烧结产能提高综合技术改造

校企合作科研攻关申报书一、项目的基本情况项目名称烧结产能提高综合技术改造项目类别工艺√设备□主要完成人（按贡献大小排序）主要完成单位（按贡献大小排序）（盖章）推荐单位（盖章）主题词烧结产能、合理配矿、造球、漏风率项目来源项目起止时间二、项目简介根据集团公司高炉大修改造设计要求，高炉复产后对烧结产能的需求将明显增加。依2011年高炉年产100万吨铁水计算，烧结产能需求将达到140万吨左右。根据这个目标，现场操作人员加强巡检，点检人员、保驾队伍在加强在线设备维护的同时，做好备品备件管理，保证在线设备运转正常，出现事故时可以在最短时间完成处理，工艺设备人员全力确保系统作业率达到96%以上。除此以外，工艺环节还需进行大量技术改进工作：高炉煤气点火炉改造后，力争实现点火质量不降低、内返比例不增加，风箱负压和烧结终点控制得到有效改善。在风机现有抽风能力下，配料环节下料精度、混合环节造球和料温提高效果，以及冷矿筛筛分效率等参数都将影响烧结产能能否进一步增加。为保障系统复产后实际产能能够达到高炉生产需要，对烧结生产线路进行综合工艺技术改造，十分必要。结合产能提高影响因素，主要从增加粒度较粗的矿粉优化原料结构、强化混合制粒、完善布料、需要适合物料烧结的合理配风制度，通过提高料层透气性、保障料面点火质量，降低边缘漏风等措施，提高烧结矿产能、强度质量考核指标，从而提高烧结矿成品率。并在此基础上细化配料、混合改加热水、实施雾化水，以及烧结机风箱闸板开度调整等具体措施，进一步为烧结终点优化控制提供有利条件，并以此实现稳定和提高复产后烧结矿性能指标的目的。与此同时，针对冷矿筛筛分效率，对冷矿筛筛网使用周期进行跟踪记录，以找到筛网使用周期和内返比例之间的最佳结合点。（不少于500个汉字）三、项目详细内容1、立项背景随着高炉大修复产后生产负荷增大，生产成本的制约，烧结矿产能提高成为烧结作业区的重点工作。依2011年高炉年产100万吨铁水计算，烧结产能需求将达到140万吨左右。如何确保高炉对烧结矿的需求，并且使烧结设备稳定运行，为此作业区根据现有生产条件下，对烧结工艺系统进行综合改造。根据这个目标，现场操作人员加强巡检，点检人员、保驾队伍在加强在线设备维护的同时，做好备品备件管理，保证在线设备运转正常，出现事故时可以在最短时间完成处理，工艺设备人员全力确保系统作业率达到96%以上。针对烧结生产的主要环节，配料、混合、点火布料、冷却筛分工作尤为重要。如何提高烧结产能，如何在综合改造上有所创新，如何在现有原料条件下烧出优质的烧结矿，如何发挥现有设备的优势作用，答案就是在制约烧结生产的主要环节上采取措施，逐步完善优化，提高工艺操作水平。烧结作业区结合厂生产技术科，共同完善烧结产能提高综合技术改造，经过一年来对现场工艺操作水平的强化，使烧结产量、质量都有较大幅度提高，各项指标均达到国内同行业先进水平。对待生产中取得的经验要认真总结，对存在的不足要进一步强化，用增加产能后的烧结矿代替外购球团，并且尽可能降低海南块矿的使用，降低高炉所需物料的成本。（不少于500个汉字）2、详细科学技术内容（不少于2000字）⑴规范原料进厂要求：根据厂内现有原料结构，对烧结所使用原料的粒度，水分提出严格要求，烧结所用铁料水分含量限制在7.5%以下；所用无烟煤水分要求小于8%，粒度小于15mm;⑵燃料破碎系统改造：针对烧结生产所使用的燃料特点，作业区先后对两套四辊破碎系统进行改造，将四辊上辊的主动辊一侧焊牙，对下辊进行淬火处理以增加强度；规定定期对四辊辊皮进行车辊，破碎燃料过程中严格控制进入四辊的燃料量，每班每小时测量一组燃料破碎前后粒度（＜3mm和＜0.5mm）；⑶物料粒度等级的规范测量：作业区工艺技术人员针对烧结生产铁原料粒度组成测定、烧结机不同料层厚度混合料粒度测定、烧结矿粒度和内循环返矿残碳测定。通过统计发现，铁混料中粒度1-3mm比例为12.6%，0.63-1mm比例为8.8%，0.63mm为41.3%，累计小于3mm所占比例为62.7%。而我厂烧结用燃料破碎后1-3mm比例为26.87%，0.63-1mm比例为21.73%，0.63mm为31.83%，累计小于3mm所占比例为80.43%。通过研究对比分析发现燃料存在过粉碎现象。相比之下燃料粒度偏细，容易导致燃料混合不均、布料操作中燃料发生较大偏析，由此造成烧结过程反应程度不均，烧结矿质量波动。对此问题，作业区于3月24日起历时半月完成四辊预筛分系统改造，并对破碎前后燃料不同粒度等级进行规范测量，取得的明显效果。⑷强化混合制粒操作：在高炉大修期间，作业区对二次混合机进行改造，使用AH-NK尼龙衬板，有效减少粘料；另外，针对生产负荷增大，要求各班对支撑混合筒运转的胶轮适量添加滑石粉，以有效保证混合传动设备的正常运行并提高胶轮的使用寿命；通过合理分布配混系统的加水改造，有效地保证了混合料的水分控制；保证了混合过程中的造球，提高烧结料面的透气性，实现厚料层操作。烧结作业区原有混合料加热方式主要采用生石灰消化放热和二次混合蒸汽预热。受混合料温度偏低、成球性能差以及成生石灰成分、粒度指标波动等因素的影响，烧结矿外在形态经常出现“白点”现象，不仅降低了烧结矿的强度指标，还对烧结机料层的透气性、固体燃料的消耗、烧结矿的碱度稳定率等经济技术指标也有着较为严重的影响。为此，烧结作业区在原一次混合岗位有管道路径及其框架的基础上，增加布置一台“蒸汽-常温水”热交换器和安置小平台，通过扩散传热的方式，实现常温冷态水的加热过程。经过两个月的生产实践表明，通过此项改造：①可以有效提高生石灰的消化速率，减少因生石灰消化效果不佳造成的烧结矿CaO波动，将烧结矿的碱度稳定率提高了1.5%;②混合料温度平均提高4.3℃，3mm粒度部分增加了2.9%，烧结机利用系数提高了0.08，烧结成品率提高了0.4%。⑸强化烧结操作：要求控制好烧结垂直燃烧速度和烧结终点，使烧结总管负压控制在-14~-16kp；合理控制好高炉煤气点火炉空燃比，烧结机速，使得点火介质有效接触料面，并且有充分地点火时间，强化厚料层操作，保证烧结料面高度在700mm以上；在现有环冷鼓风条件下，控制好环冷机速，保证烧结矿冷却效果；烧结生产过程中料层的透气性对烧结机利用系数、固体燃料消耗、成品率等重要经济技术指标有重要影响，而料层的透气性主要取决于混合料的粒度以及在烧结机台车上的布料情况。鉴于我厂布料设备摆式布料器，在摆动过程中导致烧结布料严重不均：烧结机两侧靠近挡板位置的物料粒度偏大，而烧结机中部铁料粒度较细。根据现场测定，在烧结机上料面垂直向下500mm处，自靠近挡板边缘100mm处中至台车中心处＞8mm物料比例变化为：9.85%→7.22%→5.51%。本来挡板边缘就漏风，受边缘粒度偏大的因素影响，边缘烧结过程被进一步加快，导致烧结机台车上烧结反应运行不均，机尾断面红火层偏析。对此，作业区自行设计制作了烧结机压料装置，有效弱化了烧结台车和中心和边缘透气性不均问题，为提高整体烧结矿强度和成品率指标创造了有利条件。(6)为有效减少烧结机台车物料粒度不均造成的烧结过程不均问题，烧结工艺人员在烧结机点火器前台车两边设置了由挡皮和篦条制成的边缘压料装置。将边缘物料压实，并使其可以随台车布料厚度调整而上下浮动，有效地改善了烧结过程控制。通过此项改造，烧结机台车布料厚度提高约21mm，9月份烧结平均布料厚度达到721.2mm，充分发挥了厚料层的自动蓄热功能，对降低固体燃耗指标有良好作用(吨矿降低燃料消耗达1.8kg)。此外，提高布料厚度后，料层表面强度差的烧结矿相对减少，烧结机速减慢使烧结点火时间延长，改善了烧结矿转鼓强度，小粒度烧结矿减少，烧结成品率指标提高约2.73%。(7)根据现场物料特点合理配置高炉煤气和助燃风比例，通过对料面表层烧结矿FeO含量检测发现，助燃风和高炉煤气配比控制1：0.8左右，表层烧结矿FeO含量在保证强度指标基础上满足生产需求，有助于增加料层层透气性能，利于产能提高。(8)严格监控冷矿筛筛分效果：定期更换烧结筛分系统筛板，每班测试（＜5mm）返矿粒度指标，保证成品烧结矿粒度指标满足高炉炼铁生产需要。（纸面不敷，可另增页）3、发现、发明及创新点：⑴环冷预热助燃风：把环冷产生的高温废气对烧结点火使用的助燃空气进行预热，预热后助燃风平均温度约160-190℃左右，最高可达210-220℃。预热后的助燃空气用于高炉煤气或天然气点火助燃，即提高了点火质量，又对混合料起到了预热作用；⑵合理配风：对高炉煤气和助燃空气的调试，寻求适合的空燃比，保证点火效果。根据现场物料特点，当助燃空气流量与高炉煤气流量比例在1：0.8～0.9时，表层烧结矿FeO含量较低，有助于料面透气性提高，高炉煤气充分燃烧，点火效果最好。（不超过400个汉字）4、保密要点：高炉煤气和助燃空气流量比：对高炉煤气过剩、助燃空气过剩和单烧天然气三种点火方式进行比较，发现助燃空气过剩时表层烧结矿FeO含量较低，有助于料面透气性提高，高炉煤气充分燃烧，点火效果最好，空然比在1：0.8～0.9，通过对1、2、3号风箱翻版开度的调试，保证点火炉内有一定微正压。（不超过100个汉字）5、应用情况全年烧结矿产量142.33万吨，满足高炉日常所需及料场储备，烧结矿质量确保高炉生产稳定。满足高炉增加烧结矿使用比例（现以达到烧结矿入炉比例77%以上），降低因外购球团矿成本。通过详细了解和掌握不同原、燃料烧结性能，在初步确立烧结生产合理配矿原料结构的前提下，将线性规划求解原理运用到烧结生产配料计算当中，可以快速合理地计算出烧结生产不同原料情况下的最小配矿成本和物料优化配比，并以此为参考，进行现场生产实际的细微优化，最终确定烧结生产的实际物料配比，提高烧结矿产量。对烧结矿质量指标提出要求：TFe≥54%MgO：2.5±0.2%Al2O3：≤2%R：1.85±0.08，烧结矿转鼓强度在77%以上，筛分指数小于4%，烧结内返比例小于25%。在生产中要求日常生产控制料层高度700mm以上，点火温度1000±50℃，降低固体燃耗1.8kg/吨矿，成品率提高2.73%，混合料＞3mm粒级比例60%以上，混合料温度指标达到60℃以上，保证烧结混合料粒度指标和充分的预热作用。（不少于400个汉字）6、经济效益单位：万元（人民币）栏目年份新增利润节支总额20112561.94吨×1156.3元/吨296.237万元201111.19万吨×52.35元/吨585.8万元合计882.037万元项目综合技术改造后充分发挥我厂烧结机台车挡板高（挡板高度800mm）的优势，2011年度烧结平均布料厚度提高约21mm，实现年平均布料厚度达到708.8mm，充分利用厚料层自动蓄热功能，实现固体燃耗平均降低约1.8kg/t，按2011年度年产142.33万吨烧结矿计算，节约外购焦粉采购约2561.94吨/年，按1156.3元/吨市场价计算，年经济效益约2561.94×1156.3＝296.237万元。2011年度烧结矿产能显著增加，同比2010年131.14万吨烧结矿产量，增产烧结矿11.19万吨，烧结矿入炉比例由75%增至77%以上，以其替代等量球团，按2011年度62.5%品位球团单价1335.03元/吨，烧结矿品位54.5%平均成本1082.68元/吨计算，折算25元单位品位差价后烧结矿成本仍低出球团单价约52.35元/吨，年经济效益约11.19×52.35＝585.8万元；以上两项效益合计约882.037万元。除此以外，因料层布料厚度增加和成品率指标提升，烧结返矿生成也同比降低，由此返矿倒运费用也同比降低。7、社会效益：通过综合技术改造，主要社会效益表现在降低高炉焦比，减少焦炭采购；减少天然气消耗、降低CO2气体排放；实现环冷高温废气资源重新利用，降低工序能耗。烧结系统厚料层操作促使烧结矿FeO含量降低，有助于烧结矿还原性能改善，降低高炉冶炼焦比；优化高炉煤气和助燃风配用比例，减少了单独使用天然气点火造成的资源和成本；应用热风烧结工艺用环冷高温废气对烧结助燃空