稀有金属 2006,(S2),88-91 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2006.s2.022
烧结炉作业参数的探讨
柳州华锡铟材料有限责任公司 广西柳州545006
摘 要：
针对河池冶金化工厂烧结炉自试产以来的生产情况, 通过该厂技术人员在实践中不断地摸索和总结, 把影响烧结块产量、质量的主要生产因素:水分、炉料含硫量、返粉、混料时间、料层厚度, 抽风负压、烧结时间等进行了分析和最佳组合, 最终得出了一套适合脆硫铅锑精矿烧结的最佳工艺参数, 使烧结块的产量、质量有很大的提高, 烧结块平均结块率和平均利用率分别提高11.41%和14%, 烧结块残硫降低了1.4%, 保证了下一道工序的正常生产。为了巩固实践成果, 我们把最佳工艺参数纳入以后的生产管理制度之中, 并提出了巩固措施。
关键词：
烧结块 ;实践 ;措施 ;脆硫铅锑精矿 ;工艺参数 ;
中图分类号： TF046.4
收稿日期： 2006-07-26
Inquiry of Sintering Stove Operational Parameters
Abstract：
By analyzing the trial manufacture situation of the sintering stove in Hechi Metallurgy Chemical Plant.The main factors of influence on the output and the quality of sinter, such as water, furnace charge containing sulphur quantity, returned powder quantity, mixing time, furnace charge thickness, negative pressure of air pump, and sintering time were analyzed.Finally, a suit of optimum sintering technical parameter adapting to lead concentrate, improved largely the output and the quality of sinter.Its average agglomerate rate and average using rate increased by 11.41% and 14%, respectively, its containing sulphur quantity reduced by 1.4%, and next working procedure normal manufacture was ensured.To consolidate practice harvest, the optimum technical parameters are brought into manufacture management system, and the stability measures were put forward.
Keyword：
sinter;practice;measure;lead concentrate;technical parameter;
Received： 2006-07-26
河池冶金化工厂烧结炉焙烧的目的是为厂主要生产设备“咽喉炉窑”鼓风炉提供原料, 它采用的是吸风盘式烧结, 每个烧结盘面积为1.5 m2 , 日处理物料量达160 t, 日产烧结块高达130 t, 已能保证3.8 m2 鼓风炉的连续稳定生产。
试产时期, 此烧结工艺在河池地区尚为新工艺, 且该厂员工多为新招合同制工人, 文化程度低, 操作素质差。 为此, 我厂采用“输血和造血”并举的措施, 在理论上不断进行技术培训, 在实践中多渠道摸索、 总结生产技术。 经过4年的生产实践, 此烧结工艺已走向成熟, 烧结作业参数也已走向稳定。 为巩固经验, 发扬成绩, 我们把四年来对烧结作业参数的摸索、 探讨过程作简单总结。
1 原料性能及工艺流程简述
1.1 原料性能
烧结焙烧处理的主要物料为脆硫铅锑精矿、 铅焙砂、 烧结返粉、 附加料 (石粉、 河砂、 铁矿粉) , 其中精矿来自高峰与长坡两矿山、 焙砂为沸腾炉的产物。 原料的主要化学成分见表1。
1.2 工艺流程简述及主要设备
工艺流程见图1。 整个工艺流程中的主要设备包括混合制粒用圆筒制粒机、 点火车、 行车、 烧结盘等。
表1 原料的主要化学成分
Table 1 Main chemical component of raw material
Pb/%
Sb/%
S/%
Fe/%
SiO2 /%
CaO/%
32.91
27.44
22.26
6.64
4.01
1.29
36.42
16.83
5.29
10.43
5.16
1.88
31.07
20.00
3.17
8.94
7.68
3.07
/
/
/
0.21
1.55
48.28
/
/
/
2.69
70.52
1.97
/
/
/
49.11
10.76
0.34
2 烧结过程影响因素的分析及最佳工艺参数的探讨
烧结工艺技术条件是影响烧结产量、 质量的主要因素。 试产初期因工艺技术条件不成熟, 部分工艺参数组合不理想, 导致生产处于被动状态, 其表现为: 烧结成块率低、 烧结块残硫高、 产量低、 强度差, 还原粉化严重, 严重影响了鼓风炉连续稳定作业。 对此, 及时采取了强有力的措施, 在生产实践中进行了探索、 总结, 对烧结炉部分作业参数作了探讨。
2.1 水分
烧结材料中含有一定的水分是保证烧结过程顺利进行, 提高烧结块质量必不可少的条件之一。 烧结料最适宜的水分, 是使混合料达到最高成球率或最大料层透气性来评价
[1 ]
。 试产初期, 由于没有制粒工序, 为改善烧结料层透气性, 盲目地把水分控制在6%～8%的范围, 从而导致混合效果差、 透气性下降、 水分蒸发燃耗大, 在混合料中必须配加一部分焦粉, 才能完成烧结过程, 并且所得烧结块夹生料多、 结块差, 严重影响烧结块的产量和质量。 后来在生产实践中经过现场试验、 探索、 总结, 把水分调整为5%～7%的范围, 同时对返粉采用分段加水, 使混合料的透气性大幅度提高, 燃耗明显降低, 烧结块的结块率大大提高了。
2.2 炉料含硫量
烧结过程所需热量, 是通过点火时烟煤的燃烧, 以及点火后烧结料中的焦粉或硫的燃烧所放出的热量来供给, 在烧结过程中, 氧化物的再结晶, 硫化物的氧化, 液相生成数量, 烧结块的矿物组成以及烧结块的宏观和微观结构等, 在很大程度上取决于燃料的配入量。 试产期间, 燃料越多, 反应生成的温度越高, 烧结快, 脱硫效果好, 但烧结的结果并不理想。 反应温度过高, 容易发生过早烧结而使硫化物熔结, 焙烧脱硫率降低, 致使烧结块残硫高达3%, 后来通过科技攻关, 调整燃料用量和炉料含硫量, 由试产期配加3%～4%的焦粉和含硫5%调整为不加焦粉和含硫6%～8%后, 生产明显好转, 精矿处理量增加, 烧结结块率和烧结块的强度大幅度提高, 烧结块残硫下降到2.5%以下。
2.3 返粉
返粉是烧结过程中的筛下产物, 其中包括未烧透的和没有烧结的混合生料以及小块烧结块。 由于返粉料大, 孔隙较多, 所以, 加入后可改善烧结层的透气性, 提高垂直烧结速度。 对于细精矿来说, 返粉可以作为物料的制粒核心, 改善烧结料粒度组成
[2 ]
。 试产期间, 因工艺技术不够成熟, 对返粉的配加要求不严格, 表现为返粉中的生料多, 不讲究粒度, 用量也没有明确的范围, 忽略了返粉在烧结料中所起的强化作用, 严重影响到烧结的进行。 后来通过理论与实践相结合, 对返粉的质量与数量作了如下规定: 生料多的返粉尽量少用; 返粉的粒度组成, 基本上控制在9 mm以上的10%～15%, 6～9 mm的占20%～25%, 3～6 mm的占40%～45%, 3 mm以下的占10%～20%; 返粉的用量控制在30%～40%。 对返粉作了规定后, 混合料的混合制粒效果良好, 烧结透气性明显上升, 夹生料减少, 烧结块质量改善, 结块率有了提高。
图1 工艺流程图
Fig.1 Technical flow chart
2.4 混料时间
为了保证混匀和制粒效果良好, 混合制粒应有足够的时间。 我厂烧结混料采用圆筒制粒机, 并且混合和制粒是一道工序, 给原料混合与制粒带来一定的困难, 试产期间, 考虑到圆筒制粒机上料与出料都是间断性作业, 混料时间为2.5～3 min左右, 生产一段时间后, 结果发现烧结块夹生料多, 结块差, 残硫高, 还有许多“白斑”出现。 生产实践表明, 这样短的时间对于无制粒工序的混合来说是不够的。 因此, 后来改皮带运输连续作业, 并且把混合时间延长至5～6 min, 从烧结效果明显看出, 烧结料层透气性很高了, 点火也容易多了, 烧结块的产质量都得到了改善。
2.5 料层厚度
改变料层厚度能显著影响烧结生产率, 烧结块产量及生产成本。 提高料层厚度, 使垂直烧结速度降低, 提高烧结成品率, 燃耗降低
[3 ]
。 由于过去对料高要求不是很重视, 料高时高时低, 而混合料的含硫、 水分及抽风负压没作相应的改变, 导致烧结块产量、 质量不稳定, 后来在其他技术条件的基础上, 通过生产实践摸索、 探讨, 总结出了适合现有条件的料层厚度, 其值控制在200～250 mm。
2.6 抽风负压
国内外烧结生产实践已经证明, 在一定范围内增加单位烧结面积的风量, 能够提高烧结块的结块率与质量
[4 ]
。 因此, 烧结风量与负压的选择对烧结过程的顺利进行有着决定性的影响。 我厂在刚试产时, 抽风效果好, 负压高达200～250 mm H2 O, 但随着时间推移, 对抽风注意不够, 收尘布袋氧粉积累过多, 烟道堵塞, 再加上烧结时常有漏风现象, 对这些故障没有及时采取措施, 造成抽风不良、 负压过低, 只有100 mm H2 O左右, 致使点火、 烧结时间延长, 生产效率下降。 后来, 针对以上故障采取了有效的措施, 布袋的清理由原来的1～2次/班增加到5～6次/班, 烟道由原来的2～3个月清理一次增加到半个月清理一次, 烧结盘底下的通风管道由3个月清理一次变为一个月一次, 同时, 烧结盘漏风处及时修补。 由于采取了上述措施, 烧结风压一直保持在180 mm H2 O以上, 使得烧结块的产质量明显提高。
2.7 烧结时间
烧结时间的长短直接影响着烧结块的产质量。 试产期间, 因盲目追求产量、 忽视质量, 硬性规定每班 (6 h) 生产80～90盘, 结果烧结料没有充分发生反应, 烧不到底, 不但没有提高产量, 反而烧结块的结块率和质量都变差。 后来, 在生产实践中总结经验、 教训, 凭操作工的手感及抽风负压的高低确定烧结终点, 每班的生产任务也由原来的89～90盘调整为生产68盘, 每盘的烧结时间保证3 h以上。 表现看来生产的盘数少了, 产量也相应低了, 其实并不是如此, 班产68盘后, 结块率大幅度提高, 返粉产出率降低, 烧结块的产量也得到了相应提高。
3 烧结作业参数探索过程中的生产情况及今后的巩固措施
3.1 试产期与推广应用期的烧结工艺技术条件及相应生产情况
试产期与推广应用期的烧结工艺技术条件及相应生产情况如表2所示。
表2 试产期与推广期的生产效果对比
Table 2 Comparing sheet of trial producing period and producing period
生产期
烧结料
烧结料
返粉配比/%
混料时间/
料高/
抽风负压2 O)
烧结时间
烧结块平均
烧结块平均
烧结块残
6～8
3～4
30～60, 不讲究粒度
2.5～3
200～300
100
2.5～3
58.71
75
3.2
5～7
6～8
30～40, 3～9 mm占65%以上
5～6
250
180
3～3.5
70.12
89
1.8
3.2 巩固措施
通过3年的生产实践, 探索出了适合该厂烧结炉正常生产的烧结作业参数, 烧结块的产量、 质量有了很大的提高, 基本上满足了鼓风炉的正常需要。 为巩固实践经验, 把以上作业参数的控制标准作为作业指导书列入今后的生产管理制度之中, 并在今后的生产实践中不断创新, 同时, 我们把以下几个方面作为巩固措施的重点。
(1) 加强管理精心备料
由于我厂投产只有2, 3年的历史, 管理较薄弱, 原料堆放场地较窄, 原料混杂现象严重, 一些原料化学成分波动大, 为稳定烧结料的化学成分, 提高烧结块的产质量, 应该从原料入手, 精心备料。 加强进厂原料 (精矿、 石粉、 河砂、 铁矿粉) 管理; 保证返粉的质量和适宜粒度, 大于9 mm的应小于15%, 3～9 mm占65%以上。
(2) 严格关键岗位的操作控制
加强操作人员的技术培训, 培养一批生产骨干, 关键岗位指派专人负责。
把好配料岗位关: 由车间派专业技术员负责配料计算, 操作员工要严格按配料单进行计量, 派专人 (班长) 负责配料时的加水和附加料; 严格控制返粉粒度; 附加料的粒度3mm以下; 保证混料时间5 min以上; 把好点火岗位关: 由当班副班长专门负责点火, 点火时必须满足下述要求: 要有足够高的点火温度 (850 ℃以上) ; 要有一定的点火时间; 适宜的点火真空度; 沿烧结盘方向点火要均匀, 无死角; 把好抽风岗位关: 认真贯彻执行抽风负压制度, 加强工艺操作, 提高设备完好率, 以减少漏风率, 贯彻“以风为纲”的方针。 认真搞好布料, 防止“狗洞”出现, 及时修整压条、 炉条, 补好烧结盘漏风处; 加强抽风系统设备的维护与检修, 当抽风低于150 mm H2 O时, 要及时与收尘联系清理布袋, 以及烟道, 保证正常抽风负压; 烧结终点判断要准确无误, 保证烧结时间。
(3) 紧紧抓住科技是第一生产力, 技术上进一步求精、 求新。
4 结 语
以上作业参数的组合, 运用于生产实践后, 效果良好, 并有了近两年的巩固时间。 但目前烧结成块率仍有潜力可挖, 质量也有待进一步改善, 这需我们在以上作业参数组合的基础上进一步摸索、 探讨。
参考文献
[1] 唐贤容, 王笃阳, 张清岑.烧结理论与工艺[M].中南工业大学出版社.
[2] Inazumi, et al.CAMP-ISIJ, I, 1988.70.
[3] 梁朝寅.厚料层烧结的生产实践[J].矿冶工程, 1994.2.
[4] Kawasaky Steel:Privat Communication
