高丙寅 陳偉 臧國軍 邢建民

(安陽鋼鐵股份有限公司 )

燒結機糊堵篦條現(xiàn)象的原因分析及預防措施

高丙寅 陳偉 臧國軍 邢建民

(安陽鋼鐵股份有限公司 )

介紹了燒結機糊堵篦條現(xiàn)象產生的原因及預防措施。結合安鋼 360 m2燒結機生產實踐,對燒結機篦條糊堵現(xiàn)象的形成過程及原因進行了分析,并從篦條的結構、生產工藝控制及操作等方面提出了改進和預防措施。

燒結機 糊堵篦條 原因分析 預防措施

0 前言

燒結機臺車糊堵篦條是較常見的現(xiàn)象,糊堵篦條現(xiàn)象一旦形成,該區(qū)域的透氣性將急劇變差,局部過濕現(xiàn)象會更加嚴重,進一步加劇糊堵篦條現(xiàn)象的形成,最后直至糊死,致使部分臺車失去透氣性,導致燒結過程不能均勻地正常進行。安鋼 360 m2燒結機投產后,篦條糊堵現(xiàn)象尤為突出,篦條縫隙堵塞率達 30%以上,致使燒結料層透氣性變差,主抽風機負荷增加,嚴重制約燒結礦產、質量的提高及生產均勻穩(wěn)定性。同時,清理篦條糊堵難度大、勞動強度高。

1 糊堵篦條現(xiàn)象的形成過程

燒結機臺車糊堵篦條現(xiàn)象的形成分兩個過程,即先糊而后堵。燒結生產過程中,鋪底料中和臺車篦條間隙相接近的部分小顆粒料易進入篦條間隙而堵在其中,生產過程中,該部分顆粒料若得不到及時清理,當其集聚到一定程度后,被堵篦條區(qū)域的透氣性阻力就會急劇增加,通過的風量減少,布在上面的混合料燒結速度因風量減少而變慢,其燒結過程的進行遠遠落后于周圍的料層,極易形成局部的較長時間的過濕現(xiàn)象。當這一過濕現(xiàn)象接近于料層底部時,部分細粉物料就會穿過鋪底料而粘附在臺車篦條間隙處,待燒結過程進行到臺車篦條時 (該區(qū)域的混合料燒結終點要落后于其周圍的物料),粘附到臺車篦條上的粉料就會被“燒結”而牢固地粘附在篦條間隙處,從而形成糊堵篦條現(xiàn)象。

2 安鋼 360 m2燒結機糊堵篦條現(xiàn)象的形成原因

現(xiàn)代燒結機都設有鋪底料工藝。鋪底料的作用,一是防止混合料直接接觸燒結機臺車篦條而發(fā)生堵塞及小顆粒物料產生的漏料現(xiàn)象;二是保護臺車篦條,減輕或免受燒蝕而使篦條損壞現(xiàn)象的發(fā)生。燒結機篦條間隙一般為 6 mm,與之對應的鋪底料粒度為 10 mm～20 mm。安鋼燒結廠 360 m2燒結機系統(tǒng)采用的是小鋪底料工藝,篦條間隙 4.5 mm,鋪底料粒度 7 mm～12 mm。從理論上講,鋪底料最小粒級大于篦條間隙,是不會產生堵塞篦條現(xiàn)象的。那么,燒結機堵塞篦條現(xiàn)象是如何發(fā)生的呢?其原因主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

2.1 鋪底料中小顆粒物料含量高

據(jù)現(xiàn)場測定的數(shù)據(jù)顯示,360 m2燒結機系統(tǒng)鋪底料6.3 mm～5 mm的粒度部分約為 10%,<5 mm的粒度部分約為 9.50%。由于制造精度問題,實際篦條間隙大部分在 4 mm～6 mm之間分布,這樣,無論是 6.3 mm～5 mm還是 <5 mm的部分物料,都可能成為篦條間隙的堵塞物,而 <5 mm中的部分物料則可從篦條間隙中漏下,對大煙道形成沖刷而磨損大煙道。

2.2 篦條設計

在實際生產過程中,燒結礦整粒后的粒度分級并非是絕對的。如要求鋪底料為 7 mm～12 mm,而其中不可避免地會有少量 <7 mm甚至是 <5 mm的小顆粒物料存在。為了避免混雜在鋪底料中的小顆粒物料堵塞篦條,篦條橫斷面一般設計為上寬下窄的等腰梯形,使篦條孔隙在高度方向上呈倒“V”字型,即孔隙從上到下逐漸變寬,以便使進入篦條縫隙中的物料在自身重力作用下自動脫落,避免堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。也就是說,使臺車篦條具有自清理功能。且篦條孔隙的倒“V”字型的錐度愈小,這種自清理功能愈強。反之,則減弱。我廠 360 m2燒結機篦條橫斷面設計如圖 1所示。

圖1 360 m2燒結機臺車篦條橫斷面示意圖

圖1(a)為原設計篦條橫斷面,圖 1(b)為改造后的現(xiàn)用篦條設計橫斷面。α1、α2的度數(shù)在數(shù)值上等于篦條孔隙錐角的度數(shù)。原設計α1為 83.35°,改造后α2為 87.61°,改造后較改造前增加 4.26°。這就說明,目前燒結機臺車篦條的自清理能力降低,更容易發(fā)生篦條堵塞現(xiàn)象。

2.3 篦條制造質量

據(jù)現(xiàn)場調查,燒結機臺車篦條堵塞比較嚴重的地方往往是篦條幾何尺寸不符合設計標準要求的地方。一是篦條間隙過小,篦條在不經歷堵而可直接產生糊的現(xiàn)象;二是篦條上沿厚度和下沿厚度不符合設計要求,使篦條孔隙幾乎上下寬窄相等,呈矩形形狀,篦條失去自清理功能;三是有些地方篦條間隙過大,存在漏料現(xiàn)象,鋪底料被漏掉,使燒結過程中形成“管道”現(xiàn)象,“管道”產生處的篦條極易被燒蝕,使得該處的“管道”現(xiàn)象隨時間的延長而增強。在管道處,上部“生料”在負壓作用下,被吸落直接掉到臺車篦條上進而堵塞篦條,“管道”周圍的料層透氣量急劇減少,又易形成局部過濕現(xiàn)象糊堵篦條?！肮艿馈爆F(xiàn)象

嚴重時,還會形成料面的“空洞”。燒結機料層形成的料面“空洞”現(xiàn)象如圖 2所示。

2.4 清篦條裝置效果差

圖2 360 m2燒結機料面“空洞”現(xiàn)象圖

目前的清理篦條裝置即篦條振打機的原理是,在燒結機臺車返程中以振打機錘頭擊打篦條表面,使堵塞在篦條間隙中的物料在振打力的作用下松動后靠自身重力而脫落。在臺車返回行程中,臺車面是向下的,臺車篦條孔隙呈“V”字型,卡在篦條孔隙中顆粒物料被錘頭振打松動后是無法向下運動而脫落的。物料向下運動過程中,由于篦條的孔隙逐漸變小,只能愈卡愈緊,除非臺車上的篦條可以左右移動使篦條孔隙變大,否則是不可能靠自身重力脫落的。不過,若卡在篦條孔隙中的顆粒物料被振松后不被重新卡住,當臺車運行到機頭向上翻轉后,是可以自行脫落的。

由以上分析可知,目前使用的篦條清理裝置效果有限,篦條堵塞后靠此方法清理篦條是不能達到預期的目的的。

2.5 操作因素

操作因素對糊堵篦條現(xiàn)象的影響主要表現(xiàn)在對混合料水、碳的控制上。

2.5.1 配碳量的影響

從燒結機更換的篦條情況看,燒蝕現(xiàn)象比較嚴重。在有鋪底料工藝的情況下,如此大的篦條燒蝕現(xiàn)象是不正常的。一方面,說明燒結料配碳量偏大,FeO控制水平高且波動大;另一方面,燒結料層中透氣性不均勻即“管道”現(xiàn)象會形成燒結過程中的局部過熱,加劇局部篦條的燒蝕。這一點,從臺車篦條的實際燒蝕狀況中得到證實。由于燒結機臺車篦條橫斷面為梯形結構,燒蝕現(xiàn)象的存在,會使篦條上沿變窄,篦條的倒“V”字型孔隙遭到破壞,自清理能力下降,從而容易造成篦條堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。同時,燒蝕現(xiàn)象的存在,還造成了篦條局部孔隙變大而漏料,誘發(fā)“管道”現(xiàn)象的發(fā)生。

2.5.2 混合料水分的影響

混合料水分偏大時,容易加重燒結料層中局部過濕現(xiàn)象引起的糊堵篦條現(xiàn)象。目前,360 m2燒結機系統(tǒng)混合料水分分兩段控制,即一混加水控制和燒結機機頭料倉蒸汽預熱混合料的冷凝水控制。蒸汽預熱混合料的目的是提高混合料溫度,減輕或消除燒結過程中的過濕現(xiàn)象,改善燒結料層的透氣性。但是,由于蒸汽冷凝水的存在,進入二次混合機中混合料的水分不得不比適宜的混合料造球水分低 1～2百分點,使混合料在低于不適宜的水分下造球,大大降低了混合機的造球效果,混合料粒度組成變差。這一點,是對改善燒結料層透氣性不利的。且混合料鐵精粉配加比例愈高,影響的程度愈大。另外,用蒸汽冷凝水來補充混合料不足的水分,混合料水分的穩(wěn)定性、均勻性下降,容易造成燒結料層局部過濕現(xiàn)象發(fā)生。從這個意義上說,機頭料倉蒸汽預熱混合料的實際效果還有待于在生產實踐中進一步確認。

3 預防燒結機糊堵篦條現(xiàn)象的措施

在 360 m2燒結機系統(tǒng)現(xiàn)有工藝條件下,為了防止燒結機臺車糊堵篦條現(xiàn)象的發(fā)生,采取以下措施:

3.1 改進篦條設計

改進篦條設計主要是指改進篦條的橫斷面設計,增強臺車篦條的自清理能力,從而達到防止燒結機糊堵篦條現(xiàn)象發(fā)生的目的。改進設計方案如圖 2所示。

圖3 改進篦條橫斷面設計示意圖

方案 1的α角為 85°,較目前使用的篦條減少2.61°,方案 2的α角為 80.07°,較目前使用的篦條減少 7.54°,均可不同程度地增強臺車篦條的自清理能力。若把篦條上端側面由直線改為雙曲線,其自清理能力會更好。

3.2 嚴格篦條質量驗收,穩(wěn)定和提高篦條制造質量

穩(wěn)定可靠的質量才能保證篦條外形尺寸達到設計要求。從臺車篦條糊堵的實際情況看,糊堵比較嚴重的地方,往往是篦條外形尺寸不規(guī)范的地方。篦條間隙過窄、過寬或者是篦條孔隙上、下端寬窄差別小,倒“V”字型結構被破壞,近似于矩形結構,篦條的自清理能力降低或喪失。因此,為了減輕或消除糊堵篦條現(xiàn)象,篦條制造質量不可忽視。

3.3 實行低水、低碳操作

低水燒結有利于減輕燒結料層的過濕好局部過濕現(xiàn)象。燒結混合料水分控制標準一般是以滿足混合料制粒而制定的。而適宜的混合料燒結水分較適宜的制粒水分低 1～2百分點。目前,安鋼 360 m2燒結機系統(tǒng)實行的是一混一次加水的方式。如果燒結機機頭料倉預熱混合料不使用的話,一混以適宜的混合料制粒水分值添加水分,混合料在二混制粒及運輸過程中蒸發(fā)一部分,到燒結機的混合料水分可接近適宜的燒結混合料水分。但是,這樣會使燒結混合料溫度降低。二者實際效果如何,有待生產上進一步驗證。

適當降低混合料配碳量,則可減輕燒結過程對篦條的燒蝕。從目前的生產實際情況看,燒結礦FeO控制不應超過 8.0%,且 FeO要穩(wěn)定。

4 改進效果

針對 360 m2燒結機篦條糊堵較為嚴重的現(xiàn)象,燒結廠成立工藝技術研究小組,重點解決篦條糊堵問題。根據(jù)對糊堵原因分析,結合現(xiàn)場生產實際,有針對性地采取了如下改進措施:設備方面,對進廠的篦條材質、制造質量及幾何尺寸進行嚴格把關驗收,同時加強設備點檢及維護,對燒蝕、變形嚴重的篦條及時更換;生產操作方面,嚴格控制混合料水分、配碳量,減少其波動。合理控制燒結速度、負壓、燒結終點等參數(shù);工藝方面,停用機頭料倉蒸汽預熱工藝,避免“過濕現(xiàn)象”的形成。制定合理的除塵灰放灰制度,由集中放灰改為連續(xù)均勻放灰,減小因不均勻放灰造成混合料水分的波動。改進措施實施后,臺車篦條糊堵現(xiàn)象基本消除,燒結料層透氣性得到明顯改善,主抽風機風量增加,生產過程穩(wěn)定,燒結機運行效率提高,達到了預期效果。

5 結語

1)糊堵篦條現(xiàn)象一旦形成,該區(qū)域的透氣性將急劇變差,局部過濕現(xiàn)象會更加嚴重,進一步加劇糊堵篦條現(xiàn)象的形成,最后直至糊死,致使部分臺車失去透氣性,燒結過程不能均勻地正常進行。

2)臺車糊堵現(xiàn)象的主要原因是篦條結構設計不夠完善,制造質量及尺寸精度難以符合設計要求,以及生產操作上對混合料水分、配碳量的穩(wěn)定及控制不合理等因素造成的。

3)在預防臺車篦條糊堵問題方面,對篦條的結構設計及制作質量提出了嚴格要求,并嚴把進廠質量驗收。同時,加強生產工藝控制,實施參數(shù)低水、低碳操作,不斷提高混合料水分,配碳量 FeO穩(wěn)定性。

[1] 李強,亓玉輝,查麗萍,等.解決燒結機篦條糊堵問題的實踐.燒結球團,2008,33(3):50-54.

ANALYSIS AND PREVENTIVEM EASURES ABOUT BLOCKING THE GRATE PHENOM ENON OF SINTERINGMAC HINE

Gao Bingyin ChenWei Zang Guojun Xing Jianmin

(Anyang Iron&Steel Group Co.,Ltd)

The paper introduced the reason of paste block grate in sintering machine and its preventive measures.Based on the production practice ofAngang 360 m2sinteringmachine,it analysed for ming process and reason of blocking and put for ward the preventive measures from grate structure,process control and operation etc.

sinteringmachine paste block grate analysis preventive measures

＊

2010—10—30