邢钢利用球团竖炉烘干巴西块矿的实践

2010年全国炼铁低碳技术研讨会论文集邢钢利用球团竖炉烘干巴西块矿的实践孙汉勇李炳岳张志强房志彬(邢台钢铁有限责任公司，河北邢台054027)0、引言邢钢炼铁厂现有8m2竖炉两座，两炉共用配料系统、混合干燥系统、润磨系统和上料系统，有各自独立的造球系统、冷却系统和除尘系统。进入2010年由于原料市场的变化，为了进一步降低成本，公司采购了部分低价格的巴西块矿代替球团配入高炉，但由于持续的降雪和低温，这部分块矿含水含粉较大，尤其是结冰后用传统方法无法筛除粉末，限制了高炉使用。为了强化块矿筛分，减少块矿入炉含粉，提高块矿配加比例，保持炉况顺行，炼铁厂通过改造1#竖炉相关系统实现了用球团竖炉烘干块矿。1、烘干块矿的工艺流程根据我厂具体情况，利用球团竖炉烘干块矿的过程设计为：巴西块矿进厂后先使用10mm间隙条筛进行预筛分，然后用汽车倒运至1#竖炉循环球场地，用铲车上1#竖炉循环球仓，通过原1#竖炉皮带上竖炉，在竖炉内用高炉煤气燃烧后的热废气烘干，从电振排料至轻型带冷机鼓风冷却，再通过皮带上高炉高仓，最后在槽下进行筛分后入炉（见块矿烘干工艺流程图）。预筛分竖炉循环球仓球团竖炉烘干冷却筛分成品块矿块矿返粉空气煤气除尘灰空气返粉块矿烘干工艺流程图2、所进行的改造2.1循环球仓的改造在竖炉开炉或出现故障再恢复生产时，要先将部分烧成的球团布到烘干床，待烘床温度升高到可以烘干生球时，再上生球正常生产，这部分提前布到烘干床的球团称为循环球。由于现循环球仓是针对球团设计的，对比循环球，块矿平均粒度较大，含水分约5%、含粉高于球团7个百分点、自然堆角高于球团约10°（具体数据见表1）。为保证下料，我们在循环球仓下料口东侧加装400*500mm流槽一个，在仓壁加装振动器一个。2010年全国炼铁低碳技术研讨会论文集表1块矿和球团物理性能对比名称含粉水分粒度自然堆角块矿15%5%10-20mm35°球团＜8%～0%10-16mm25°2.2齿辊的改造竖炉内的齿辊起支撑料柱、活动料柱和破碎大块的作用，我厂的8m2竖炉配套齿辊为Φ570*2000齿辊卸料机，设计为7根辊，齿辊之间的间隙为80mm，为不使齿辊对块矿造成破坏又能使块矿均匀下降，我们利用检修机会将1#竖炉排空，对炉内结块和脱落的齿片进行清理，将2#、6#辊拆除，并治理了冷却壁漏水。2.3电振给料机改造邢钢两座球团竖炉各配套两台GZ6型电磁振动给料机排料，给料斗尺寸为700*1400mm，电振给料斗角度在-10°至10°可调，由于块矿自然堆角和粒度均大于球团（见表1），为保证顺利烘干好的块矿顺利排料，利用检修时机将电振给料斗角度从生产球团时的约0°调整至最大的10°。3、工艺调整3.1烘床温度和废气温度用竖炉焙烧球团时，在烘干床需要将生球中的吸附水和结晶水分全部变成水蒸气，吸附水一般加热到105℃就迅速干燥和蒸发，结晶水在200℃左右开始分解，400℃至500℃分解速度激增；所以烘床温度要达到400～500℃以上，烘干后废气温度一般会保持在100℃以上。用球团竖炉烘干块矿时，主要是要把块矿中的吸附水变成水蒸气，而不希望结晶水分解，这是因为结晶水分解会使矿石破碎产生粉末。所以用竖炉烘干块矿时烘床温度要在105℃至200℃之间；废气温度要达到露点（约60℃）以上，使废气中的水蒸气不会凝结，而被顺利抽走（见表2）。表2生产球团和烘干块矿工艺参数对比废气温度烘床温度燃烧室温度煤气消耗空煤比产量/烘干量单位℃℃℃m3/ht生产球团1605401110110001.1060烘干块矿8511090085001.60853.2燃烧室温度和煤气消耗磁铁矿焙烧球团的固结反应主要为磁铁矿氧化成Fe2O3及磁铁矿氧化所得的Fe2O3晶粒的再结晶，当磁铁矿球团在氧化气氛中焙烧至200℃以上时，氧化开始，至900℃～1100℃以上时绝大部分的Fe3O4氧化成Fe2O3，这个反应是放热反应，结合我厂使用的磁铁精矿高二氧化硅、固溶物熔点低的特点，所以生产球团时将燃烧室温度控制在1100℃左右；巴西块矿主要成分为赤铁矿，在氧化气氛中赤铁矿晶粒在900℃开始再结晶，这个过程是吸热反应，需要将焙烧温度控制在900℃以下以保证块矿现有粒度不会由于再结晶而破坏。高炉煤气燃点约700℃，结合我厂具体情况，经过试验烘干块矿时燃烧室温度最后确定为900℃。根据燃烧室温度要求，燃烧室内空煤比由焙烧球团时的1.20提高至1.60；烘干用的高炉煤气量根据燃烧室温度、烘床温度需要而调整，在烘干量85t/h时，消耗高炉煤气量为8500m3/h。3.3存在的问题及调整为防止块矿由于高温发生的物理和化学反应造成粉化，开始烘干块矿时燃烧室温度设定在750℃±50℃，煤气消耗量设定为5000m3/h，但在实施过程中发现烘床温度不足90℃，废气温度不足50℃，燃烧室燃烧不活跃（几乎看不到火），为安全起见逐步提高燃烧室温度和煤气量，在燃烧室温度提高至900℃、煤气消耗量增加至8500m3/h时，块矿没有粉化而又达到了烘干的效果，便把此参数（见表2）固化下来。2010年全国炼铁低碳技术研讨会论文集由于块矿含水含粉大，在循环球仓和烘干床上造成了粘堵，原来设想的每小时烘干60吨的均衡生产无法维持，每天需专门抽出1-2小时处理循环球仓和烘干床粘堵，只能通过提高其他时间的烘干量来满足需要。另外，电除尘每天产生的除尘灰量也相应的由原来的每天约60吨升高为每天约200吨，给电除尘的运行增加了负担。4、结语4.1为了使用球团竖炉烘干块矿，邢钢炼铁厂对1#竖炉系统的循环球仓、齿辊卸料机和电磁振动给料机进行了相应改造。4.2通过调整燃烧室温度、烘床温度和煤气消耗量等参数，使块矿达到了烘干以利于筛分的目的。4.3由于块矿含水含粉大，出现了由于粘堵造成的烘干中断，并增加了相关系统除尘的负担。参考文献[1]王悦祥.烧结矿与球团矿生产.冶金工业出版社，2003，92-106[2]贾艳李文兴.高炉炼铁基础知识.冶金工业出版社，2003，15-16