关于链篦机

关于链篦机—回转窑工艺结圈实验方案自2000年大型“链篦机—回转窑工艺”（球团年产量100万吨）在首钢改造成功以后，发展非常迅速，其产、质量高，对原料适应广，生产成本较低等优越性得到充分体现，但回转窑结圈的问题也表现突出。若回转窑结圈问题处理不好，将严重影响球团的产、质量，缩短回转窑窑衬寿命，甚至影响回转窑的整体结构，导致无法继续生产。结圈的防止和消除成为“链篦机—回转窑工艺”整个技术成功的关键，因此解决回转窑结圈成为球团生产的重要课题。而钒钛球团的结圈问题表现得更加突出（由于原料中含有一定量的钒、钛等元素，使钒钛矿具有特殊的焙烧性能），目前在我市众多的球团企业，除了钢企球团厂使用“链篦机—回转窑工艺”外，其余都使用竖炉生产工艺。因此我厂做好“链篦机—回转窑工艺”生产的前期研究准备工作非常重要。一、“链篦机—回转窑工艺”结圈示意图及原因分析1.“链篦机—回转窑工艺”结圈示意图图1是回转窑结圈的典型示意图。根据回转窑各段温度的差异，可以把回转窑分为窑头、窑中、窑尾3个部分。距出料端0~7米为窑头段，7~17米为窑中段，17~35米为窑尾段。如下图所示，窑头和窑尾段结圈物较均匀，厚度一般在50mm左右，对生产影响不大。窑中段结圈厚度一般在270～300mm，严重时可达1米，导致球团不能在回转窑中正常流动，加大回转窑的负荷，使得生产无法继续进行，必须停窑进行处理。图1回转窑结圈示意图窑中段是回转窑温度焙烧的高温段，温度一般在1280℃左右，而窑头段温度一般为1050～1250℃，窑尾段温度一般为900～1150℃，窑中段焙烧温度高，导致窑中段结圈严重。2．回转窑结圈原因分析经过我国12年来的大型“链篦机—回转窑工艺”生产实践，有研究认为：回转窑结圈主要是温度过高、煤灰带入的低熔点物质、窑内粉末在窑壁上固相扩散粘附和液相粘附不断积累形成的。回转窑中的粉末一部分从链篦机中随球团一起带入，一部分是由于球团在回转窑中受到摩擦剥落而产生的，还有一部分为煤燃烧的残留物。而造成球团粉末多的因素较多，详细结圈关系图如图2示。因此，根据回转窑结圈的各种因素分析，在即将生产的“链篦机—回转窑工艺”中提前做好各项预防措施，以降低回转窑结圈对生产的影响。窑尾窑中窑头图2回转窑结圈原因分析二、防止回转窑结圈的实验方案：1.实验流程：链篦机—回转窑球团实验流程模拟工业生产线流程，主要包括配料、混合料、润磨、圆盘造球、生球干燥、预热、焙烧及性能检测等。2.原料分析：球团生产原料中低熔点物质主要是SiO2，由于我厂使用的铁精矿厂家众多，而各家所产铁精矿的化学成份、粒度又各不相同，使得混合料质量不稳定，波动范围大，增加了操作难度。因此要对不同的原料做生产前的各项实验工作。我厂的含铁原料主要为：周边钒钛精矿、周边普铁精矿、生产中的除尘灰。周边钒钛精矿其TFe都不高(54%~预热温度过高预热时间短嗲、、膨润土用量过大球团中含硅高煤粉燃烧后残余物中硅氧化气氛差预热球强度差球团中粉末过多低熔点物质干燥制度不合理生球水份大生球爆裂料层过厚或布料不均结圈57%)，TiO2基本都在10%以上，SiO2在3.5%左右，周边普铁精矿的SiO2含量较高，在9%左右。必须要对原料进行合理搭配，将混合料SiO2含量控制在5%以内。3.配料及造球实验：生球质量直接影响链篦机烘干效果，进而影响粉末产生量。本实验目的是如何更好地控制生球质量。按我厂球团矿出厂化学成份要求配料，将不同钒钛精矿、普铁精矿、除尘灰以最佳经济配比混合料。把混合料在混料机中预混3~5分钟（以混合料实际混匀时间为准），再把混合料放在烘箱中烘至适宜水分（以最佳造球水分为准，一般水分7%左右），然后将混合料在制样粉碎机中磨3~5分钟（粒度–200目在70~80%）。取一定量（以造球机的参数为准）的混合料放入造球机中，加适量水（1~2%），在造球机中以不同转速、倾角、时间造球。生球的质量要达到以下要求：粒度8~12mm≥85%，落下5次/0.5m，水分8.5%左右（通过干燥、预热实验确定）。4.生球干燥期间爆裂温度实验：生球干燥温度的控制非常重要，它将直接影响入窑粉末量。本实验目的是如何减少生球干燥过程中产生的粉末，合理制定爆裂温度上限值和干燥温度曲线。取合格生球在烘箱中（温度110℃）烘约1小时（时间以整个生球烘干为原则），将高温炉升至预定温度（350~650℃）。取50个烘干的生球放入马弗炉中焙烧10~15分钟，以生球爆裂4%所能承受的最高温度为爆裂温度，实验时每个给定温度下重复测定两次，取其平均值。4.预热焙烧实验：本实验目的是通过干球及成品球的指标来确定合理的预热、焙烧温度及停留时间。以减少回转窑中粉末产生量、降低FeO含量，减少结圈。将三温区管式炉、鼓风机、流量计组装好，干燥段温度升至100~300℃，预热段温度升至900~1000℃，焙烧段温度升至1150~1250℃。把合格的生球（一次约50个）依次在干燥段10分钟左右，预热段10分钟左右，焙烧段30分钟左右，通入一定量的空气。预热干燥好的生球及焙烧好的熟球应满足以下质量要求：干球指标：干球强度≥500N/个，AC转鼓-5mm5%，FeO含量≤8%。成品球指标：抗压强度≥2000N/个，转鼓指数（+6.3mm）≥90%，耐磨指数（-0.5mm）≤8%，FeO含量≤2%。回转窑中的粉末粘附在凹凸不平的窑衬上，粉末与窑衬之间发生固相扩散，固相扩散的速度很大程度上决定了粉末能否牢固固结在窑衬上。只有当粉末固结的牢固程度能够抵挡物料滚动时对它施加的摩擦力，粉末才可能牢固地固结在窑衬上。本实验以焙烧后的抗压强度（也称粉末固结强度）衡量粉末固结的程度。温度对粉末固结强度的影响，回转窑窑中的特点是温度高，随着温度的上升，粉末的固结强度几乎呈几何级数上升。6.低温焙烧实验：降低焙烧温度，球团的强度也随之降低，易产生碎球和粉末，可能造成质量不合格、加剧回转窑结圈等问题，为此考虑在球团原料中适当配加低熔点物质。在钢企球团厂配加高FeO矿（FeO含量在75%左右）或使用其自主研发的氧化助剂，FeO氧化过程放出大量的热量，当焙烧温度降低时，球团内部可以氧化增热，高FeO物质产生低熔点液相，增加粘结相量，有利于提高球团的固结强度。根据我厂的情况考虑配加煤粉，煤粉在球团内部燃烧时放出大量的热，燃烧后残余物中的SiO2与FeO形成低熔点液相，增加粘结相量，有利于提高球团的固结强度。7.关于新原料的焙烧实验随着我市球团行业的不断扩大，铁精矿将日益紧缺，寻找新的含铁原料将不可避免，一些难处理铁矿资源将被大力开发和利用，而我市周边有大量的赤铁矿（Fe2O3）和硫酸渣还未得到充分利用。赤铁矿粉成球难，赤铁矿粉球团比磁精粉球团难焙烧，主要表现为：预热和焙烧温度高、时间长，成品球强度低。硫酸渣含硫较高对设备腐蚀较重。8.实验用仪器设备：本次实验涉及的仪器设备有：烘箱、混料机、粉碎机、造球机、三温区管式炉、鼓风机、流量计、高温炉、转鼓机、抗压机、电子天平。设备名称对设备的要求报价（元）混料机一次能混料10Kg左右4500造球机高温炉能在1300℃左右连续使用，在2h内升到所要求温度鼓风机流量计精度在0.5%左右，流量三温区管式炉能在1300℃左右连续使用，在2h内升到所要求温度，一次能焙烧50个球团（Φ8~14mm）以上工艺参数均为链篦机—回转窑较为成熟的生产参数，我厂即将投产的链篦机—回转窑工艺可以借鉴，但具体参数还需做实验和在将来实际生产中摸索确定。因此中心实验室应尽早建立起来，以便开展实验工作，根据以上各项较佳的实验工艺参数与实际生产相结合，确定不同原料的合理热工制度，较经济的工艺参数，避免回转窑结圈，保持链篦机—回转窑工艺的正常生产。唐清明2012年4月27日