2×180m²燒結抑制圓筒粘料的工藝措施與效果

陽亮  楊開懷

（方大集團九江萍鋼鋼鐵公司 江西九江332500）

摘  要：燒結圓筒粘料是行業(yè)內普遍存在的問題，九江萍鋼結合自身特點對東區(qū)2×180㎡燒結機混合圓筒粘料原因進行了分析、總結，不斷的進行設備改造和工藝摸索調整，最終通過強化石灰粉消化與混合料加水前移等工藝控制措施杜絕了混合、制粒圓筒粘料

關鍵詞：圓筒粘料；強化消化；加水前移；工藝措施  

1 引言

隨著燒結生產(chǎn)不斷強化大多數(shù)廠家燒結礦堿度調整逐步由石灰石粉置換至石灰粉，由于石灰粉粘性重，圓筒粘料現(xiàn)象成為行業(yè)內普遍存在的問題。九江萍鋼鋼鐵有限公司2×180㎡燒結機因對應兩座1780m3高爐生產(chǎn)，產(chǎn)能相對不足，故從設計開始就考慮采用全石灰粉配料強化燒結生產(chǎn)，加之投產(chǎn)后市場變化因素影響燒結配礦波動極大，導致一、二混圓筒存在極其嚴重的粘料，經(jīng)常出現(xiàn)圓筒粘料結圈導致圓筒倒料、圓筒拖輪損壞與裝置損壞事故，嚴重制約燒結正常生產(chǎn)。粘料主要依靠人工清理，不僅勞動強度大、作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，還極易造成安全事故。針對圓筒粘料，前期主要采取機械防結厚和襯板調整等措施，但效果一直不理想。2013年年底開始將防止圓筒粘料工作重點放置至石灰粉配加、配礦方面，通過模擬實驗摸索，逐步摸索出強化石灰粉消化與混合料加水前移等工藝控制措施并加以實踐生產(chǎn)，混合圓筒結料得到抑制。

2 前期采取的措施

（1）針對圓筒結圈現(xiàn)象前期主要通過對設備進行改造：增加刮料裝置、圓筒進料點增加格擋皮、鐵鏈等措施，圓筒粘料現(xiàn)象沒有得到有效解決：

圖1：刮料裝置安裝示意圖

通過檢修安裝刮刀后，前期兩周時間運行良好，圓筒沒有出現(xiàn)倒料現(xiàn)象，到第20天左右開始出現(xiàn)刮刀支撐梁抖動、圓筒電流大幅升高，經(jīng)停機檢查后發(fā)現(xiàn)原有500mm寬的刮刀緊剩余150mm左右，加上原有圓筒與刮刀間距200mm，圓筒結料達到550mm。而且為圓筒整體結圈、密實堅固，圓筒結料較前期嚴重，清理難度也極大。經(jīng)分析原因主要是當圓筒粘料與刮刀接觸后逐步將刮刀端面磨成斜口，新增粘結物料隨圓筒向上旋轉至刮刀斜口壓實至原有粘結料中造成粘結物料密實，刮刀口連續(xù)與物料接觸造成刮刀磨損消耗極快。

圖2：磨損后的刮刀示意圖

針對下料點粘料每次都是較為嚴重的區(qū)域，我們又嘗試在下料點增加格擋皮和松動鏈條來減少下料點粘料，分別想利用格擋皮在下料過程中阻止混合料與圓筒接觸、松動鏈條在圓筒轉動過程中受重力抖動來降低下料點粘料，但結果不理想。后經(jīng)過分析認為圓筒粘料是一個逐步由小積多的過程，粘結物料主要以細顆粒料與石灰粘結而成，在圓筒轉動過程擋皮和鏈條反而起到壓實的作用，造成安裝了擋皮或鏈條的區(qū)域反而較未安裝區(qū)域嚴重，后續(xù)還出現(xiàn)了檔皮和鏈條磨損斷裂造成上料皮帶堵下料口現(xiàn)象，造成了生產(chǎn)停機事故。格擋皮和松動鏈條改造和結料情況如圖3-圖6所示。

圖3：圓筒進料點增加格擋皮示意圖

圖4：安裝擋皮處粘料示意圖

圖5：圓筒進料點增松動鏈條意圖

圖6：圓筒進料點增松動鏈條粘料示意圖

（2）通過對外交流學習，了解到相關兄弟廠家混合圓筒內采用了懸掛式狼牙棒和反L型重錘清料器，安裝區(qū)域能保證結料不過厚，取得了一定效果。但由于其采用鋼絲繩橫拉垂直吊裝在圓筒內部，存在磨損隱患（圓筒加水管道在當時生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)磨損斷裂影響生產(chǎn)的情況），后續(xù)并沒有實施。

圖7：狼牙棒式清料器和反L型重錘清料器示意圖

（3）后續(xù)又通過對圓筒襯板更換調整來控制圓筒粘料，先后使用了高分子襯板、油尼龍襯板、陶瓷襯板等圓筒粘料依舊嚴重；通過調整加水的比例、位置、方式等也沒有起到較好抑制效果。

3 強化石灰粉消化與混合料加水前移等工藝控制措施的形成與實踐生產(chǎn)：

針對圓筒粘結持續(xù)得不到解決，于是將圓筒粘料的方向從外力干預轉向配料物料處理方向。

通過對正常混勻料與圓筒結塊樣成分對比發(fā)現(xiàn)結塊料的CaO含量明顯高于正常混合料，說明石灰粉是造成圓筒粘結的主要原因。

圖8：正常混合料與圓筒結塊料成分對比（%）

將結塊料通過烘干稱重后水解化開過篩與正常混合料烘干水解化開后過篩對比發(fā)現(xiàn)，結塊料中大于3mm顆粒含量僅為4.7%較正常混合料＞3mm顆粒含量低38%（當期正常混合料為43%），說明細顆粒礦粉也是圓筒粘結的主要原因，尤其是粘性較大的精粉。

因配礦結構屬于公司管控，資源調整周期長，于是將影響圓筒粘料的處理方向主要放在石灰粉配加量與消化使用方式上。

（1）為了模擬圓筒混勻效果制作了一個簡易的φ300mm×400長圓桶模型，通過桶底與運行1.6m/s（2×180㎡燒結機一混圓筒筒壁速1.55m/s）的物料運行皮帶接觸帶動圓桶模型轉動達到模擬圓筒工作的效果，圓筒模型如圖9所示。

圖9：模擬圓筒的圓桶模型

（2）模擬圓筒實驗計劃按兩組進行，第一組5個樣：每個樣各取5000g烘干的混勻料，分別配加200g、300g、400g、500g石灰粉，石灰粉采用50℃左右的熱水按石灰CaO與水的摩爾比1:1消化30秒后,再覆蓋在圓桶混勻料上，剩余水分按混合料7.5%配加在混勻料上，將圓桶置于支架上旋轉10min取下，將圓桶豎直倒立30秒后稱量圓桶重量，增加重量即視為粘料判定情況。

圖10：2013年12月當期用石灰粉成分

圖11第一組實驗數(shù)據(jù)（g）

由上圖數(shù)據(jù)可看出石灰粉加入量為200g是桶壁粘料最少，對應石灰粉噸礦消耗量在35kg左右；當石灰粉加入量在300-500g之間桶壁粘料相差不大，對應噸礦生石灰粉消耗量在55-95之間；石灰粉加入量600g個時，內壁粘料最重。

第二組7個樣，所有樣品均按400g石灰配加5000g烘干的混勻料：樣1干灰不消化配加，樣2-樣4消化水量與石灰CaO按摩爾比1:1增加，分別配加冷水、50℃熱水、80℃熱水來對石灰進行消化處理后再覆蓋在圓桶混勻料上，樣5-樣7消化水量與石灰CaO按摩爾比2:1，增加剩余水分按混合料7.5%配加在混勻料上，分別配加冷水、50℃熱水、80℃熱水來對石灰進行消化處理后再覆蓋在圓桶混勻料上，后續(xù)步驟與上相同，得到數(shù)據(jù)如下：

圖12第二組實驗數(shù)據(jù)

由上圖12可看出樣1圓桶內壁粘料最多；樣2石灰粉用冷水消化30秒由于石灰粉消化不完全，粘料也較多；樣3與樣5粘料情況差別不大；樣4、樣6、樣7圓桶粘料下降較大，數(shù)據(jù)整體體現(xiàn)為消化水溫上升、消化水量增加圓桶粘料承下降趨勢，針對此情況加做了第三組實驗。

第三組實驗數(shù)據(jù)為兩個樣，兩樣品均按400g石灰配加5000g烘干的混勻料，樣1將50℃消化水和補加水一起全部加入石灰中消化30秒，樣2將80℃消化水和補加水一起全部加入石灰中消化30秒。

圖13第三組實驗數(shù)據(jù)（g）

從上圖13數(shù)據(jù)進一步印證了圖12體現(xiàn)消化水溫上升、消化水量增加圓桶粘料承下降趨勢，使用80℃高溫全水消化石灰粉圓桶內壁粘料量下降到最低。

針對上述結果，2013年12月與2014年1月2×180㎡燒結開展石灰消化高溫水技改，將水溫提高至80℃以上，并采取將加水量前移至配料石灰消化器中，一混圓筒僅留有應急補充水管，二混取消了加水。調整完成后圓筒內粘料一直沒有加厚現(xiàn)象，后續(xù)通過檢修將圓筒內前期積結料清理干凈后，圓筒內壁粘結較始終保持30-80mm厚，襯板揚料條可見。

通過模擬實驗和生產(chǎn)實踐分析得出，當石灰粉充分消化后與多余的水形成消石灰漿液，漿液從消化器口排出后先與礦粉接觸，再進入圓筒內。在圓筒中裸露石灰漿液粘結面積小于石灰粉在圓筒內消化后想成消石灰的粘結面積，裸露的漿液粘結力也小于消石灰的粘結力；在圓筒轉動過程中裸露漿液的粘結力小于物料在原料混勻造球運動過程中產(chǎn)生的重力和物料碰撞力，所有圓筒只會有少許粘料現(xiàn)象，少部分由于工況粘結力大料粘結料當厚度達到一定程度后也會自然跌落。

4 效果與對生產(chǎn)的影響：

從2014年2月起2×180㎡燒結機采取配料系統(tǒng)通過高溫熱水強化石灰消化和加水全部前移至消化器后起至今4年實踐混合圓筒再未進行人工清理過，圓筒內壁粘料厚度始終保持在30-80mm之間，也有效的保護了混合圓筒襯板，燒結相關配礦與技術指標見下圖：

圖14：2010年至2017年燒結配礦機相關經(jīng)濟技術指標

注：2017年礦粉數(shù)據(jù)擁擠至6月，其余統(tǒng)計至10月止

由上圖14可看出精分率除2012年偏高和2017年偏低外其余年度均在20%-25%之間，說明通過強化石灰粉消化和混合水分前移等工藝技術措施的采取可以控制精粉對圓筒粘料的影響；親水性高的褐鐵礦2014年起較前面4年比例是相對提高的，說明該措施可以控制褐鐵礦對圓筒粘料的影響；2014年噸礦石灰粉用量較前幾年均偏高，該措施的采取可以控制石灰粉用量對圓筒粘料的影響；采取該措施燒結機利用系數(shù)成上升趨勢；燒結礦強度2016年、2017年較2010年、2013年高，較2011年與2012年低，由于配礦結構對轉鼓起主導作用，也可判斷其對燒結礦強度室是沒有制約的。

5 結論：

（1）通過采取強化石灰粉消化和混合水分前移等工藝技術措施，可以應對混合料配礦結構變化、不同石灰粉用量等對制粒圓筒粘料影響。

（2）通過采取強化石灰粉消化和混合水分前移等工藝技術措施后燒結生產(chǎn)、質量未受到制約，反而對產(chǎn)量會有一定的促進作用。

參考文獻

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