豎爐導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚原因分析及控制措施

豎爐導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚原因分析及控制措施

1豎爐排料及粘結(jié)物的維護(hù)縱流燃燒仍是我國球團(tuán)生產(chǎn)的主要途徑之一。典型的垂直式砌塊結(jié)構(gòu)是干燥地板和上游風(fēng)墻的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)風(fēng)墻位于豎爐中部,其主要作用是消除中間死料柱,減少冷卻風(fēng)對焙燒帶氣流的干擾,有利于燃燒室工作。豎爐生產(chǎn)中因結(jié)塊造成爐況不順,排料不暢,影響生產(chǎn)的現(xiàn)象較為常見。一般豎爐結(jié)塊表現(xiàn)為火道口粘結(jié),且多為熔融狀,這是由于火道口附近溫度較高所致,很難避免。而導(dǎo)風(fēng)墻上物料的粘結(jié),各廠的情況則有所不同。當(dāng)導(dǎo)風(fēng)墻上粘附一層薄薄的粘結(jié)物時,可以減緩物流和氣流對導(dǎo)風(fēng)墻的沖刷、摩擦,起到保護(hù)導(dǎo)風(fēng)墻的作用;但粘結(jié)物達(dá)到一定厚度時,則會阻礙豎爐內(nèi)物流和氣流的相對運(yùn)動,嚴(yán)重時造成爐況惡化。本文對馬鋼球團(tuán)廠豎爐導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚原因進(jìn)行了分析,通過調(diào)整豎爐操作,有效地控制了導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚。2馬鋼球團(tuán)廠的生產(chǎn)2.1號豎爐的結(jié)厚問題馬鋼球團(tuán)廠有8m2豎爐兩座,采用自然冷卻方式,冷卻設(shè)備為鏈板機(jī)和帶冷機(jī),設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)60萬t酸性球團(tuán)礦。1號豎爐于1998年8月28日建成投產(chǎn);2號豎爐于2000年11月18日投產(chǎn)。在1號豎爐投產(chǎn)后近2年的生產(chǎn)中,導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚問題一直困擾著生產(chǎn)的穩(wěn)定順行。因結(jié)厚,幾乎每4個月就需排空豎爐,對導(dǎo)風(fēng)墻進(jìn)行一次清除,每次排料需耗時3天左右,嚴(yán)重地制約了產(chǎn)量的提高和豎爐生產(chǎn)能力的發(fā)揮。為解決導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚問題,我們從2001年6月開始,著手對結(jié)厚原因進(jìn)行了全面分析,制訂并采取了相應(yīng)的預(yù)防和處理措施。在一年的生產(chǎn)實(shí)踐中,取得了很好的效果,2座豎爐除2001年11月停爐中修外,至今尚未因?qū)эL(fēng)墻結(jié)厚而停爐。2.2烘干床干床下料導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚主要表現(xiàn)為:①豎爐燃燒室壓力大幅度上升,冷風(fēng)量大幅下降。2000年4月份,馬鋼球團(tuán)廠1號豎爐導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚處理后,燃燒室壓力從13.4kPa降至12.2kPa,冷卻風(fēng)量從22991m3/h上升到33875m3/h;②烘干床上生球的烘干速度明顯降低,烘干床下料不均勻,甚至有局部不下料的情況,且常伴有跑風(fēng)、塌料、掉爐篦等惡性爐況出現(xiàn)。2001年6月就曾發(fā)生烘干床北側(cè)不下料,大量爐篦條掉落的事故。此外,烘干床小水梁也因經(jīng)常性的異常爐況而變形彎曲,不得不停機(jī)更換;成品球質(zhì)量因焙燒不均勻受到影響,其抗壓強(qiáng)度低,返礦量大,產(chǎn)量低,導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升。2.3塵、破裂變形球結(jié)從多次排爐的情況來看,導(dǎo)風(fēng)墻粘結(jié)物的形狀、位置基本相同,呈上厚下薄,兩端較少。取樣觀察表明,結(jié)厚物主要為粉塵、破裂變形球及完整球,其比例大約各占1/3;粘結(jié)方式主要為固相粘結(jié),強(qiáng)度不大,比較容易清除,但正對火道口位置的結(jié)厚物有燒熔現(xiàn)象,其強(qiáng)度高,清除較難。在清除結(jié)厚物的過程中我們還發(fā)現(xiàn),結(jié)厚物經(jīng)常呈3～4個明顯的層狀結(jié)構(gòu),這說明結(jié)厚不是一次形成的,也不是操作過程中緩慢形成的,而是在某種特定的爐況條件下,分多次、逐步形成的。3由于導(dǎo)風(fēng)墻的厚度3.1濕球下行,造成導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚當(dāng)大量生球在烘干床上未充分烘干便直接入爐時,濕球受爐內(nèi)料柱的擠壓變形,粘結(jié)在一起,含有一定水分的濕球極易粘附在高溫的耐火墻體上,形成固態(tài)粘結(jié)。從馬鋼球團(tuán)廠清除的導(dǎo)風(fēng)墻粘結(jié)物中,發(fā)現(xiàn)有近1/3的結(jié)厚物為擠壓破裂的變形球,這也說明,入爐后的生球到達(dá)該位置仍未干透。濕球進(jìn)入高溫區(qū)后,其中的水分急劇蒸發(fā),導(dǎo)致球團(tuán)爆裂,產(chǎn)生大量粉末。因?qū)эL(fēng)墻處于烘干床的正下方,爐體兩側(cè)噴火口吹出的氣流使導(dǎo)風(fēng)墻兩側(cè)粉塵相對富集,此處氣流較弱,加上從豎爐下部送入的冷卻風(fēng)在爐體周圍形成邊緣效應(yīng),使得導(dǎo)風(fēng)墻比爐墻本體更易粘結(jié)。從馬鋼球團(tuán)廠豎爐導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚物的組成來看,與理論分析完全相符,這也說明濕球下行是造成導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚的主要原因。生產(chǎn)過程中造成濕球下行的主要原因是:(1)上料量過大。在豎爐投產(chǎn)后的近兩年內(nèi),由于系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性較差,設(shè)備故障多,作業(yè)率低,而生產(chǎn)任務(wù)重,因此上料量一加再加,由最初的120t/h,最高加至150t/h。長期的大料量生產(chǎn),使生球停留在烘干床上的時間較短,得不到有效干燥,濕球下行在所難免。(2)入爐生球量波動大。由于系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定,尤其是造球盤經(jīng)常性的單盤操作和采用圓盤給料方式,致使入爐生球量波動高達(dá)10～30t/h。加上調(diào)節(jié)手段的滯后,因此,常常在一段時間內(nèi)生球不能有效烘干,而出現(xiàn)濕球入爐。(3)生球質(zhì)量不穩(wěn)定。豎爐投產(chǎn)初期,由于造球操作不熟練,某些工藝參數(shù)尚處于摸索階段,加上馬鋼自產(chǎn)精礦的粒度粗(0.074mm粒級僅占68%),造球困難,即使成球,緊密性也差,因此生球質(zhì)量指標(biāo)較差(落下次數(shù)平均為4.4次/個,抗壓強(qiáng)度僅為8.9N/個),且波動大,不能滿足生產(chǎn)需求。這種生球入爐后吹損大,粉塵多,造成爐內(nèi)透氣性差,爐壓高,冷卻風(fēng)量低,因而到達(dá)烘干床上用來干燥生球的廢氣量嚴(yán)重不足,造成濕球入爐。(4)煤氣供應(yīng)量不足。自2號豎爐投產(chǎn)以來,煤氣供應(yīng)量不足的矛盾日益突出。豎爐焙燒其熱能主要來源于煤氣燃燒,煤氣不足即熱能不足,用來烘干生球的廢氣量就不足,長期以大料量組織生產(chǎn),生球得不到有效烘干,勢必造成濕球下行。3.2高溫焙燒區(qū)的結(jié)皮當(dāng)豎爐內(nèi)物料不運(yùn)行時,由于料柱不能松動,物料在高溫區(qū)停留時間過長,易引起結(jié)塊。正常生產(chǎn)狀況下,生球經(jīng)干燥、焙燒后向下運(yùn)動,爐內(nèi)氣流向上運(yùn)動,即便生球未干透,濕球下行,在物料與氣流這兩種反向運(yùn)動的作用下,粉塵、球體也很難與導(dǎo)風(fēng)墻形成粘結(jié),唯有當(dāng)未干透的濕球下行至高溫焙燒區(qū),并在此停留(即放風(fēng)、停燒狀態(tài)下),同時,燃燒室溫度又作未調(diào)整時,才會形成層狀粘結(jié)。投產(chǎn)初期,由于對放風(fēng)、停燒的認(rèn)識不夠,當(dāng)發(fā)生機(jī)械、電氣等設(shè)備事故時,凡停機(jī)時間在20min以內(nèi),便采取放風(fēng)、停燒操作。由于放風(fēng)、停燒操作頻繁,致使導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚。4合理布置上料系統(tǒng)上述分析表明,濕球下行是引起導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚的根本原因;放風(fēng)、停燒是造成結(jié)厚的外部條件,只有在兩者的共同作用下,才會引起導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚。為避免導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚的發(fā)生,生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格控制濕球下行,加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù),嚴(yán)禁無計(jì)劃放風(fēng),杜絕停燒操作。為此,我們采取了如下措施:(1)確定并穩(wěn)定合理的上料量,以此穩(wěn)定造球作業(yè)和生球入爐量,確保生球烘干和焙燒的正常進(jìn)行。為此,廠部對上料系統(tǒng)的6臺配料電子秤采取了每2個月人工跑盤校秤一次,每8小時校零一次,每3個月標(biāo)定一次的辦法來保證配料秤的穩(wěn)定度。正常生產(chǎn)條件下,以130～140t/h的上料量組織生產(chǎn),不得隨意增減。(2)制定合適的工藝參數(shù)。煙罩溫度的變化既可反映生球量的波動,也可體現(xiàn)爐內(nèi)氣流運(yùn)動狀況。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們將煙罩溫度限定在90～120℃,燃燒室溫度定為1050±10℃,煤氣量10000m3/h,冷風(fēng)量35000m3/h。(3)穩(wěn)定造球作業(yè)的給料量。在生球皮帶上增設(shè)皮帶秤,嚴(yán)格控制入爐生球量,做到均衡生產(chǎn)。(4)在煤氣量不足的情況下,根據(jù)煙罩溫度、烘干床上生球的實(shí)際烘干情況等,酌情減少上料量。(5)嚴(yán)禁停燒。加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢與維護(hù),盡可能做到有計(jì)劃檢修。正常放風(fēng)前半小時應(yīng)采取減生球量操作,必要時還可補(bǔ)充一定量的成品球,確保放風(fēng)時烘干床無濕球下行。此外,還應(yīng)調(diào)整燃燒室溫度,防止?fàn)t內(nèi)生球在靜止?fàn)顟B(tài)下結(jié)塊。5提高了豎爐產(chǎn)能上述幾項(xiàng)防結(jié)厚措施于2001年6月排爐后實(shí)施,對比其前后各一年的生產(chǎn)指標(biāo)可以看出:1)由表1可知,改進(jìn)后單爐月產(chǎn)量平均提高971t。這是因?yàn)椴扇〈胧┖?基本上杜絕了濕球入爐,也再未發(fā)生停燒操作,故再未出現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)墻結(jié)厚。一年來,爐況順行,大大提高了豎爐產(chǎn)能。2002年單爐月產(chǎn)量已穩(wěn)定在3.5萬t以上,預(yù)計(jì)2002年球團(tuán)礦產(chǎn)量可達(dá)84萬t,在未增加任何生產(chǎn)設(shè)備的條件下,比2001年增產(chǎn)近10萬t。2)作業(yè)率提高9.18%。因?yàn)橥t排空處理結(jié)厚時間減少,進(jìn)而杜絕了與之相關(guān)的爐篦條脫落、跑風(fēng)、塌料等現(xiàn)象發(fā)生,無需再因處理此類