马钢3号竖炉的优化设计及配套系统改造

马钢3号竖炉的优化设计及配套系统改造上传于：1970-01-0108:00:00作者：base来源：张宗华解珍健王富生节永烈浏览：0次评论：0条摘要介绍了马钢一烧3号(10m2)竖炉大修扩容的改造情况及取得的效果。改造后，单炉生产能力由45万t／a提高到100万t／a，球团矿质量达到了高炉炼铁的要求，较好地满足了高炉生产的需要。关键词竖炉改造效果1前言马钢一烧有三条球团竖炉生产线，2006年球团矿产量达到202万t，大部分供给二铁总厂2500m3高炉使用，高炉冶炼效果良好。随着公司新区建成投产，球团矿需求量大增，即使考虑新建200万t链篦机．回转窑生产线投产后的球团矿产量，高炉球团矿配比仍不足20％。鉴于这一情况，我厂决定对3号(10m2)竖炉进行扩容改造。3号竖炉建于2004年，设计能力为45万t／a。此次扩容改造是在竖炉大修的基础上将其扩容至16．2m2，主要项目包括：竖炉本体钢结构及炉衬扩容、提高、更换；更换相应的烘干床、燃烧室、导风墙和水梁；布料车提高1．5m及Q-3、S-10皮带机、操作室相应提高；齿辊卸料机由原8根齿辊改为10根；新建．D1400冷却风机、风机房和冷却风管道；电除尘器扩容到90m2，电除尘风机、除尘风管、烟囱相应建设或更换；配套的电气、计器、控制系统改造及完善；烘干、润磨、造球、成品系统配套和检修等。3号竖炉的扩容改造于2007年11月进行，包括停炉及烘窑时间在内，共用了15天。改造后，单炉实际生产能力由原来的45万t／a提高到100万t／a，两座10m2竖炉和一座16．2m2竖炉2008年预计产量将达到240万t。2竖炉本体优化设计结合我厂过去在竖炉扩容改造方面的成功经验，以及国内大型球团竖炉的生产经验，3号竖炉改造在充分利用原有钢结构的基础上，对炉型进行了优化设计。2．1竖炉本体改造为了保证燃烧室废气能够穿透球层，竖炉宽度原则上不做大的增加。根据国内的成功生产经验和我厂三座竖炉的生产情况，宽度定为2500mm。焙烧面积的扩大主要靠增加长度方向的尺寸，在保持齿辊间距、辊径、长度不变的基础上，齿辊数量由现有的8根增至10根，使长度方向增加25％。宽度方向改造主要是将竖炉混气室挡墙向东西两侧各移114mm，使混气室宽度由514mm减至400mm，焙烧带宽度相应增加114mm。改造后，竖炉有效焙烧面积由10m2增加到16．2m2。2．2烘干床改造烘干床角度保持108°不变，长、宽分别增加l446mm、761mm，烘干床面积由17．04m2增加到32．3m2；同时，对篦条进行优化设计，改变原来百叶窗式篦条的空隙、角度及宽度，使通风面积由原来的6．94m2提高到8．31m2。改造后，烘干床干燥效果得到改善，促进了球团矿产量提高。2．3燃烧室及烧嘴改造鉴于竖炉平台不便于燃烧室直径增大，故此次改造保持燃烧室直径不变，将南北方向长度各增加1500mm，使竖炉有效焙烧面积由15．34m2增大到26．84m2。原燃烧室烧嘴为漩涡式，不能满足日益增加的产量对热能的需求，为了增加煤气和助燃风流量，减少烧嘴堵污，此次改造将漩涡式烧嘴改为FH8000直流式高炉煤气燃烧器；同时对烧嘴上方的煤气管道进行改造，将煤气支管直径由Ø250增大到Ø350，使燃烧室废气量供给能力由16000m3／h提高到22000m3／h以上。2．4导风墙及水梁鉴于导风墙水梁故障率较高，此次改造将大水梁钢管由5根增至10根，采用不锈钢无缝钢管，宽度由764mm增加到1000mm；为了增加冷却风通过面积，减小冷却风速度，导风墙砖厚减少3mm，宽度由760mm增加到1000mm，其内孔长度由424mm增加到466mm，孔内通风面积相应由1．76m2增加到3．64m2。3配套系统改造3．1冷却风系统原3号竖炉配备有D700助燃风机和D850冷却风机各一台，竖炉改造前随着产能的不断提高，冷却风量已感到明显不足，成为生球干燥和产量提高的制约因素。改造后冷却风机采用D1400，同时将冷却风管直径由Ø820加大到Ø1020，原3#D850冷却风机通过管网改造后作为助燃、冷却风机的备用风机，见表1。3．2电除尘系统3．2．1电除尘本体扩容由于竖炉扩容后废气量约增加7万m3／h(工况)，电除尘处理能力需要提高。为此，对原有65m2电除尘器进行了扩容。保持电除尘原有宽度7．36m不变，在不改变原有基础的前提下，对电除尘器本体的长高比进行了重新确定。改造前长高比为13．8／8．81＝1．59，现改为13．8／(8．812．75)=1．2(电除尘合理的长高比为1～1．5)，高度增加了2．75m，电除尘有效面积扩大20．24m2，改造后总有效面积为90m2。改造前电场风速为0．943／s，改造后为0．947m／s，基本保持不变，但处理能力得到大大提升。此外，还更换了所有阴、阳极系统，改造了进、出口烟箱及阴极振打系统。其它如：灰斗、电气系统、排灰系统及现有壳体等则利旧。这样一来，大大降低了电场烟气流速，为竖炉扩容，增大烟气处理能力提供了条件。投产后除尘效率大于99％，出口浓度小于150mg／m3。3．2．2除尘风机、风管改造竖炉扩容后，风机能力不足，需要重新选型和改造。按照工况处理风量290000m3／h的要求，改造后风机型号为：Y4—73—11№22D，压头3952Pa，风量319000m3／h，配用电机JSQ158—6，550kW。风管在原有支架上进行布置，直径由1800mm增至2200mm，并对所有弯头进行耐磨处理，内贴刚玉陶瓷衬板，以减轻粉尘对管道的磨损。3．3烘干混匀系统改造我厂三座10m2竖炉配备Ø3m×25m、Ø3m×20m两台烘干筒，处理能力分别为150t／h和170t／h。3号竖炉扩容改造后，针对1#烘干筒运输能力偏小的问题，采取的措施是：选用优质轴承，提高托轮运行可靠性，适当减少扬料板，以减轻设备荷载；而对于2#烘干筒干燥效果不佳的问题，采取将烧嘴由114000改为H5000，增加了助燃风和煤气流量，使2#烘干筒长期正常过料达到200t／h，保证了烘干效果。3．4润磨系统三座10m2竖炉生产时，我厂理想的磨料比为60％，竖炉产能提高后，润磨系统若维持现状，其磨料量只能达到40％，远不能满足生产需求。为此，我们对磨机篦板进行了改型，将两端孔间隙由原来的45、30减小到40、25，孔数由原来6孔增加到7孔，增加了开孔率，减少了小钢球堵塞磨机篦板的现象，保证了磨料比在3号炉改造后达到60％以上。3．5混合料矿槽改造原有混合料矿槽存料量太少，只能维持3号炉生产10～15min。此次改造将矿槽上沿加高1m，使每个混合料矿槽容积扩大15m3，提高了存料量，有利于生产稳定。3．6造球系统3号竖炉扩容改造后，球团矿生产能力不断提高，每小时需要生球量为70t，而3号竖炉对应的2台Ø6000造球机设计能力为56t／h，实际生产能力只有50t／h。为此，我们进行了提高造球机生产能力的摸索试验，以寻求将单机产量提高到70t／h的最佳运行参数，并根据试验结果对造球盘转数、倾角、边高等进行了调整，见表2。3．7生球筛分系统随着竖炉生产能力大幅度提高，人炉生球量不断提高，其中的大块和粉末含量也大幅增加，而与其配套的生球筛远远不能满足生产需要。为了解决大块在竖炉焙烧过程中容易产生粉末，使竖炉透气性变差影响炉况这一难题，我们在3号竖炉生产线上采用了生球大块和粉末筛分工艺流程。新增的上道筛间隙为25mm，主要筛出大球和大块，然后通过500宽皮带送入润磨破碎后返回重新造球；下道筛由30根辊子组成，筛宽由原来的1020mm增加到：1320mm，辊间距由7mm调整为8mm，有效筛分面积提高了47．9％。双道生球筛分工艺的应用，使生球质量得到明显改善，筛分后粉末、大块大幅度减少，竖炉透气性得到改善。3．8成品系统原3#链板机运输能力为80t／h，不能满足竖炉扩容后的需要。因此，我们在利用原链板机基础的前提下，将链斗宽度由800mm增加到1000mm，高度保持不变，使运输能力达到了140t／h以上。由于施工工期和投资费用的原因，本次改造未涉及成品矿槽，为了适应扩容后的生产需要，尽可能减轻矿槽工的劳动强度，我们在成品系统增设了监控设备，使矿槽操作工能在室内工控机上操作，并根据各矿槽的料位，自动选择向那个矿槽打料，极大地改善了工人的操作环境。4改造后的生产情况及效果3号竖炉扩容改造工程于2007年11月23日完工，投料生产后第3天就实现了达产达效，球团矿产能提高了40％左右。为了获得强度高、还原性好的球团矿，同时在高产条件下尽量减少湿球人炉，确保炉况稳定顺行，我们在生产操作方面重点抓了生球质量和竖炉工操作。为了提高炉内透气性，我们将生球粒度由原来的10～16mm调整为12。18mm，落下次数要求大于5次，上料量保持均衡稳定，小时上料量波动≤5t／h。针对不同原料和生产条件，还制订了不同的竖炉焙烧热工制度。一是根据巴西矿配比加大和产量提高的情况，适当提高燃烧室温度和废气量，为球团焙烧提供足够的热量；二是尽量增加空煤比，使炉内保持强氧化性气氛，降低FeO含量；三是尽量增加冷却风量，提高烘干床温度和生球干燥速度，杜绝湿球人炉，正常生产时要求烘干床上1／3以上为干球，以减少粉末，改善炉内透气性，提高球团矿产质量。3号炉操作参数列于表3。从投产后半个月的生产情况来看，球团质量指标比改造前略有下降，但仍能满足公司2500m3高炉的要求(抗压强度≥2500N／个，转鼓指数≥88％，筛分指数≤3％，1000N／个比例≤3％)，见表4。按照改造后3号炉每天提高产量600t计算，扣除大中修(年作业350天)，一年可提高球团矿产量30万t，使单炉生产能力达到100万t／a，进入了全国大型竖炉行列。每吨球团矿降低成本60元，年降本1800万元，一年即可收回所有投资费用。5结语马钢一烧通过对3号10m2竖炉及配套设备进行改造，使球团矿产能和产量大大提高，预计2008年3座竖炉将生产合格球团矿240万t。下一步的工作重点是：1)针对3号炉改造后质量指标略有下降的问题，需重点进行攻关，以提高球团矿质量。2)我厂带式冷却机外排废气温度在300℃左右，可利用其余热(通过空气换热器)来提高助燃风温度至100℃，以减少煤气消耗。3)3号炉投产后，生球需要量远高于现有造球盘的设计能力，拟利用3号竖炉造球机现有的厂房结构和上料运输皮带系统，新建一个混合料矿槽和一台直径为5．5m左右的造球机，使3号炉对应三台造球机，造球能力扩大到140t／h，确保生球质量稳定、设备运行可靠。