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南钢烧结生产新技术的应用与实践

2024-05-16 17:17:14

来源:轧钢之家

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烧结矿占高炉炉料比例高达70%以上,烧结生产是炼铁前道工序中重要的环节,承载着高炉的稳定顺行。南钢将重点放在烧结工艺结构优化控制上,从优化配矿结构入手,通过装备升级、新技术应用,漏风治理,严格控制烧结各个生产环节。对烧结工艺进行深入剖析,深入挖掘,在智能化控制、大数据应用、节能降耗等方面取得了较大进步,技经指标也得到提升。

1.烧结生产新技术应用

1.1 优化配矿结构,混匀料直供

之前南钢混匀料结构不稳定,铁料品种多达二三十种,经常变换。混匀料堆采用平铺切取工艺,换堆频繁。南钢与中南大学开展配矿研究课题,通过烧结杯单烧实验,确立较优的配矿方案,将铁料品种优化固定10个品种内,形成了60%富粉+10%褐铁矿+16%精粉+14%杂料的配矿结构。取消混匀料堆平铺工艺,采用原料场单品种按比例配矿直供烧结,应用混匀料成分在线监测技术,保证混匀料成分稳定,混匀料硅标准偏差控制0.2以内。

1.2 雾化加水及智能混合加水控制

混合加水在整个烧结过程中起着十分重要的作用,加水方式是提高制粒效果的重要措施之一。混合机加水的目的在于混匀,在沿混合机长度方向均匀加水,加水量占总加水量的80%~90%。制粒机加水的目的是强化制粒,加水量仅为10%~20%。制粒机内分段加水有效提高制粒效果,通常在给料端用喷射流使料形成球核,继而用高压雾状水,加速小球长大,距排料端1m左右停止加水,小球在滚动中紧密坚固。制粒机之前用螺旋铜芯的雾化喷嘴,因工业水质较差,经常堵塞喷嘴,后改用高炉炉顶打水降温专用喷嘴,雾化效果好。制粒机雾化加水后混合料平均粒度增加0.48mm(见表1)。另外水分监测之前采用红外线水分仪,因受环境素因(如光线、水汽、粉尘等)影响,水分控制波动较大。针对这一矛盾,与南钢金恒科技合作上线一套混合料智能加水控制系统,改用多频谱微测水仪,通过前馈加反馈方式,实现了混合料加水全自动控制,稳定了混合料水分。

1.3 多维预热混合料技术

以往在制粒机加蒸汽来提高料温,但混合料从制粒机出来后,沿途热量散发,实际预热效果不佳,烧结料层“过湿带”加厚,引起燃耗上升。为提高料温至“露点”以上,除加热水和制粒机通蒸汽外,还实施混合料仓蒸汽预热技术来提高料温。在混合料仓仓壁下部开孔安装喷嘴,通入蒸汽,远程动态调节蒸汽流量,圆辊料门处在线红外检测混合料温度,预热效果大幅提升,料温达到70℃以上,而且还降低了蒸汽用量。

1.4 依托智能化平台,稳定烧结工艺参数控制

南钢烧结引进中冶赛迪智能化平台(如图1所示),平台有12个智能模块,如:混合料一体化配料、参数合理范围匹配、关键参数监测及预警、交互式数据分析引擎等等,模块通过大数据分析与自学习功能,全流程管控烧结生产过程,实时监测烧结终点温度及位置,终点温度400~460℃范围稳定率达到90%以上,实现烧结生产智能化。

1.5 风机变频技术应用

常规风机,其选用风量、风压要比实际需要高(风量裕量5%~10%;压力裕量10%~30%),传统控制裕量方法大多采用挡板式风门来调节,人为增加阻力来达到调节目的,极大浪费电能。风机变频控制后,可对风机的风量做平滑无极调速,风机在最佳工作点运行,风机工况曲线更符合系统,可提高风机效率,避免风机“喘振”现场。由于风量与转速的二次方成正比,功耗与转速的三次方成正比,因此变频控制更节能。烧结厂为降低电耗,持续对大型风机进行变频改造,如配料除尘、机尾除尘、整粒除尘风机、脱硫增压风机、主抽等。采用变频控制后,风机节电率达到12%~45%(见表2)。

2.烧结新装备应用

2.1 强力混合机

烧结料经过配料、混合机后混匀效果不佳,影响烧结矿产、质量。同时由于物料混匀不均,尤其是生石灰分布不均匀,造成碱度等质量波动影响高炉稳定运行。为了有效解决上述矛盾,在3#机混合机前增加一台立式强力混合机,提高混合料混匀度。投用后大烟道负压下降,布料厚度提升(如图2所示)。

2.2 漏风治理,提高产能

烧结机系统漏风点主要在烧结机头、机尾密封板,台车与滑道,风箱及大烟道双层卸灰阀等。通过更换头机尾更换柔磁性密封装置,采用无油密封滑道(图3)技术改造、风箱喷涂、大烟道采用复式智能双层卸灰阀(图4),进行漏风治理,提高烧结产能。

3.主要技术经济指标

通过实施上述新技术、新装备应用后,烧结主要技经指标均取得了较大的提升(见表3)。

从表3可以看出,2022年比2020年利用系数上升0.08t/m2·h,工序能耗下降4.01kgce/t,固体燃耗下降0.38kg/t,电耗下降7.67kwoh/t。

4.结论

综上所述,南钢烧结厂持续采用新技术、新装备、改进工艺技术管控等措施,降低工序能耗,提高了烧结技经指标,实现烧结优质、高效、低耗生产。