大型链算机--回转窑生产钒钛球团工艺探索

1 前言

随着高炉日益向大型化、现代化发展，高炉对炉料的结构提出了更高的要求，合理的炉料结构越来越受到重视。面对新的形势，攀钢不但要走精品之路，更需改善炉料结构，扩大钢铁生产规模。实践证明，球团矿具有品位高、强度好、粒度均匀、易还原等优点，用酸性氧化球团 高碱度烧结矿 块矿的炉料结构能有效地提高高炉的利用系数，为攀钢本部实现年产600万t钢提供可靠的保证。

攀钢钢城企业总公司自筹资金建设设计能力120万t／a大型链箅机一回转窑氧化球团生产线，占地面积3-3万m。，主体工程由中冶北方工程技术有限公司(鞍山冶金设计研究总院)总包。2004年3月15日开_T建没并于12月31日开始点火烘窑、热负荷试车，创造了国内同类1二期最短、场地最小等多项建设新记录。在2005年2月、3月、4月，根据生产实际结合工艺、设备进行3次较大的检修、技术整改，取得了明显的效果。

2原料情况及成品质量

2．1原料情况

我厂所使用的原料主要是攀钢及周围地区出产的铁精矿，有两大类：一类是不含钒钛的普通磁铁精矿，产于攀西地区的会里、笔架山等地区，年产量在30万t左右；另一类是含有钒钛的钒钛磁铁矿，产于攀枝花附近的垭口、白草、马坎、二滩等地，年产量约100万t左右。

由于本厂使用的铁精矿产地近几十家，各家所产铁精矿的品位、粒度又各不相同，再加上攀钢球团厂无预混料场地，各种原料基本上都是一运输到就投入生产中，使混合料质量不稳定、波动范围大，增大了膨润土用量，也增加了生产过程中的操作难度，特别是对配料、润磨、造球有较大影响。原料、辅料质量情况见表1。

2。2产品质量分析

2。2。1成品球团主要物化指标见表2

3工艺简介

3。1工艺流程图见图1

3．2各系统简介

3．2．1干配系统

配料系统铁精矿采用7台莎2 500 mm圆盘给料机，膨润土配料采用螺旋给料机 星型给料器通过电子皮带秤确保配料精度。铁精矿与膨润土混合后全部进入ø3．6 m×24 m圆筒干燥机，利用高炉、焦炉煤气提供热源，将精矿水分降至7．0％左右，设计处理能力为1 80 t／h。

3．2．2润磨系统

采用两台润磨机，提高铁精矿一200目的粒级含量。铁精矿 膨润土经干燥、混合后进入润磨机。

3．2．3造球系统

采用6台ø6 m造球盘生产出合格的生球，生球的水分控制在9．0％左右。每台圆盘造球机配备1台辊式筛分机，除去不合格生球或粉末，提高生球表面的光洁度和密实度。合格生球经皮带运输到摆动皮带、宽皮带、布料辊筛最后进入链算机。不合格生球与布料辊筛的粉末通过皮带运输到润磨系统与润磨后的物料一起返回造球。造球盘减速机采用日本住友公司设备，旋转刮刀采用专利产品。

3．2．4链一回一环系统

链算机一回转窑工艺主要设备见表4。

3．2．5全厂工艺设计特点

1)采用精矿全部干燥，使膨润土与铁精矿在干燥过程中实现预混料，保持膨润土良好的活性；

2)采用计算机控制实现自动配料，提高配料的精度；

3)采用网筒干燥机将干燥与混料同时进行；

4)重视生球质量，每台圆盘造球机配备一台辊式筛分机，以提高生球的筛分效率，将合格与不合格生球有效分开，提高生球表面的光洁度与密实度；

5)热废气有效循环利用，节约了能源，降低了热耗；

6)采用PLC控制系统，实现全厂自动控制，提高了劳动生产率；

7)自动控制系统采用0PEN2000自动控制系统。

4 生产实践

4．1造球工艺制度摸索

4．1．1造球试验

为进一步了解本厂原料精矿性能，通过降低混合料水分、增大原料一200目的含量、减少钠基膨润土的用量来提高生球和成品球质量，我厂在2005年2月组织了造球工业试验。试验以钒钛磁铁矿：普通精矿=7：3，外配盐亭3^#钠基活性膨润土2．5％，

1)造球时间。表5是造球时间对生球质量影响的试验结果。试验结果表明，随着造球时间的延长，生球强度呈提高趋势，生球爆裂温度则略有下降，生球强度及爆裂温度都能满足生产要求。虽然继续延长时间，生球强度和爆裂温度也能满足生产要求，但过长的造球时间将会影响造球机的产量，因此，适宜的造球时间选定为12 min。

2)造球水分。在造球过程中，混合料水分只有达到能形成毛细水的阶段，物料的成球过程才能得到发展。当水分偏低时，生球内部矿粒间的孔隙充满着大量空气，毛绌管中水分少，形成的毛细力就小，生球长大过程慢、强度低；当水分偏高时，生球内部矿粒问充满大量的水，毛细管中水分高，有可能形成对造球过程有害的重力水，造成严重粘结球盘现象，不利于造球。另外，水分过高，生球塑性增大，在运输过程中易产生变形和粘结，在干燥过程中还会加重料层的过湿现象，严重影响生球的干燥过程和生球质量。因此，适宜的水分对造球过程和生球质量有着重要的影响。

生球水分对生球质量的影响见图2、图3。由图2、图3分析，随着生球水分的提高，生球落下强度不断提高，而生球抗压强度呈下降趋势，但都能满足生球质量要求，因此将混合料水分定在6．5％较为合适。

3)造球盘工艺参数。在经过干燥后造球水分试验、造球时间试验、润磨试验的基础上对圆盘的造球工艺参数做出了进一步的试验研究：造球盘倾角47～48⁰转速7．5～8 r／min。

4．2焙烧系统试验

4．2．1链算机

由于原料中还有一定量的Ti、V等元素使钒钛矿具有特殊的焙烧性能，生球的质量对焙烧有较大的影响。根据我厂生球落下强度不高(4～6次／个)，爆裂温度较低等实际情况对链箅机的干燥、预热制度进行了摸索，结果见表6。

根据表6确定链箅机布料厚度控制在(190±10)mm，机速为(2．0±0．5)m／min，物料在链算机上停留时间在14．4 min左右，其干燥、预热时间均能满足生产需要。主要热工参数见表7。

4．2．2回转窑

回转窑采用国际上较为先进的液压马达驱动，通过煤气烧嘴提高温度，回转窑斜度4．25％，转速0．45～1．35 r／min，停留时问在30 min左右。回转窑焙烧试验结果见表8。

试验确定的回转窑热工制度见表9。

4．3技术改进

4．3．1干燥系统改造

由于干燥系统最初设计烟囱高度不够，造成干燥筒内气流不顺干燥效果较差，达不到原料造球的水分要求；助燃风机在室内，恶化了岗位工作环境；配料还存在膨润土下料不均等现象。因此，2005年3月份本厂对干配系统设备进行整改。

1)对9^#膨润土料仓进行整改，将原来的螺旋给料器改为皮带拖出式，并且将除尘器下的膨润土进行回收利用；

2)对干燥筒的炯囱进行整改，将烟囱高度由原来的12 m改为18 m，直径也由原来的700mm改为1 200mm(底1 600mm)；

3)将干燥筒的助燃风机移到室外。

整改效果如下：

1)9^#膨润土料仓整改后改善了膨润土配料时有时无、配料不均的情况；

2)干燥筒经整改后干燥效果有明显的改善，干燥筒的干燥能力也大为增强，最大干燥输送料量达220 t／h，原来水蒸气排不出的现象得到根本上的改变；

3)将风机移到室外后减少了室内噪音，岗位工作环境得到了较大的改善，更有利于岗位工人操作。

4．3．2造球系统改造

造球作为整个球团生产线的一个关键岗位，生球的产量与质量是决定球团能否达产达效的关键。2005年2月份本厂针对造球生产实际以提高生球产量、质量为出发点对造球系统进行了改造。

1)对造球、供水水路进行改造，给水管南原来的ø50 mm改为ø108 mm；

2)降低生球运输皮带与辊筛、辊筛与L1皮带、L1与摆动皮带、摆动皮带与宽皮带、宽皮带与布料辊筛、布料辊筛与链算机的间距，总落差下降600 mm；

3)将滴水管改在加料处，使水直接打在上料点。

改造效果如下：

1)整改后回水相互干涉减小，水压较稳定；

2)改造后生球在运输过程中的摔损减少，返料量由原来的40％降为：30％左右，提高了生球的产量；

3)改造后使母球更易形成，提高了成球率。

5 生产实际问题摸索

5．1关于降低FeO含量

5．1．1氧化过程分析

我厂自投产以来FeO含量波动较大，投产初期在产量较低时FeO含量指标还能达到球团矿Fe0指标要求，但是随着产量的增加FeO含量超标就显得较为突出，在最高时竞达5．6％，这比酸性氧化球团的FeO标准要高出4．1个百分点。一般情况下我厂成品球FeO的含量基本在23％左右，远高于国内同行水平。

从图4可以看出氧化过程主要发生在预热段、回转窑及环冷一段，特别是预热段氧化了58％的FeO，是降低FeO的关键环节。目前FeO的含量超标主要原因可能是：①生球在

鼓干段、抽干段的干燥程度不够；②预热段氧化气氛不够；③回转窑内氧化气氛不均；④链算机内氧化气氛不够造成氧化不充分。

5．1．2采取的措施

考虑到FeO氧化程度不够主要是风量不够，．根据磁铁矿氧化机理采取下述措施：

1)造小球，将生球的粒度控制在8～12mm；

2)链箅机采用薄料层、快机速；

3)加大环冷机1^#风机风量，保证开度在60⁰，风量达到10万m³／h；

4)加大回热风机风量，使回转窑维持负压，温度超标用冷风阀调节；

5)在保持鼓干段大风量的同时提高环冷三段风量，提高鼓干温度但应保持在150℃以一F；

6)提高捕干段的温度，使抽干一段的温度保持在250℃以上，抽干二段保持在400℃左右；

7)降低环冷机速度，提高环冷三段温度。

5．2回转窑结圈分析

5．2．1结圈分析

目前我厂回转窑结圈较为严重，特别是在钒钛矿中配加一定量的硫酸渣后结罔现象就更为明显。回转窑结圈如果预防、处理不及时，将造成停产、减产甚至重大安全事故，处理结圈、扒块又会增大劳动量，恶化岗位人员工作环境，甚至损坏回转窑的耐火材料。我厂使用燃料是高炉煤气，回转窑结圈主要原因是生球质量差、干燥制度不合理、生球爆裂温度过低，在进入回转窑后产生大量粉末而发生结圈现象。

5．2．2采取的措施

1)提高生球质量，保证生球水分8．5％～9．0％，落下强度≥4次／个；

2)加强布料控制，确保料层厚度在(190±10)mm，保证链箅机南北面布料均匀，稳定链算机的操作控制，提高生球干燥、预热质量，使干球质量达到干球强度≥500 N／个，AC转鼓一5mm<10％；

3)每半小时观察记录一次火焰的情况，及时通过调节空煤比调整火焰形状和位置，确保窑内高温带分布均匀；

4)将回转窑改为螺旋式，可以自由地仲进或退出，调节回转窑高温带，避免高温聚集；

5)利用改变空煤比调节火焰，将短火焰与出长火焰交替执行，将烧嘴尽量向上烧，避免火焰与球直接接触，防止过高的温度使回转窑内粉末结块。

6 结论

1)生产实践证明：钒钛磁铁矿能够用链箅机一回转窑工艺生产出满足高炉要求的优质球团，钒钛磁铁矿虽然存在粒度粗、TFe品位低、成球性差等特点，但通过配加一定量的普通磁铁精矿，在造球丁艺上采取适当的措施是能够满足大型生产的要求。

2)控制好造球前后水分，对提高生球质量，提高干燥效果是十分有效的。

3)为改善球团矿质量，降低燃耗，提高产量，本厂设计采用了复合回热系统。具体措施为环冷机一冷段近1000℃热废气返回窑头作二次风；环冷机二冷段近500 ℃热废气调成350℃后，经回热风机返回链算机抽风干燥段；环冷机三冷段热废气经鼓干风机送至链箅机鼓风干燥段。

4)科学的管理、合理的热工制度对提高球团的产量、质量都是十分重要的。