高茂林

（新疆富蘊蒙庫鐵礦有限責任公司）

1 前言

在鏈蓖機－回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中，熱能來源升溫需要部分油料外，還需要大量的煤粉。因此降低煤耗對企業(yè)降低成本、改良環(huán)境、減少大氣污染意義深遠。新疆富蘊球團廠在2013年～2014年的生產(chǎn)實踐中，就如何降低鏈蓖機－回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中的煤耗進行了探索。

2 原煤質(zhì)量的控制

2013年全年原煤消耗超過了48kg/t球團礦，其消耗指標遠遠高于同行企業(yè)。煤耗高和生產(chǎn)操作不當有關，和進廠原煤質(zhì)量差有直接關系。2013年進廠煤平均指標見表1。

表1 2013年進廠煤平均指標

由表1可看出，2013年進廠原煤質(zhì)量不達標直接導致用煤量的增加，并產(chǎn)生了一些不良影響：

（1）固定碳、熱值成分低，導致用煤量加大。

（2）灰分過高，焙燒過程中燃燒雜質(zhì)多，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈嚴重，在2013年的生產(chǎn)過程中，處理窯皮及結(jié)圈共計用時560h。

（3）原煤水分較高，煤磨機磨煤過程中易造成飽磨現(xiàn)象，生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生煤粉管道堵塞、噴煤不暢、燃燒不充分等現(xiàn)象。

（4）揮發(fā)分低，造成爆粉在焙燒過程中燃燒不充分，煤粉量消耗過大，產(chǎn)生的CO氣體導致球團生產(chǎn)過程中氧化不完全，部分經(jīng)過氧化的球團甚至被還原，同時浪費了大量的熱能。

2014年進廠原煤質(zhì)量有了明顯改善，原煤消耗由2013年48kg/t球團礦降低為2014年45kg/t球團礦，其質(zhì)量對比情況見表2。

表2 原煤質(zhì)量指標對比

由表2可看出，2014年原煤質(zhì)量較2013年有了較大進步，在實際使用過程中其優(yōu)越性也得到充分體現(xiàn)，見表3。

表3 原煤使用指標對比

3 磨煤工藝改進

煤磨機型號：φ1.7×2.5m球磨機1臺，煤粉產(chǎn)量≥6.5t/h，每小時生產(chǎn)用煤量在3～4.5t。加工后煤粉的水分控制在8.0%。

3.1 磨煤工藝改進

優(yōu)化磨煤工藝是確保煤粉正常燃燒的前提，控制的結(jié)果直接影響到煤粉燃燒質(zhì)量和用量，在2014年富蘊球團生產(chǎn)中針對磨煤工藝進行了改進。

（1）對使用原煤認真進行篩分，減少過多雜物進入磨煤機。采用破碎機對原煤進行破碎，破碎后粒度控制在25mm。球磨機加工后，煤粉的細度-200目控制在90%～94%。

（2）調(diào)整磨機填充率，由2013年生產(chǎn)過程中的7.1t增加到2014年的7.3t，加大了磨機的產(chǎn)能。

（3）對原煤磨機鋼球添加粒度及相應重量進行調(diào)整，原粒度由20mm、30mm、50mm分別調(diào)整為粒度30mm、40mm、50mm比例3:4:3；原添加重量比例為3:3:4現(xiàn)調(diào)整為3:4:3，以確保煤粉細度。

（4）熱風爐入磨溫度調(diào)整。由2013年350℃調(diào)整為2014年380℃，加大了原煤的脫水能力，以確保磨煤質(zhì)量。

3.2 質(zhì)量指標控制

3.2.1 煤粉粒度要求

針對煤粉粒度進行嚴格控制，確保細度-200目控制在90%～94%。2013年生產(chǎn)過程中煤粉細度-200目在80%～98%。因粒度過粗燃燒不充分造成熱能的浪費及球團礦FeO含量增加的問題得到改善，同時有效避免了因粒度過細易產(chǎn)生爆炸及因煤粉燃燒過快發(fā)生回火現(xiàn)象。

3.2.2 煤粉水分控制

較高的原煤水分對煤粉生產(chǎn)和焙燒均會產(chǎn)生不良的影響。表現(xiàn)為產(chǎn)能降低，磨煤機容易發(fā)生飽磨現(xiàn)象，同時在煤粉輸送過程中，精煤倉會頻繁發(fā)生懸料棚煤現(xiàn)象，導致斷煤事故。在焙燒過程中，因煤粉穩(wěn)定性差，所需干燥預熱時間延長，會出現(xiàn)燃燒不完全現(xiàn)象。通過對原煤水分進行控制外，同時逐步提高煤粉烘干手燒爐的溫度，使煤粉水分含量進一步降低，煤粉水分控制到7.5%以內(nèi)，基本滿足正常生產(chǎn)需求。

4 熱工控制

4.1 回轉(zhuǎn)窯填充率控制

穩(wěn)定的填充率是穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯溫度的前提，其蘊涵的熱能在料流的移動過程中，變化范圍較小，對焙燒溫度控制起著關鍵的作用，不會出現(xiàn)溫度波動過大的現(xiàn)象。

4.2 噴煤槍位置調(diào)整

目前球團分廠以連續(xù)生產(chǎn)45日為一個生產(chǎn)周期，窯皮厚度一般可達到50mm，合理調(diào)整噴煤槍位置可確保窯內(nèi)高溫段范圍增大，窯皮增長速度得到有效控制，窯內(nèi)結(jié)圈現(xiàn)象得以改善。

4.3 窯尾溫度控制

窯內(nèi)高溫段溫度可達到1200～1250℃，每一次定修后，窯內(nèi)填充量可滿足工藝生產(chǎn)需求，生產(chǎn)15～20日后窯皮開始緩慢增長，窯內(nèi)填充率慢慢降低，此時合理控制窯尾溫度對降低煤耗及改良焙燒環(huán)境有著深遠意義，其控制要點：（1）在滿足生產(chǎn)需求的前提下適當降低窯尾溫度；（2）盡可能提高窯內(nèi)物料填充率。此外要善于利用環(huán)冷一段的風量，在確保窯頭負壓的情況下，盡可能提高環(huán)冷一段的鼓風量，以確保環(huán)冷一段的熱能能夠順利進入回轉(zhuǎn)窯，以取代部分煤粉作為補充熱能滿足焙燒需求。從而降低煤粉消耗，在實踐生產(chǎn)過程也得到充分的證實，見表4。

表4 爐窯尾溫度對比

由表4可明顯看出因回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈控制時間有效增加，進而使窯尾溫度得到合理控制，對降低煤耗起著不可忽視的作用。同時環(huán)冷一段高溫余熱對噴煤還起著良好的干燥、預熱及助燃的作用，確保了煤粉的充分燃燒，蘊涵的熱能充分被利用。

5 球團氧化過程控制

Fe3O4在向Fe2O3轉(zhuǎn)變過程中,伴隨著大量熱能的產(chǎn)生

Fe3O4+O2=3 Fe2O3+Q放

在反應過程中,如果能夠?qū)e3O4充分進行氧化，其釋放出來的熱能將占據(jù)球團焙燒過程中總熱量的35%，產(chǎn)生的大量熱能將有利促進焙燒的進行，降低煤粉消耗。如何更好利用這些熱能，其中控制的關鍵就是如何確保氧化的正常進行。

空氣流通的作用：（1）提供焙燒過程中所需要的氧分；（2）提供在球團干燥預熱過程中氧化所需要的氧分；（3）保證在球團冷卻過程中所需要的氧分。

在氧化作用的進程中，所處工藝區(qū)間不同，其氧化的速度和程度也不同，必須認真加以控制，球團氧化分布見圖1。

圖1 球團氧化分布圖

在球團氧化過程中，通常氧化時間越長，成品球團礦的FeO含量越低，氧化進行越完全，其過程中釋放的熱能相對就高。因此一方面要認真控制好生產(chǎn)負荷，同時控制好球團在生產(chǎn)過程中的氧化時間，在這兩者之間尋求一個臨界值，根據(jù)實際的生產(chǎn)情況，對氧化時間控制見表5。

表5 球團氧化過程的操作指標

通過兩年的生產(chǎn)實踐，富蘊鏈蓖機-回轉(zhuǎn)窯球團生產(chǎn)線FeO指標由1.6%降低到0.96%，噴煤指標由48kg/t球團礦降低到45kg/t球團礦。

6 煤的儲備管理

在日常工作中，要加強進廠煤的管理。富蘊球團廠地處高原地帶，常年風多，日常生產(chǎn)中要加強防風控制，減少因風力造成的損耗。加強原煤堆場管理，對進廠混合煤必須認真篩分，沫煤和塊煤分類堆放，控制好存放高度，避免發(fā)生自燃造成的損耗。原煤儲存處必須防止雨水浸濕，不影響使用。對新進廠沫煤必須提前進行化驗分析，針對水分偏高煤粉需單獨堆放自然干燥，使用前需先進行化驗分析。

7 結(jié)束語

煤粉各項指標對球團礦FeO指標影響較大。原煤質(zhì)量控制、磨煤工藝優(yōu)化、生產(chǎn)工藝控制、窯尾溫度控制及余熱重復利用等方面構(gòu)建成一個完整系統(tǒng)，對降低煤耗起到重要作用，同時也可消除煤粉生產(chǎn)控制對生產(chǎn)產(chǎn)生的不利影響。