论文部分内容阅读
一、 引言
烧结生产的历史已经有一个多世纪了，众所周知，在烧结过程中将混合料温预热到“露点”温度以上，就可以显著的减少料层中水汽冷凝形成的过湿现象，从而可以降低过湿层对气流的阻力，改善料层的透气性，使抽过料层的空气量增加，为料层内的热交换创造良好的条件，燃烧速度加快，燃烧带厚度减薄，熔融物的冷却速度加快，阻力减小。目前，我部使用的预热混合料方法是：返矿预热和生石灰预热。本文介绍采用炼钢红泥（红泥中主要为炼钢转炉除尘灰）进行生石灰消化对生产现场存在的问题的改进。
二、 背景概述
随着建设资源节约型、环境友好型社会的要求越来越高，烧结生产在资源、环保方面面临着巨大的挑战，我部于2014年改造为200㎡烧结机，亦采用三级生石灰消化器，该消化器喷头堵塞严重、生石灰消化不均匀，下料口宜出现球状生石灰块，导致生石灰配料不稳定，设备故障率极高，造成烧结混合水分不稳定，从而引起烧结矿强度差，碱波动大。为降低能源消耗节约成本，减少乃至杜绝废物外排，建设成绿色工厂，稳定烧结矿转鼓强度、提高烧结矿质量，我部去除三级生石灰消化器，改造为使用红泥代替部分水对生石灰进行预消化（即一级消化器）。
1、使用红泥进行生石灰消化的益处：
1.1废物利用，节约能源。生石灰充分消化需要适当的水量，一般加水量为0.3～0.35t/t生石灰，这样用红泥是生石灰消化，每吨生石灰可节约水量0.2～0.25t。
1.2 提高混合料品位，及微量元素含量。红泥大约中70%为水，其余30%为氧化铁皮及硅、钙、镁等微量元素，氧化铁皮能提高品位，硅、镁等微量元素有利于高炉炼铁的操作。
1.3 提高红泥温度，增强生石灰活性度，提高了生石灰的消化速度，在皮带有限的运输距离内，使生石灰消化得更完全。一次混合机物料混合均匀，提高混合机造球率。
2、使用红泥进行生石灰消化给生产带来的困难：
2.1从炼钢长距离输送红泥进入红泥池后，红泥温度降低。
2.2红泥中有时会有杂物，造成管道、水泵经常性堵塞，红泥泵故障率增加。
2.3从红泥池中用红泥泵打入消化器时，红泥压力大，不利于生石灰消化，而且污染消化器周边环境，增加岗位人员劳动强度。
基于以上因素，设计了本系统。该系统由两部分组成：蒸汽换热装置与减压、过滤、流量调整装置。
3、系统设计
3.1蒸汽换热装置组成及工作原理
生石灰要进行充分消化要加适当水量，根据相关研究结果表明，水温由20℃提高到100℃，生石灰活性度有210mL提高到380mL，生石灰单独消化时，不同水温与消化时间关系：水温在20℃时，生石灰消化时间为6分钟;水温达到80℃时，生石灰消化时间为0.83分钟。可见水温越高生石灰消化时间越短，生石灰充分消化能发出大量热量，混合在混合料中能提高料温有利于成球。由于我部生产场地限制，生石灰配料系统距离一次混合机较近，生石灰需在所以设计了蒸汽换热装置，经过长时间的生产实践该换热系统能使红泥温度提高至80℃，生石灰在进入一次混合机前已充分消化，一次混合机加水稳定，造球效果提高，烧结料层透气性良好，烧结矿质量稳定。
蒸汽换热装置由两个换热罐串联组成，换热罐中间由直径100mm无缝钢管连接，换热罐内部安装螺旋状管道（直径20mm），换热罐一侧连接炼钢红泥管道，另一换热罐设计泄压管道（通往红泥池）与溢流管道（通往红泥过滤装置），加热罐底部安装红泥排污阀门。
从炼钢红泥池输送红泥由红泥进口管道进入两个换热罐中，蒸汽由顶部蒸汽管道进入换热罐，蒸汽管道在换热罐内为螺旋状，以增加加热面积，提高红泥温度;当换热罐中压力过大时由泄压管道进行泄压;底部阀门用来控制换热罐中红泥总量。当红泥经过换热罐加热后由溢流管进入红泥减压、过滤装置。
3.2减压、过滤、流量调整装置
由于从红泥池中用红泥泵直接把红泥输送进消化器，红泥压力过大造成浪费、污染周边环境，红泥中杂物有可能堵塞红泥管道，不利于流量控制。为了控制生石灰消化器的合适配加红泥量，避免生石灰加红泥过多或不足，引起混合料水分的波动，提高生石灰的消化效果，故设计此装置。该装置由单个红泥罐及内部L型过滤网、顶部连接换热装置管道、底部排污阀以及电磁流量计、电动调节阀和切断阀。电磁流量计、电动调节阀使操作人员可在控制室内对加红泥量进行监控调整，可保证及时切断红泥，避免生产事故。
该系统工作原理：换热罐中经加热的红泥由管道进入减压罐，经过篦子过滤红泥中杂物进入减压罐另一侧，由电动调节阀控制红泥量，经管道进入生石灰消化器。过滤出的杂物由底部排污阀排出。
4、系统改造后的使用效果
此次改造涉及到了工艺、设备等方面的改造，整体水平得到了提升。红泥经过减压、过滤、流量控制装置，能有效的减小红泥压力、清除红泥中杂物、控制红泥流量，便于控制，降低岗位操作人员以及维修人员的勞动强度，配料室内环境得到了改善。改造后采用的换热装置，能提高红泥温度至80℃左右，使生石灰得到充分消化，混合料温度提高5℃-10 ℃ ，强化了制粒造球，减少了烧结矿白点的产生，提高烧结矿成品率。我部近4个月内烧结矿指标与改造前指标如下：转鼓强度由76.84提高至77.13，碱度稳定率由提高1%，出矿率由84.5%提高至86.6%，溶剂单耗由177Kg降低至166.5Kg。
参考文献：
[1]张天启，《烧结技能知识》，冶金工业出版社，2012.
[2]周传典，《高炉炼铁生产技术手册》冶金工业出版社，2005.
[3]薛俊虎，《烧结生产技能知识问答》，冶金工业出版社，2005.
[4]王悦祥，《球团矿与烧结生产》，冶金工业出版社，2010.
（作者单位：新兴铸管股份有限公司（武安工业区））
烧结生产的历史已经有一个多世纪了，众所周知，在烧结过程中将混合料温预热到“露点”温度以上，就可以显著的减少料层中水汽冷凝形成的过湿现象，从而可以降低过湿层对气流的阻力，改善料层的透气性，使抽过料层的空气量增加，为料层内的热交换创造良好的条件，燃烧速度加快，燃烧带厚度减薄，熔融物的冷却速度加快，阻力减小。目前，我部使用的预热混合料方法是：返矿预热和生石灰预热。本文介绍采用炼钢红泥（红泥中主要为炼钢转炉除尘灰）进行生石灰消化对生产现场存在的问题的改进。
二、 背景概述
随着建设资源节约型、环境友好型社会的要求越来越高，烧结生产在资源、环保方面面临着巨大的挑战，我部于2014年改造为200㎡烧结机，亦采用三级生石灰消化器，该消化器喷头堵塞严重、生石灰消化不均匀，下料口宜出现球状生石灰块，导致生石灰配料不稳定，设备故障率极高，造成烧结混合水分不稳定，从而引起烧结矿强度差，碱波动大。为降低能源消耗节约成本，减少乃至杜绝废物外排，建设成绿色工厂，稳定烧结矿转鼓强度、提高烧结矿质量，我部去除三级生石灰消化器，改造为使用红泥代替部分水对生石灰进行预消化（即一级消化器）。
1、使用红泥进行生石灰消化的益处：
1.1废物利用，节约能源。生石灰充分消化需要适当的水量，一般加水量为0.3～0.35t/t生石灰，这样用红泥是生石灰消化，每吨生石灰可节约水量0.2～0.25t。
1.2 提高混合料品位，及微量元素含量。红泥大约中70%为水，其余30%为氧化铁皮及硅、钙、镁等微量元素，氧化铁皮能提高品位，硅、镁等微量元素有利于高炉炼铁的操作。
1.3 提高红泥温度，增强生石灰活性度，提高了生石灰的消化速度，在皮带有限的运输距离内，使生石灰消化得更完全。一次混合机物料混合均匀，提高混合机造球率。
2、使用红泥进行生石灰消化给生产带来的困难：
2.1从炼钢长距离输送红泥进入红泥池后，红泥温度降低。
2.2红泥中有时会有杂物，造成管道、水泵经常性堵塞，红泥泵故障率增加。
2.3从红泥池中用红泥泵打入消化器时，红泥压力大，不利于生石灰消化，而且污染消化器周边环境，增加岗位人员劳动强度。
基于以上因素，设计了本系统。该系统由两部分组成：蒸汽换热装置与减压、过滤、流量调整装置。
3、系统设计
3.1蒸汽换热装置组成及工作原理
生石灰要进行充分消化要加适当水量，根据相关研究结果表明，水温由20℃提高到100℃，生石灰活性度有210mL提高到380mL，生石灰单独消化时，不同水温与消化时间关系：水温在20℃时，生石灰消化时间为6分钟;水温达到80℃时，生石灰消化时间为0.83分钟。可见水温越高生石灰消化时间越短，生石灰充分消化能发出大量热量，混合在混合料中能提高料温有利于成球。由于我部生产场地限制，生石灰配料系统距离一次混合机较近，生石灰需在所以设计了蒸汽换热装置，经过长时间的生产实践该换热系统能使红泥温度提高至80℃，生石灰在进入一次混合机前已充分消化，一次混合机加水稳定，造球效果提高，烧结料层透气性良好，烧结矿质量稳定。
蒸汽换热装置由两个换热罐串联组成，换热罐中间由直径100mm无缝钢管连接，换热罐内部安装螺旋状管道（直径20mm），换热罐一侧连接炼钢红泥管道，另一换热罐设计泄压管道（通往红泥池）与溢流管道（通往红泥过滤装置），加热罐底部安装红泥排污阀门。
从炼钢红泥池输送红泥由红泥进口管道进入两个换热罐中，蒸汽由顶部蒸汽管道进入换热罐，蒸汽管道在换热罐内为螺旋状，以增加加热面积，提高红泥温度;当换热罐中压力过大时由泄压管道进行泄压;底部阀门用来控制换热罐中红泥总量。当红泥经过换热罐加热后由溢流管进入红泥减压、过滤装置。
3.2减压、过滤、流量调整装置
由于从红泥池中用红泥泵直接把红泥输送进消化器，红泥压力过大造成浪费、污染周边环境，红泥中杂物有可能堵塞红泥管道，不利于流量控制。为了控制生石灰消化器的合适配加红泥量，避免生石灰加红泥过多或不足，引起混合料水分的波动，提高生石灰的消化效果，故设计此装置。该装置由单个红泥罐及内部L型过滤网、顶部连接换热装置管道、底部排污阀以及电磁流量计、电动调节阀和切断阀。电磁流量计、电动调节阀使操作人员可在控制室内对加红泥量进行监控调整，可保证及时切断红泥，避免生产事故。
该系统工作原理：换热罐中经加热的红泥由管道进入减压罐，经过篦子过滤红泥中杂物进入减压罐另一侧，由电动调节阀控制红泥量，经管道进入生石灰消化器。过滤出的杂物由底部排污阀排出。
4、系统改造后的使用效果
此次改造涉及到了工艺、设备等方面的改造，整体水平得到了提升。红泥经过减压、过滤、流量控制装置，能有效的减小红泥压力、清除红泥中杂物、控制红泥流量，便于控制，降低岗位操作人员以及维修人员的勞动强度，配料室内环境得到了改善。改造后采用的换热装置，能提高红泥温度至80℃左右，使生石灰得到充分消化，混合料温度提高5℃-10 ℃ ，强化了制粒造球，减少了烧结矿白点的产生，提高烧结矿成品率。我部近4个月内烧结矿指标与改造前指标如下：转鼓强度由76.84提高至77.13，碱度稳定率由提高1%，出矿率由84.5%提高至86.6%，溶剂单耗由177Kg降低至166.5Kg。
参考文献：
[1]张天启，《烧结技能知识》，冶金工业出版社，2012.
[2]周传典，《高炉炼铁生产技术手册》冶金工业出版社，2005.
[3]薛俊虎，《烧结生产技能知识问答》，冶金工业出版社，2005.
[4]王悦祥，《球团矿与烧结生产》，冶金工业出版社，2010.
（作者单位：新兴铸管股份有限公司（武安工业区））