（表1）煤氣和助燃量遠(yuǎn)超過實(shí)際需求，煤氣和助燃流量難于控制，不利于燃燒溫度的精確控制。在實(shí)際生產(chǎn)過程中也出現(xiàn)了如：保溫狀態(tài)下煤氣流量小于1 500 m3/h流量計(jì)無法正常顯示，助燃空氣流量小于7 000 m3/h流量計(jì)無法正常顯示等情況。

（2）烘烤的目的在于篩分，篩分是否需要烘烤取決于塊礦的含水率，根據(jù)我們近一年的統(tǒng)計(jì)分析，塊礦冷料的含水率超過5%將對(duì)篩分率產(chǎn)生很大的影響。因此冷料含水率超過5%時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行烘烤。而塊礦的含水率小于5%時(shí)可止火進(jìn)行冷料生產(chǎn)，在節(jié)約能耗同時(shí)又降低了作業(yè)區(qū)生產(chǎn)危險(xiǎn)性。

4　后續(xù)工作

（1）根據(jù)得出的結(jié)論，原烘烤工藝設(shè)計(jì)參數(shù)遠(yuǎn)超過實(shí)際需求，其現(xiàn)場設(shè)備的操作不利于安全生產(chǎn)控制。因此需要對(duì)其管道和燃燒設(shè)備進(jìn)行改造，經(jīng)過設(shè)計(jì)的重新計(jì)算，將對(duì)多余的上燒嘴進(jìn)行拆除，保留下燒嘴，爐前煤氣管道管徑縮小，并加裝減壓裝置，經(jīng)過改造可以有效地顯示出煤氣和助燃空氣流量，并便于操作。

（2）塊礦篩分包括熱料和冷料篩分，在冷料狀況下也是通過烘干筒過料，在烘干筒內(nèi)冷料過料一方面影響生產(chǎn)效率，造成能源消耗；另一方面塊礦對(duì)烘干筒內(nèi)如揚(yáng)料板等附件極易造成磨損，造成備件消耗；同時(shí)無論是熱料還是冷料過烘干筒，烘干筒一旦發(fā)生故障將直接影響系統(tǒng)的篩分率。因此我們建議增設(shè)烘干筒旁通膠帶機(jī)，以減少能源和備件消耗和提高篩分率。

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，工程師，主要從事冶金機(jī)械方面工作.