吳文斌

( 新興鑄管新疆有限公司，新疆 和靜  841300)

摘 要:新興鑄管新疆有限公司球團生產線產能提升過程中，出現了成品球團礦含粉率升高的現象，致使 供給高爐的球團凈礦量減少，工序成本上升。通過對影響球團含粉率的因素進行系統排查和分析，而后 因地制宜地采取改進措施，使成品球含粉率由 5% 以上降到 2% 以下，并保持穩定。

關鍵詞:成品球團礦; 含粉率; 膨潤土; 操作

1  前言

新興鑄管新疆有限公司現有一條鏈篦機回轉窯氧化球團生產線，設計生產能力60萬t/a，于2011 年底投產。生產所用含鐵原料主要為 新疆地區的磁鐵精礦，供應廠家較多，品位、脈 石含量、粒度等指標不一; 粘結劑一直使用外協 廠生產的膨潤土，屬新疆托克遜縣出產的鈣基 土，經人工活化改性為鈉基膨潤土。球團生產 基本流程為: 磁鐵精礦經配料 (同時配加粘結劑) 、烘干后，送入圓盤造球機造球; 生球經圓輥篩篩分，其中 ＜8mm和＞16mm 的濕返料返回造球機，合格生球進入鏈篦機和回轉窯進行干 燥、預熱、焙燒; 出窯高溫球團礦進入環冷機，通過三段鼓風冷卻，最終成品球團礦溫度≤100℃。

2012 年底以前，因煉鐵工序尚未理順，球團 礦需求量較少，球團生產節奏慢，月產量維持在4.5萬 t 左右，鏈箅機機速不超過 1.8 m /min，成 品 2# 皮帶上球團礦取樣檢驗≤5mm 粉末率低于3%，符合公司對本工序成品含粉率要求。之后，隨著煉鐵工序逐漸順行、產能提升，入爐球 團礦需求量增加，2013 年球團礦月產量增加到5 萬t以上，最高達到6.4萬t。由于生產節奏加快，造球盤給料量增加，造球時間縮短，生球在鏈箅機上的干燥、預熱時間也縮短，加之鏈箅機 設備狀況變差，配料不穩定，工藝控制不嚴格等各方面的原因，2013 年上半年成品球團礦含粉率劇增，最高的月份將近6%。輸入煉鐵上料系 統的球團礦篩下返礦率也增加，球團礦凈產量降低，球團工序成本上升2.3元/t左右，內部核算利潤降低，有悖公司“降本增效”的經營策略。為此，球團廠從內部查找問題，對癥施策，逐漸 扭轉了被動局面，使成品球團含粉率降到了較 低水平，見圖 1。

圖1 成品球團含粉率、球團返礦率變化趨勢

2 影響成品球團礦含粉率因素分析

2.1 粘結劑配用量的影響

球團生產用鐵精礦TFe高的62%左右，低的約58%，因此成品球的品位偏低。從2012年底開始，采取降低粘結劑配比保成品球品位的辦法，強制規定膨潤土配比不得超過2.0%，導致生球落下強度長期徘徊在3～4次/(0.5m)，質量無法保證，入窯粉末增多。

2.2  生球水分的影響

為了加快成球速度，提高球團礦產量，造球環節加水量偏多，生球水分達9.5%以上，造成生球干燥過程中爆裂現象嚴重，鏈箅機風箱漏下的干返料量明顯增多。分析認為，是由于生球水分增大，在干燥過程中，當水汽蒸發面逐步向球團內部移動后，內部的水分受熱蒸發量增多而使生球內部形成很大的內壓力，導致生球爆裂。有研究表明，生球水分從7.4%提高到

8.7%時，爆裂溫度降低100℃左右。另外，過高的造球水分增大了生球之間的粘性，生球在球盤內無法充分滾動，使造球盤內分級不明顯;造球水分過高，還會導致球團發生兼并長大，使生球落下強度、抗壓強度、爆裂溫度降低［1～3］。

2.3  鏈箅機設備狀況的影響

由于鏈篦機小軸、箅板等原設計材質為耐熱性較差的35GrMo鑄鋼件，用到一年左右大量小軸彎曲，定距管隨之彎曲，導致箅床翹板、掉板頻繁，若崗位工來不及處理，布料后就形成孔洞，漏風嚴重;與此同時，箅板也出現大量破損，特別是箅床左右兩側的第二塊箅板受邊緣效應影響，箅齒斷裂、磨蝕嚴重，沿箅床長度方向上形成了兩道集中漏風帶。以上情況導致鏈箅機工況惡化，極大地影響球團的干燥、脫水和氧化焙燒，導致干球強度降低，粉末量大，回轉窯氣氛差。

2.4   生球篩分的影響

產量增加的同時，進入輥篩系統的生球量增加，通過輥篩上的料球層厚度也相應增加，生球帶入的粉料量也增多，造成小球輥篩篩輥間粘料嚴重。雖然設置了篩分崗位工，但人工清理輥篩效率低、勞動強度大，無法保證篩分效果，導致進入箅床的生球含粉增多，最終大部分粉末轉入回轉窯中，不但焙燒球粉末多，而且易形成結圈。

2.5   配加干返粉和除塵灰的影響

因鏈篦機干返粉、窯尾主抽除塵灰、成品系統除塵灰、配料系統除塵灰均為集中放灰，然后由汽車運至配料室，直接卸入鐵精礦配料倉(料倉不夠用、無法單設灰倉)參與球團配料。這樣一來，當集中配加了干返粉、除塵灰的混合料進入造球環節時，就導致造球操作困難，成球率大幅度下降，出球粉末多，濕返料增多，最后形成惡性循環，導致生產波動、熱工制度不穩，調整和恢復時間通常需要1.5～2h。兄弟廠家的生產經驗也表明，干返料、除塵灰等配比超過一定值時，會對造球產生明顯的負面作用，使生球落下強度、抗壓強度、成球率均下降［4］。

2.6 工藝管理粗放，生產過程監督控制不嚴

由于球團生產線投產時間較短，操作技術尚在摸索探尋當中，對生產中的一些問題認識不到位，一些重要工藝參數缺少監督、管控，因此生產組織、協調水平較低，工藝管理不規范，上下環節之間聯動不及時，信息不通暢，致使生產波動大，工藝調整遲緩。

熱性較差的35GrMo鑄鋼件，用到一年左右大量小軸彎曲，定距管隨之彎曲，導致箅床翹板、掉板頻繁，若崗位工來不及處理，布料后就形成孔洞，漏風嚴重;與此同時，箅板也出現大量破損，特別是箅床左右兩側的第二塊箅板受邊緣效應影響，箅齒斷裂、磨蝕嚴重，沿箅床長度方向上形成了兩道集中漏風帶。以上情況導致鏈箅機工況惡化，極大地影響球團的干燥、脫水和氧化焙燒，導致干球強度降低，粉末量大，回轉窯氣氛差。

3 降低成品球團含粉率的對策

3.1控制進廠膨潤土質量，適當提高其用量

經過對比分析不同膨潤土配比條件下生球的落下強度，及其對濕返率、干返料量、入窯干 球含粉率等的影響，決定將膨潤土配比提高到2.3±0.2%，以保證生球質量，減少后續轉運、干燥、焙燒過程中破碎產生的粉末。做此調整后，生球平均落下強度提高到 5 次 /(0.5 m) 以 上，生球篩分濕返料從45%降到35%以下。

2013年3月，又修訂了進廠膨潤土質量控制標準(見表1) ，并加大了對指標不合格項的扣罰額 度，以防膨潤土質量下滑引起配比超限。

3.2  控制造球加水量，降低生球水分

考慮到水分高是生球爆裂溫度低、產生碎 裂的主要原因之一，所以實際生產中以穩定造 球給料量為基礎，將合理掌握加水量作為造球 操作管理的重點，在不影響成球效果的前提下，控制好造球滴狀水、霧化水的用量，適當降低生 球水分，以提高生球爆裂溫度。同時，將生球水 分列為崗位工作質量評價的主要指標之一，以生球水分≤8.5%為優、＞9.5%為不合格，每班次按照評價等級進行獎罰。經過一段時間努力，將生球水分穩定在8.7%以下，使生球在鏈篦機上達到了較好的干燥效果，爆裂現象大為減輕，抽檢表明，箅床上生球的爆裂數由原來的15%降到10%以下。

3.3  更換鏈篦機損壞部件、改進材質，加強維護

因生產過程中無法大量更換彎曲的小軸和 定距管，更換箅板也會影響鏈－回－環正常運行，因此，2013 年4月專門停機一次，集中更換了一批損壞最嚴重的小軸、定距管和箅板，使鏈 箅機狀況得到較大改善。同時，通過分析鏈箅 機運行條件，提出改變原設計的一些易損部件 的材質，采用高溫強度、耐磨性、抗氧化、抗蠕變等綜合性能好的材料。根據經驗，選擇1Gr18Ni9Ti 不銹鋼作為鏈箅機小軸、定距管的 材質；箅板材質選擇 Gr24%、Ni7、Mn3.0%為主要成分。然后，緊急聯系制造廠趕制備件。

2013 年 5 月底年檢時，更換了所有小軸和箅板， 使鏈箅機的功能得以完全恢復。此舉對改善生球干燥、預熱起到了重要作用，檢修后頭一個月，成品球含粉率即降到 3% 以下。改進后的小 軸和箅板使用到至今未見異常，預計使用期限不會低于2 年。

此外，生產中還加強了對箅床的日常檢查 和維護，設專人在下箅床巡回檢查，定時測量 1# 風箱下方回程箅床的同一組箅板左、右兩個鏈節溫度和左、右兩塊側板溫度，當溫度相差＞10℃ 時，馬上調整東、西回熱風機的轉速; 同時檢查箅床布料情況，確保整個箅床工作時受熱均勻; 發現箅板脫落馬上在線更換; 布料箅板未能 自行復位的立即人工復位，確保箅床上不出現漏洞。

3.4 自制生球輥篩清掃器，提高篩分效果

為實現輥篩粘料自動清掃，提高篩分效率 和效果，車間技術人員和員工一起探討、研究，自行設計、制作了一臺氣動小球輥篩自動清掃器。該清掃器由固定支撐裝置、往復移動清掃 裝置、氣力驅動裝置、電氣控制裝置等四部分構成; 往復運動的清掃架上裝有清料耙釘，對輥間 粘料予以清除。清掃器試制成功投入使用后，篩分效果迅速改觀，進入箅床的生球勻凈無粉，球層透氣性好，干燥、預熱均勻，干球平均抗壓強度由原來 330 N /個提高到了 480 N /個以上，入窯粉末減少。

3.5 鏈箅機干返粉和除塵灰單獨建倉，按比例 均勻配加 增加了除塵灰、干返粉配料倉，配料采用變頻圓盤給料、電子皮帶秤計量，配料比例進入主 控 PLC 自動控制。配料時要求干返粉、除塵灰 配加必須與鐵精礦上料同步，干返粉和除塵灰 配比之和小于總下料量的 2. 5 % ，配比波動控 制在 0.15% 以內。采取此項措施后，干返料對造球的影響基本消除，成球率穩定在 65% 左右，鏈箅機速度也穩定在2.0～2.1m /s之間。

3.6加強操作管理，強化工藝監督與控制

狠抓生產線重要環節工藝管控，強化過程監 督與管理，以“配料量穩定、成球率穩定、返料量 穩定、熱工溫度穩定”為目標，合理組織生產，提 高生球、干球質量，降低含粉率。具體措施如下:

(1) 設立工藝監督組，每 4 小時對膨潤土配 量、烘干料水分、生球強度、生球水分、干球強度和 FeO、成品球含粉率等關鍵過程指標進行跟 蹤、抽樣檢測，并將監控結果實時反饋到中控 室，為工藝操作和調整提供依據。

(2) 中控工隨時觀察窯頭壓力，及時調節環 冷機、鏈篦機風 流，保持窯頭微負 壓 (－4～0Pa) 操作，避免窯內正壓、窯頭部位冒粉。

(3) 規定看火工每 20 min 上窯頭查看窯內 氣氛，掌握窯尾下料和窯中料球含粉情況。發現進窯料球含粉大或窯內粉末增多時，要及時 減料、降低機速; 同時調整負壓、增大窯尾抽力，將粉末排向鏈箅機回熱管道除塵系統，防止粉 末進入環冷機。

(4) 要求值班長每 2 小時對鏈－回－環現場巡視一次，觀察生球篩分效果、箅床布料厚度 和均勻性、鏈箅機干返料量變化、窯內氣氛和粉 末多少、環冷卸料口料球含粉等實際狀況，指導 熱工系統操作，穩定熱工參數，控制好干燥、預 熱、焙燒、冷卻等環節，減少球團粉末率。

4實施效果

采取上述措施后，混合料穩定，造球生產順 行，生球水分適宜、穩定，強度改善，篩分效果改 觀，鏈篦機設備狀況恢復正常且運轉率提高。 其綜合作用的結果，使得生球質量提高，進入箅 床的生球潔凈均勻，球團干燥、預熱、氧化效果改善，最終降低了成品球團含粉率。2013 年下 半年以來，在產量大幅度超過設計能力的情況下，成品球團礦含粉率一直保持在 2% 以下的較 好水平，球團抗壓強度＞2800N/個，完全滿足高爐生產要求，見表 2。

表2   213 年下半年球團礦產量、含粉率、強度指標

5 結束語

針對產量上升引起成品球團含粉率高的現 象，從原料條件、生產工藝和生產操作幾方面入 手查找原因，而后采取相應的技術和管理對策 并逐項落實，在原料和設備條件基本不變的情況下，使成品球團礦含粉率從 5% 以上降到 2% 以下，提高了供給高爐的球團礦凈產量，球團工序成本也有所降低。2013 年下半年成品球團含粉率一直保持在1.9%以下，工序加工費環比降低了4.17元/t，工序能耗也由43.85kgce/t降到40.56kgce/t，為公司降本增效作出了貢獻。

參考文獻

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［2］臧疆文，王梅瑩，等.  生球爆裂溫度的影響因素及提高途 徑［J］. 新疆鋼鐵，2004，91(3): 14－15.

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