烧结工艺参数控.docx
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烧结工艺参数控
南京钢铁联合有限公司炼铁新厂
作业文件
烧结工艺参数控制标准
文件编码:
管理部门:
技术质量部
版本:
试行
控制状态:
发放编号:
拟制:
审核:
批准:
2005年3月31日发布2005年4月1日实施
1.工艺概述
1.1概述∶现有一台180㎡带式抽风烧结机,配置一台228㎡环式强制鼓风冷却机进行机外冷却,于2004年6月建成投产,年设计生产能力203.8万吨(其中高炉槽下返矿率7%),利用系数为1.3t/㎡.h,年设备作业率90.4%。
1.2工艺过程:
使用混匀料,添加熔剂和燃料,按预先确定的配料比配料,获得的混合料进行混合制粒后,在混合料槽进行蒸汽预热,经铺底料铺底和混合料布料到烧结机上点火抽风烧结,得到的烧结矿经单辊破碎后进人环冷机鼓风冷却,随后进行整粒筛分,筛出<5mm的粒级作为返矿重新参加配料,分出的lO~18mm粒级一部分作为铺底料,另一部分同5~10mm和>18㎜粒级一起作为成品烧结矿送往高炉矿槽供高炉使用。
烧结机机头烟气采用260m2电除尘器除尘,并对环冷机高温废气进行余热回收利用。
2.工艺流程
见炼铁新厂烧结车间工艺流程图。
3.控制标准
3.1烧结矿质量标准
3.1.1冶金行业标准,见表-1、表-2。
表-1优质铁烧结矿YB/T006-91
项目名称
化学成分波动范围
冶金性能
TFe%
FeO%
S%
R2
转鼓指数(+6.3㎜)%
筛分指数(-5.0㎜)%
RDI%
(+3.15㎜)
RI%
指标
≥54
<10
<0.04
≥1.6
≥70
<6.0
≥60
≥65
允许波动范围
±0.4
±0.5
±0.05
表-2铁烧结矿YB/T421-92
项目名称
化学成分波动范围
物理性能
冶金性能
TFe%
FeO%
S%
R2
转鼓指数(+6.3㎜)%
抗磨指数
(-0.5㎜)%
筛分指数(-5.0㎜)%
RDI%
(+3.15㎜)
RI%
一级
≤±0.5
<12
<0.08
≤±0.08
≥66
<7
<7
≥60
≥65
二级
≤±1.0
<14
<0.12
≤±0.12
≥63
<8
<9
≥58
≥62
注:
①R2为1.5~2.5。
②RDI为烧结矿低温还原粉化指标;RI为还原度指标。
③TFe、R2分别为烧结矿指标品位和二元碱度指标。
3.1.2内控标准,见表-3。
表-3内控标准
项目名称
化学成分波动范围
物理性能
冶金性能
TFe%
FeO%
S%
R2
转鼓指数(+6.3㎜)%
抗磨指数
(-0.5㎜)%
筛分指数(5.0㎜)%
RDI%
(+3.15㎜)
RI%
公司级
优质
≤±0.3
<8
<0.05
≤±0.05
≥76
<5
<7
≥60
≥65
一级
≤±0.5
<10
<0.06
≤±0.08
≥73
<7
<7
≥60
≥65
厂级
标准
≤±0.5
<8
<0.04
≤±0.05
≥78
<7
<5
≥60
≥65
3.2工艺参数控制标准见表-4
表-4工艺参数控制标准
工序
控制项目
控制指标
备注
原料
准备
原燃料质量
槽位
2/5~4/5
≮1/5~1/3
石灰石破碎粒度≤3㎜,%
≥85
≮75
燃料破碎粒度≤3㎜,%
≥75
≮65
烧结矿
R2
C±0.10
C—设定值
FeO,%
D±0.5%
D—FeO含量,7.5
转鼓指数(TI),%
≥78
低温还原粉化率(RDI+3.15),%
≥60
混合
混合水分,%
E±0.5%
E—设定值,6.0
制粒水分,%
F±0.4%
F—设定值,6.5
烧结
台车料层厚度(含铺底料),㎜
≥600
≮550
点火温度,℃
G±50℃
G—设定值,1100
总管废气温度,℃
120~160
≮100
烧结终点温度,℃
≥280
≮250
烧结终点位置,风箱
19~20#
≮17#
主抽
风门开度,%
60~100%
进口负压,kPa
15.0~16.5
≯17.0
环冷
台车料层厚度,㎜
1400±100
卸矿温度,℃
<150
≮50
4.工艺参数控制
4.1原燃料控制
4.1.1原燃料质量标准(公司QJ/NGN104-2004)
4.1.1.1混匀料,见表-5
表-5混匀料标准
级别
化学成分
物理性能
备注
TFe
SiO2
>8㎜
一级
A±0.5
B±0.3
<10
指标由下达相应技术条件决定,以同一配比为一个基数
二级
A±0.8
B±0.5
注:
A、B分别为混匀料全铁和二氧化硅指标。
4.1.1.2熔剂,见表-6
表-6熔剂标准
品名
化学成分%
物理性能
CaO
SiO2
S
P
活性度
粒度%
冶金石灰
≥85
≤3.5
≤0.15
≤0.03
≥250
-3㎜>90
石灰石
≥53
≤1.5
≤0.05
≤0.025
≤40㎜≥95
注:
活性度测定条件为4mol/ml、40±1℃、10min。
4.1.1.3燃料,见表-7
表-7燃料标准
名称
粒度
0~25㎜%
Ad%
Vd%
Std%
FCd%
Qnet.ar
MJ/kg
焦粉
≥95
≤16.00
≤6.00
≤1.00
≥72.0
≥21.0
无烟煤
≥95
≤13.00
>7.0~11.0
≤0.55
≥77.0
≥25.2
4.1.1.4严格按原燃料标准进行验收把关,确保来料质量符合要求并保持稳定。
4.1.2槽位管理
4.1.2.1槽位基准,见表-8
表-8槽位基准
名称
数量
个
检控
方式
编号
有效容积m3
堆比重
t/m3
满槽t(100%)
上上限t(90%)
上限t(80%)
下限
t
槽位
管理
缓
冲
槽
配料室
灰石
2
雷达
传感器
16~17#
840
1.6
670
600
530
200(30%)
≥1/2
燃料圆
筒仓
2
雷达
传感器
燃1#~2#
840
0.8
330
290
260
100(30%)
≥1/2
配
料
槽
生石灰
2
称重
传感器
1~2#
188
1.1
100
90
80
20(20%)
2/5~4/5
粉尘
1
称重
传感器
3#
58
1.6
90
80
70
20(20%)
2/5~4/5
灰石
2
称重
传感器
4~5#
400
1.6
320
280
250
60(20%)
2/5~4/5
燃料
3
称重
传感器
6~8#
675
0.7
150
130
120
30(20%)
2/5~4/5
返矿(含槽下)
2
称重
传感器
9~10#
600
1.7
510
450
400
100(20%)
2/5~4/5
混匀料
5
称重
传感器
11~15#
1160
2.2
510
450
400
100(20%)
2/5~4/5
中
间
槽
混合料槽
1
称重
传感器
37+5
1.7
70
60
50
20(30%)
1/2~2/3
铺底料槽
1
称重
传感器
41+6.8
1.7
80
70
60
20(30%)
1/2~2/3
环冷卸矿贮仓
1
称重
传感器
37
1.7
60
30
10(20%)
1/5~1/2
4.1.2.2槽位掌握
4.1.2.3槽位管理
4.1.3“两粉”破碎粒度管理
4.1.3.1“两粉”破碎粒度基准:
石灰石≤3㎜≥85%的稳定率≥85%,(≤3㎜≮75%)
燃料≤3㎜≥75%的稳定率≥75%,(≤3㎜≮65%)
或燃料平均粒度=配合原料平均粒度×0.5~0.6
4.1.3.2调整基准:
(1)沿破碎设备长度方向要均匀分布,同时给料应保持连续均匀,初给料不宜过大,一般不允许超负荷运转。
(2)弹簧的松紧应调整均匀,不得错辊,确保破碎粒度,双光辊粗碎后粒度达≤10~15mm,四辊细碎后粒度为≤3mm≥75%稳定率75%以上,根据辊皮磨损情况,及时更换对辊及车削四辊皮(周期为15~20天),以保持辊皮平整,确保燃料破碎粒度。
(3)随时检查锤头磨损情况,发现磨损严重及时调向;经常检查筛下产品粒度是否达到石灰石≤3㎜≥85%的稳定率≥85%要求,检查筛子的运动轨迹和弹簧,及时更换和调整,确保筛分效率。
4.2烧结矿质量控制
4.2.1烧结矿R2管理
4.2.1.1烧结矿R2基准:
目标值C±0.10(一级品为目标值±0.05)
C为高炉入炉比例决定。
4.2.1.2调整基准:
(1)调整计算公式
a-b
δ=×d×调整量
c
式中:
δ—调整百分配料比;a—碱度目标值;b—平均碱度值;c—石灰石CaO%;
d—平均SiO2(实绩);调整量—1/2、1/3、1/4
(2)调整情况
第一种情况第二种情况
↓↓
≥目标值+0.05≥目标值+0.03
1点1点
≤目标值-0.05≤目标值-0.03
↓↓
以本点样与目标值为依据以本点样与目标值为依据
进行计算,作“1/2”调整进行计算,作“1/2”调整
↓
本点最难调,下一班要作好调
第二个样的分析,必要时予以补正
第三种情况第四种情况
↓↓
≥目标值+0.02目标值单侧连续4点
连续3点↓
≤目标值-0.02以本4点C/S值的平均值与目标值为依
↓据进行计算,作“1/3”或“1/4”调整
以本3点C/S值的平均值与目标值
为依据进行计算,作“1/3”调整
(3)无论当班或下一班均需计算与观察调整后的第一点与第二点;看第一点主要是看是否调上了半个样或完全未赶上样,看第二点主要是看调整效果;不许重复调整。
4.2.1.3生石灰待料时配比变更
(1)石灰石配比变更量
每1%生石灰折合石灰石配比,约相当于1.36%。
CaO生-SiO2生×R2烧
①每1%生石灰折合石灰石配比=×100%
CaO灰-SiO2灰×R2烧
②举例
已知:
生石灰CaO74%、SiO22.5%;石灰石CaO53%、SiO21%
烧结矿R21.85
带入即:
每1%生石灰折合石灰石配比=1.36%
(2)焦粉配比变更量
每1%生石灰以1.36%石灰石替换,需补充分解热,增加焦粉。
举例:
已知石灰石发热值为425大卡/㎏,焦粉发热值为6794大卡/㎏(28.4MJ/㎏)
425大卡/㎏
即:
1.36%×=0.085%(相当于焦粉的量)
6794大卡/㎏
4.2.2FeO管理
4.2.2.1FeO基准:
目标值D±0.5%
D为7.5%。
4.2.2.2调整:
连续5点≥目标值目标值+0.3~0.5%
或≤目标值连续3点中2点
↓或-0.3~+0.5%
粉焦配比-0.02%↓
或+0.02%粉焦配比-0.03%
↓或+0.02%
≥目标值+0.5%↓
1点≥目标值+0.8%
或≤目标值-0.5%1点
↓或≤目标值-0.8%
粉焦配比-0.03%↓
或+0.03%粉焦配比-0.05%
或+0.05%
4.2.2.3FeO—粉焦量相关方程:
FeO=4.468×粉焦配比-7.32
即粉焦配比+0.1%→FeO+0.45%
4.2.2.4调整效果周期:
3小时左右,见分析数据周期4小时左右。
4.2.2.5要充分考虑焦粉调整后对返矿、转鼓T1、含粉(-5㎜)、RDI等指标的影响,在调整前需综合分析。
4.2.3转鼓指数(TI)管理
4.2.3.1TI基准:
≥78%(≮75%)
4.2.3.2调整基准:
5点平均之值<78%
连续2点之值<78%
↓
连续2点后2小时临时分析
↓
↓
↓
↓
<78%
≥78%
↓
↓
↓
不必调整
1.调整粉焦配比,限每90min内调整1次,
每次调幅0.05~0.10%
2.调整焦炉煤气COG
3.调整料层厚度
4.布料的改进
5.调整台车速度:
幅度0.05~0.1m/min。
(1)
焦粉配比↑(↓),烧结矿TI↑(↓)。
(2)
COG↑(↓),烧结矿TI↑(↓)。
(确保燃料完全的基础上)
(3)
提高料层厚度有利于改善TI。
Y=62.2280+0.02247X,式中Y—TI,%;X—料层,mm。
(4)
料层刮料板压下厚度↑(↓),TI↓(↑)。
(5)
台车速度↑(↓),TI↓(↑)(Y=89.93-0.49X,式中Y—TI,%;X—生产率,t/m2.d)。
4.2.4低温还原粉化率(RDI)管理
4.2.4.1RDI+3.15基准:
≥65%(≮60%)
4.2.4.2调整基准:
连续2点之值<65%
FeO水平
目标值+0.3以内
目标值-0.2以内
焦粉配比-0.05
焦粉配比-0.02
1点之值<60%
FeO水平
目标值-0.3以内
目标值+0.2以内
焦粉配比+0.05
焦粉配比+0.05
(1)RDI出现异常时要结合混匀矿配比、焦粉量、FeO、碱度、SiO2、MgO、TI、点火强度等因素进行综合分析和判断。
(2)决定调整时要充分注意到烧结过程的热量水平、TI指数、烧结矿的化学成分。
降低FeO和SiO2含量,RDI升高。
(3)坚持按要求喷洒DS-1低氯离子固体烧结助剂,以改善烧结矿RDI指标。
4.2.5各种操作条件对烧结矿理化特性的影响
料层厚度
机速(ps)
粒度(M.S)、含粉率
生产率
转鼓指数(TI)
混合料水分
低温还原粉化率(RDI)
焦粉配比
FeO
点火温度
混合料粒度
4.2.5.1料层厚度↑,M.S↑、含粉率↓、TI↑、RDI↓。
4.2.5.2机速(P.S)↑,M.S↓、含粉率↑、TI↓。
4.2.5.3生产率↑,M.S↓、含粉率↑、TI↓。
4.2.5.4混合料水分(选择适宜的水分),过大、过小都不利TI、M.S、RDI。
4.2.5.5焦粉配比↑,FeO↑、TI↑、RDI↓。
4.2.5.6点火温度↑,TI↑。
4.2.5.7混合料粒度↑,RDI↑。
4.3混合料水分控制
4.3.1混合料水分基准:
目标值E±0.5%(混合)、目标值F±0.4%(制粒)
E为6.0%、F为6.5%。
4.3.2调整基准:
4.3.2.1混合料水分由红外线自动检测并控制调节,混匀料换堆时人工检测对照,及时发现偏差进行校对。
4.3.2.2混合料水分判断依据
(1)水分适宜时,混合料握于手中可成团,而手松开后,稍微抖动,则可散开成小块,点火时火焰喷射声有力,机尾断面均匀。
(2)若水分过大时,点火器火焰向外喷,料面有浮灰,总管负压升高,机尾出现“花脸”烧不透的现象,烧结矿孔小、发松疏散。
(3)水分过大时,圆辊给料机下料不畅,料层会自动减薄,布料机后面出现鳞片状,点火器火焰向外喷,点火器有黑点,负压略有升高,机尾烧结矿层红火层变暗,强度变差。
4.3.2.3水分失常时应立即通知主控工调整水分,并相应降低台车速度,使烧结矿烧得好,尽量减少返矿。
4.4烧结控制
4.4.1台车料层厚度管理
4.4.1.1厚度基准:
铺底料40㎜(≮20㎜)、台车料层≥600㎜(含铺底料,≮550㎜)。
4.4.1.2调整基准:
(1)铺底料厚度通过调整扇形阀和摆动漏斗位置来控制其厚度。
(2)台车料层通过调节圆辊给料机(变频)转速及平料装置位置来控制布料高度,要求沿台车布料均匀,料面要平整,松紧适度不拉沟,无空洞,不得无故跑空台车。
(3)根据混合料粒度、水分、抽风负压等情况适当下降台车料层。
4.4.1.3提高料层厚度与降低能耗的关系
料层厚度↑,固体燃料消耗↓、焦炉煤气单耗↓,电力单耗↓。
4.4.2点火温度管理
4.4.2.1点火温度基准:
目标值G±50℃
G为1100℃。
4.4.2.2调整基准
(1)点火装置隔热板调到距料面50㎜。
采用焦炉煤气微负压点火,一般点火表面熔融物不要超过1/3,点火温度控制在1100±50℃
(2)点火燃烧判断依据
①点火温度过高时,表面产生过熔形成薄壁大孔结构;点火温度过低时,表面发黄,产生浮灰。
②煤气与空气比例适当,燃烧时火焰白色发亮;煤气大,而空气不足,燃烧时火焰暗绿色;空气大,煤气不足,燃烧时火焰暗红色。
(3)特殊情况下,若混合料水分低,含碳量大,可适当降低点火温度;若混合料水分高,含碳量小,可适当提高点火温度,但不得超过1200℃。
4.4.3终点管理
4.4.3.1终点基准:
终点位置为19#~20#风箱(≮17#风箱)、终点温度≥280℃(≮250℃)。
4.4.3.2调整基准:
(1)烧结终点判断依据:
1仪表反映的主管废气温度、负压,机尾三个风箱的温度和负压。
终点温度最高,负压最低。
②机尾断面均匀整齐,赤红部分小于三分之一断面高,粉尘少,不冒灰。
③烧结矿与返矿的残碳量(<0.5%)。
(2)主控室调出微机画面看曲线,了解掌握参考数据,经常观察机尾断面,同时台车炉篦条不能烧红,确保烧好烧透。
(3)当终点变化时调整:
①当混合料透气性变化不大时,以稳定料层厚度、调整机速来控制终点。
机速调整幅度不宜过大,一般控制在0.05~0.1m/min,机速调整间隔应大于20min。
2当透气性发生很大变化时,仅靠调节机速难以控制终点,并影响烧结正常点火,应调整料层厚度:
料层厚度降低,BTP前进;料层厚度增加,BTP后退。
再注意机速的适应,以正确控制终点。
3采取机速、层厚不变,用控制主抽风机风门开度来控制风量,用风量控制来改变垂直烧结速度,从而控制BTP在适当位置:
风量增加时,BTP前进;风量减少时,BTP后退。
④改善料层透气性(轻装入等),BTP前进;重装入(增加压料),BTP后退。
(4)总管废气温度控制在120~160℃(≮100℃),适时打开冷风阀。
①废气温度达160℃以上(无短时停机),注意温度上升速度,通知烧结工检查是否有粘大块现象,到180℃时立即调知主抽工关小主抽风门并全开冷风阀(注意先开风门后开冷风阀,顺序搞反将适得其反),待废气温度降低160℃以下时再关闭冷风阀。
也可不打开冷风阀而加快机速(负压在16.5kPa以下)。
②废气温度变低到120℃时,可打开主抽风门或提高机速,以防≮100℃。
4.5主抽控制
4.5.1主抽基准:
风门开度60~100%、风机进口负压15.0~16.5kPa(≯17.0kPa)。
4.5.2调整基准:
4.5.2.1废气温度变低到120℃时,要看负压,如负压低于16kPa,可开风门5~10%,视负压上升情况而定,也可直接提高机速来解决。
废气温度上升到150℃时,如负压在15kPa以上,可立即关风门5~10%,其调整后的反应有滞后现象。
4.5.2.2风门开度的调整需考虑废气温度(<180℃)、轴温与轴振动、电流变化(<400A)等,同时注意临界区间(喘振现象)的操作。
4.5.2.3风机进口负压与混合料粒度组成与水分、配炭、台车料层高度、布料状况、机速与终点位置等有关系,需认真分析后再调整,控制好进口负压15.0~16.5kPa,注意≯17.0kPa,否则易造成振动与负荷过大而调闸。
4.5.2.4风门开度的每次调整量为开3%~5%,关风门可一次性关到15~20%,30min内仅能调整一次,使烧结生产保持正常。
4.6环冷控制
4.6.1环冷基准:
台车料层厚度1400±100㎜、冷却卸矿温度<150℃(≮50℃)
4.6.2调整基准:
4.6.2.1环冷机运转速度必须与烧结机运转速度相适应,以保证环冷机台车料层厚度1400±100㎜,要求布料均匀、料面平整,不跑空台车。
4.6.2.2正常情况下冷却风机有3台工作,当只有两台风机运行(其中1#与2#必须有一台工作)时,烧结矿应减产以维持生产,确保卸矿温度<150℃。
同时便于成品系统喷洒DS-1低氯离子固体烧结助剂,环冷卸矿温度≮50℃。
4.6.2.3适时调整板式给料机的机速以控制环冷机贮仓仓位,力保出矿流量稳定,同时尽力减少其落差对烧结矿摔落的不利影响。