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高炉槽下筛分技术改造实践

期刊:甘肃冶金DOI:10.16042/j.cnki.cn62-1053/tf.2021.02.010

《高炉槽下筛分技术改造实践》研究报告

作者和发表信息

文章题目为《高炉槽下筛分技术改造实践》,作者为史建雄、王普成、祁占林、谢绍玮,隶属于酒钢集团榆中钢铁有限责任公司(Jiugang Group Yuzhong Iron and Steel Co. Ltd.),该文发表于《甘肃冶金》(Gansu Metallurgy)期刊2021年第43卷第2期,文章编号为1672-4461(2021)02-0030-03。

研究背景及研究目标

高炉长期稳定、高效运行以及指标优化是钢铁行业一直追求的目标。然而,由于榆中钢铁地处西北地区,周边矿产和煤炭资源相对紧缺,其高炉燃料和原料条件存在较大局限性,包括:
1. 70%的焦炭依赖外购,平均水分较高(约6.5%),导致含有较多的焦粉。
2. 高炉使用的铁块矿100%为进口块矿,水分常高于4.0%,在雨季或湿度增加时更为严重。
3. 高炉槽下使用的棒条筛在物料较湿时频繁出现卡筛、糊筛情况,大量0~5毫米的粉末料未被筛分干净直接入炉。

上述问题严重影响了高炉的透气性、风量、指标优化和长期稳定运行,并加重岗位工作人员的劳动强度。针对这些问题,研究团队对槽下筛分技术展开了全面的技术改造,其主要目标是优化筛分效果,降低0~5毫米粉末入炉比例,从而改善高炉的运行状态和经济技术指标。

技术改造的具体流程

1. 碎焦筛分技术改造

(1)问题分析
现有矿槽槽下的碎焦筛采用棒条单层筛板,小时处理量为70吨。然而,由于返焦皮带与碎焦振筛之间缺乏返碎焦仓,导致振筛无法均匀筛分;碎焦在筛分时集中下料,负荷重,且振料结束后筛分处于空载状态。此外,棒条筛板的间距为10毫米,外购焦炭中粒径临界值10毫米的颗粒比例较高,因而易出现卡筛和糊筛现象,筛分效率较差。

(2)改造措施
1. 在振筛筛板的下料口至筛板前端加装不同高度的档条,分别为60毫米、40毫米和20毫米,通过分段节流的方式降低下料速度,延长碎焦在筛面上的停留时间。 2. 将原有的10毫米棒条筛改为10毫米×12毫米的网格筛。网格筛相比棒条筛具有更高的弹性和孔隙率,能有效减少卡筛现象,同时具备自清理功能,降低糊筛风险。
3. 通过“分段节流+反弹自清”方法实现对碎焦振筛的全面改造,有效提升了筛分效率。

2. 烧结矿、焦炭及块矿筛分技术改造

(1)烧结矿和焦炭筛分
1. 通过调整烧结矿、焦炭改料机的夹角,从22°逐步调整至17°,以减缓下料速度,降低筛面上的料层厚度。
2. 在改料机的下料口增加三段分料刀,将物料均匀分散至筛面,同时将接料板更换为废旧胶皮以减缓物料流速。

(2)块矿筛分
进口块矿表面水分高(4.0%以上),棒条筛筛面在雨天或湿料情况下易糊死,并需要工作人员频繁清理。
1. 针对棒条筛筛板的弹性不足问题,参考碎焦筛改造经验,采用网格筛代替棒条筛。
2. 在筛板上加装两段挡料条(高度分别为40毫米和20毫米)以减缓下料速度,延长物料停留时间。
3. 振筛过程结束后延长空振时间20秒,利用筛网弹性实现自动清理效果。

数据分析流程

研究团队通过跟踪筛分过程中物料的流速,检测入炉0~5毫米粉末料的比例,并统计筛分改造对返矿量、返焦粉量和高炉指标的具体影响,从而验证改造效果。

技术改造的主要结果

1. 入炉粉末比例显著降低

改造后,高炉入炉块矿粉末比例从最高的3.25%降至0.88%;球团粉末比例从0.79%降至0.35%;焦炭焦粉比例略降至0.39%。这表明筛分技术的改造显著优化了原料入炉的整体质量。

2. 返矿、返焦粉量明显上升

随粉末入炉量减少,烧结矿的返矿率由15.27%提高至18.27%;返焦粉量由22.02kg/t增至28.90kg/t,日减少入炉焦粉量约50吨。这有助于改善高炉内部的透气性,并提升风量。

3. 高炉生产效率和经济性提升

改造后,高炉利用系数由2.35升至2.69以上,日产量从6500吨提高到7500吨,焦比(单位铁水消耗焦炭量)从447kg/t降至403kg/t,燃料比降至500kg/t以下,各项经济技术指标得到全面优化。

研究结论及意义

1. 科学意义

该研究表明,网格筛在高炉料筛分中相比传统棒条筛具有显著优势,尤其在筛分小颗粒物料和湿物料时,其弹性和自清理能力显著改善了筛分效果。这为钢铁行业解决筛分难题提供了重要的实践经验和理论依据。

2. 实际价值

改造后的筛分技术有效降低了高炉0~5毫米粉末料的入炉比例,减少了清理筛面的人工劳动强度,同时改善了炉内透气性。这不仅提高了高炉的生产效率,还降低了生产成本,对于钢铁企业具有重要的应用推广价值。

3. 持续研究方向

精料管理对高炉稳定运行和提高产能具有决定性作用。未来研究应重点探讨进一步优化高炉原料筛分技术的方式,从而进一步改善原燃料筛分的效率和经济性。

本研究的亮点

  1. 创新性改造:采用网格筛替代棒条筛解决了传统筛分设备在湿料处理中的糊筛问题,显著提升筛分效率。
  2. 系统性验证:通过对入炉粉末比例、返矿量和高炉各项指标的详细数据分析,全方位验证了改造的有效性。
  3. 实用性强:技术操作简单、成本低,易于在其他钢铁企业推广应用。
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