烧结生石灰配料消化系统的改造

烧结生石灰配料消化系统的改造90m2烧结机生石灰配料系统，近几年来缺少必要的技术更新和改进，系统的上料能力和配料精度限制了碱度的进一步提高，制约了生产。本文就生石灰配料系统改造的必要性、改造措施和改造实施效果进行了谈述分析。关键词烧结称量控制生石灰消化器改造效果1前言2005年邯钢炼铁部5#高炉大修，将从1260m3扩容到2000m3，投产后，铁水年产量将增加80~90万t烧结矿的需求量相应增加100~110万t，对烧结矿的质量提出了更高的要求，在烧结机系统总面积不变的情况下，势必会造成烧结矿供应紧张的局面，质量更无法保证。另一方面，进口矿粉等原材料的大幅度涨价，给整个邯钢带来了巨大的成本压力，公司实施成本指标层层分解，烧结矿成本占铁水成本相当大的比重，为此我部决定对烧结几项较为落后的工艺进行一系列的改进，90m2烧结机白灰配料加消化系统改造就是其中较为重要的一项。2原白灰配料系统状况我部三烧车间有90m2烧结机两台，与其配套的配料室，分两个系列进行配料作业供给烧结机。每个系列都有两个白灰储存仓，正常生产时用一备一。四个料仓都有完全相同的工艺流程，按物料输送顺序为：生石灰料仓→插板阀→给料螺旋→皮带秤。其中给料螺旋和电子皮带秤是主体设备，构成称量系统，定量配加生石灰。近几年来，由于设备的老化严重，又缺少必要的技术更新和改进，运行超负荷运转，生石灰的配料精度和稳定性大打折扣已不能满足烧结生产的需要。总的来说，原白灰配料系统存在以下几个问题：2.1称量系统控制技术落后生石灰作为烧结的碱性熔剂，在烧结生产中对平衡烧结矿碱度起着相当重要的作用。稳定的配加量不仅可以使烧结矿的成分、碱度稳定，对稳定混合料水分，提高烧结矿产品质量，改造各项烧结技术经济指标也相当重要。原生石灰称量系统，电子皮带秤采用的是吊式传感器，通过直流可控硅分别控制给料螺旋的给料速度和电子皮带秤的皮带速度来实现生石灰的定量配加。由于直流控制系统结构复杂，调试繁琐，维护困难，造成事故率高；其直流控制系统的配套设备直流电机结构也较为复杂。直流控制系统和直流电机对环境的要求高，在粉尘大、温度高的配料室内，运行直流系统的这些缺点，电子皮带秤的精度和稳定性受到很大的影响，生石灰的配加量时常波动，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。2.2原生石灰系统缺少加水预消化设备生石灰的主要成分是CaO，与水反应生成Ca（OH）2，发生膨胀并放出热量，对改善混合料制非常有利。原生石灰系统缺少加水预消化设备，在生产中，生石灰没有经过充分的加水消化成浆，运输至一次混合机，生石灰与其它原料（包括混均料、燃料、令热反矿）在一次混合机内加水一起进行混合。由于生石灰的亲水性强，混均料、反矿亲水性差，粒度也存在较大的差异，各种原料边加水边混合，不仅消化速度慢，而且不能充分消化，造成干湿不均，物料混均效果差，大大影响了造球效果，影响了烧结料层的透气性，烧结矿中白点较多，结块率低，造成烧结矿产质量下降。2.3原生石灰系统的上料能力不足三烧车间原生石灰系统的设计能力为单仓下料10t/h，在烧结矿碱度未提高前，可以满足生产需要。但自2004年初起烧结矿的碱度不断提高，先从1.77提到1.9，后又提到2.0，2005年5月提高到2.1；我部球团投产后，烧结矿的碱度还有可能提高。随着烧结矿碱度的提高，生石灰的用量不断增加，单仓下料能力远远不能满足生产需要，未改造前，为了稳定生产，双仓同时使用。即使如此，系统均在极限状态下运行，皮带秤的精度和稳定性大达折扣。与皮带秤配套的给料螺旋，由于输送量太大，料输送不均匀，忽大忽小，引起电子皮带秤调节幅度大，造成烧结矿生石灰上料量很不稳定，严重影响了烧结矿的产质量。所以原有的设备性能已不能满足烧结生产需要。3改造措施旧的生石灰配料系统无论从工艺水平、设备能力，还是称量控制技术上讲，已严重制约了烧结生产力的提高。为了尽快改变这种不利局面，经我部技术人员考察研究，针对生石灰存在的问题，于2005年6月对生石灰配料系统进行了彻底的改造。3.1工艺流程改进改造后的主流成为：生石灰料仓→插板阀→刚性叶轮给料机→电子皮带秤→两段式生石灰消配器。新系统摒弃了老式的给料螺旋，增加了刚性叶轮给料机，以及专为生石灰消化设计的两段式生石灰消配器及与消配器配套的水控制系统。3.1.1提高生石灰配料系统的输送能力现烧结矿的碱度为2.1，首先设计系统能力必须满足现有的生产需要，又考虑到高炉炉料结构的进一步调整，烧结矿碱度提高到2.3、2.5时的生产需要，将系统的设计能力定为30t/h。3.1.2改进设备之间的连接状态因为料仓口下沿至平台的距离为固定值，原先在此高度之间设置三台设备，此次改造，增加了生石灰消配器，安装空间十分紧张。为保证生石灰从料仓开始至出系统的整个输送过程中，料流稳定顺畅，不出现堵料、喷料等现象，从生石灰料仓口法兰开始至主皮带进行全部改造。首先各个设备的接口内部尺寸及料仓口保持一致，均为500㎜×500㎜；其次设备与设备之间的法兰连接尽量减小高度，为平皮带秤与消化器节约安装空间，减小漏斗的斜度，防止生石灰在漏斗四壁积料。3.1.3选择性能较好的电子皮带秤烧结生产中，生石灰配加量的稳定是影响生产的重要因素，所以生石灰消配系统电子皮带秤的选型十分重要。此次改造选用的是徐州蘅天的电子皮带秤。1）将皮带宽度定为800㎜，以保证皮带能在较为平稳的带速下满足最大下料量。2）出于对安装空间、设备连接和量精度三方面的考虑，在保证皮带秤称量段长度的前提下，适当地延长皮带秤假长度，以便皮带与消化器在成一定角地情况下，生石灰能够平稳输送到下一设备。经过设计，皮带秤的称量精度可控制在±0.5%范围之内。3.1.4改进称量系统的控制方式新生石灰系统中电子皮带秤与刚性叶轮给料机组成称量组，电子皮带秤的主要作用是定量称量，刚性叶轮给料机的主要作用是受控给料。称量组控制摒弃了旧的直流控制方式，使用了双变频控制技术，即电子皮带秤与刚性叶轮给料机均使用变频控制。其工艺工作原理如下：1）首先根据总料量确定生石灰的下料量和配比，人工输入目标值。2）电子皮带秤通过对秤体上的称重信号和速度信号进行采集计算，与目标值比较。3）如实际重量与目标值存在误差，系统就通过变频器对电子皮带秤和刚性叶轮给料机同时调节。电子皮带秤的输送带上生石灰的料流形状对称量精度和稳定性也有影响，所以必须保证皮带秤整形小料仓的料位保持在波动教小的范围内。根据实际情况，现场观察料流形状，确定称量系统双变频控制对电子皮带秤的控制为100%，对刚性叶轮给料机的控制为50%~80%（四个生石灰料仓不同）。使用双变频控制系统的优点非常明显，实现了模块化、软件化、网络化，而且调试简单，对环境适应性强，系统运行可靠稳定事故率降低，下料量的调整反应速度大大增加，稳定性增加。3.1.5增加生石灰消化设备新系统中生石灰消化设备采用的是北京艾瑞机械厂的环保型生石灰消化器。它与旧系统给料螺旋不同，不仅有输送物料的作用，还增加了对生石灰的加水消化功能。1）生石灰消化器的整体设计分为两段，前段为全密封给料,不设喷头加水，螺旋叶片呈连续状，工作时物料充满内空间，避免消化段蒸汽溢入上道漏斗，引起粘料；后段为消化段，两侧设两排喷头，分别对叶轮的前叶和后叶吹扫，在加水的同时，对叶轮的粘料进行清理。由于消化段加水消化，螺旋叶极易磨损，所以叶片设计为不连续且可单独拆卸更换的独立叶片。这种设计不仅可以减轻维护强度，也不影响输送和消化物料。2）因为生石灰加水后，体积急剧膨胀，并产生大量的蒸汽，两段式消化器的前段为密封给料，不产生蒸汽，也较好地阻挡了消化段的蒸汽进入；而且安装了蒸汽烟筒，将蒸汽排出厂房，非常有效地减少了上道漏斗的堵料现象，减轻了职工的劳动强度，增加了系统输送物料的连续性。3）为了控制生石灰消化器的合适加水量，避免生石灰加水过多或不足，引起混合料水分的波动，提高生石灰的消化效果，新系统消化器配有一套水处理控制子系统（加水工艺流程略）。水处理包括水过滤器和蒸汽热交换器。水过滤器主要过滤水中较大杂质，避免堵塞水喷头；蒸汽热交换器将水加热到60~80℃，提高；了生石灰的消化速度，使生石灰在现有的时间内消化得更完全。水控制包括电磁流量计、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是内对加水量进行监控调整；切断与电子皮带秤连锁停机，可保证及时切断水源，避免生产事故。4系统改造后的使用效果此次生石灰系统改造涉及到了工艺、自动称量、机电等多方面的改造，整体技术水平得到了提升。改造后，效果十分显著，配料室的环境大大改善，未改造前，生石灰粉尘弥漫整个厂房，改造后，粉尘少了，能见度也大大提高，安全有了保障。烧结生产条件得到了改善，效果明显，烧结矿各项经济技术指标都有不同程度的提高，表1是90㎡烧结机2005年6、7、8月份生产指标完成情况统计。主要指标对比分析如下：表190㎡烧结机6、7、8月烧结矿指标完成情况统计月份合格率/%台时产量/t.•h-1反矿率/%〈10mm/%转鼓/%燃料消耗/kg•t-16（改造前）90.29119.068.119.8277.4144.847（改造后）91.3142.197.9919.1377.2845.44891.89143.967.3917.9477.2737.421）改造后，不仅上料能力增加，有利保障了生产需求，而且系统下料顺畅，杜绝了悬料和亏料现象，系统设备运行稳定，降低了事故率；提高了生石灰的配料精度和稳定性，烧结矿的综合合格率7月份较改造前提高了1.01%，8月份较改造前提高了1.6%。2）增加了生石灰预消化设备，在进一混前，生石灰经加水搅拌后生成糊状，充分进行了溶解消化，大大改善了烧结过程。3）消化后的石灰呈糊状，在一混与燃料、铁料混合，避免了因亲水性差异较大而引起干湿不均，增强了混合效果，强化了制粒造球。生石灰得到了充分消化，减少了烧结矿白点的产生，提高了烧结矿的成品率，返矿率7月份较改造前降低了0.11%，8月份较改造前降低了0.71%。4）石灰粘结剂的作用得到了充分发挥，一混、二混的造球效果明显增加，烧结料层的透气性改善，烧结矿产量提高，7月份较改造前提高了23.13t/h，8月份较改造前提高了24.9t/h。5）稳定了烧结原料水分，减少了烧结生产的水分波动，烧结矿粒度中小于10mm的数量有所下降，7月份较改造前降低了0.69%，8月份较改造前降低了1.88%。5结语烧结生产工艺中的配料稳定是保证烧结矿产质量的前提条件，生石灰作为烧结原料中的溶剂，在工艺中起到了至关重要的作用，对它进行研究和实践，不断地提高烧结矿产质量，是一个永远的课题。