一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法

2023-06-21 03:35:51

一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法
【專利摘要】本發明公開了一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法；採用超厚度料層，料層厚度達900mm，比現有技術中最大厚度的料層800mm還增加了12.5％，通過技術改造以及操作的進步，實現900mm超厚料層操作生產均質燒結礦；900mm料層燒結屬於國內外鋼鐵企業的首創；大大提高了燒結產質量等指標，優化產質量以及消耗指標；為了實現燒結產能以及質量等各項指標的進步，實現900mm厚料層燒結，進一步降低燒結各項消耗和成本的降低。通過上述控制和操作後，燒結礦產能提升約15％左右，並實現燒結成本的大幅降低。
【專利說明】一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於冶金行業燒結【技術領域】，具體地說，涉及一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，本發明【技術領域】中的超厚料層的厚度為900mm。

【背景技術】
[0002]根據厚料層燒結工藝的發展史，20世紀50?60年代，法國在研究低品位鮞狀赤鐵礦燒結時，發展厚料層燒結工藝，獲得了高質量與低燃耗的燒結礦。以後，日本、澳大利亞廣泛採用，特別是70年代以來，該工藝在日本、西歐和前蘇聯均得到不斷發展。至80年代世界各國燒結料層厚度多數在450?600_，個別高達700_，我國由於資源特點，主要使用細鐵精礦粉燒結，故過去較長時期料層厚度停留在200?250_，直到70年代末期，一些燒結廠在使用細精礦粉的條件下，先後進行厚料層燒結工藝的探索並取得顯著效果。到1983年，中國燒結料層已由原來的平均220mm增高到300mm以上，使每噸燒結礦的固體燃料消耗由89kg降低到70kg，燒結礦的FeO含量由平均17%下降到13.45%，小於5mm粉末由17%下降到14%。到80年代中期，中國燒結料層厚度一般在350?450mm，少數工廠達到500mm以上
[0003]目前，厚料層燒結作為20世紀80年代開始發展起來的燒結技術，近十幾年來得到廣泛應用和快速發展。普遍認為燒結能夠改善燒結礦強度，提高成品率，降低固體燃料消耗和總熱耗，降低FeO含量並提高還原性。由於厚料層燒結具有種種有點，我國燒結行業的料層厚度也從20世紀80年代以如的300mm以下提聞到500mm左右，以後又逐步提聞到600-800mm。燒結產質量等指標具有明顯的改善。
[0004]現有技術中，一些煉鋼廠設計為兩臺360m2燒結機與兩座4000m3高爐相配套，隨著高爐產能的不斷提高及高爐爐料結構的改變，高爐對燒結礦的需求量不斷增大。現有技術中的燒結礦料層厚度已經不能滿足高爐對燒結礦的需求，影響燒結產質量等指標。


【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是，隨著高爐產能的不斷提高及高爐爐料結構的改變，高爐對燒結礦的需求量不斷增大；現有技術中的燒結礦料層厚度已經不能滿足高爐對燒結礦的需求，影響燒結產質量等指標等技術問題，為了克服上述技術問題，本發明提供了一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法。
[0006]本發明的技術構思是，為了克服現有技術中燒結礦料層厚度已經不能滿足高爐對燒結礦的需求，影響燒結產質量等指標等技術問題，本發明的技術構思是，採用超厚度料層，料層厚度達900mm,比現有技術中最大厚度的料層800mm還增加了 12.5%,通過技術改造以及操作的進步，實現900mm超厚料層操作生產均質燒結礦；900mm料層燒結屬於國內外鋼鐵企業的首創；大大提高了燒結產質量等指標，優化產質量以及消耗指標；為了實現燒結產能以及質量等各項指標的進步，實現900_厚料層燒結，進一步降低燒結各項消耗和成本的降低。
[0007]本發明所提供的技術方案是，一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，燒結方法如下:
[0008]步驟一，將燒結機設備擴容改造；將燒結臺車欄板提高到900mm，實現900mm厚料層燒結；
[0009]步驟二，穩定生石灰配用比例，通過OG優化改進進行生灰提前消化，改善原始料層透氣性；通過對
[0010]混合機加水霧化的改進，優化了加水方式，改善混合料制粒效果；
[0011]步驟三，混合料水分自動控制，並根據原料特性，將混合料水分控制在最佳範圍內；
[0012]步驟四，改善縱向和橫向布料；
[0013]步驟五，燒結燃料比控制模型的運用，並嚴格控制燒結礦FeO控制水平以及燃料粒級組成，適當降低燒結過程中的高溫水平和熔融層厚度，傳熱和燃燒速度的有機配合，燒結礦FeO經驗值參考控制；
[0014]步驟六，燒結點火模型的優化控制，實現低耗均勻點火自動調節；
[0015]步驟七，燒結終點控制和燒透偏差控制模型，穩定燒結終點；
[0016]步驟八，燒結漏風治理，提高料層的有效風量，進一步提高厚料層下的燒結產量；
[0017]步驟九，燒結生產負荷的穩定性控制，實現燒結機速和高爐槽位的穩定控制。
[0018]針對所述步驟一，將燒結機設備擴容改造具體方法為:
[0019]2-1，對Z2皮帶進行了改造，由原來的一條皮帶改為二條皮帶，並對Z2-1皮帶尾部進行了相應抬高，解決了原Z2皮帶負荷易打滑的現象；
[0020]2-1,將燒結機臺車欄板兩側外擴200mm,並最終將欄板加高至900mm,經過改造燒結機臺車有效寬度為4.9米，高度900mm ；
[0021]2-3，同時將燒結機尾部密封由原來的兩道改為一道，在燒結機尾部成功的增加了兩組風箱；
[0022]2-4，配合燒結機擴容改造，同時還對燒結機多臺設備進行相應的改造。
[0023]針對所述2-4，具體將燒結機其他設備相應改造如下:
[0024]將混合料礦槽中部割除400mm，然後將下部礦槽向上抬高，最終將泥輥向上抬400mm ;布料園棍向兩側各拓寬200mm,原料溜槽及下部疏料器各向兩側擴200mm ;為了保證改造後的燒結機臺車能順利通過點火爐，又將點火爐向兩側各拓寬200mm，同時向上抬高IlOmm ;為了保證燒結礦能燒好燒透，在點火爐兩側相應的增加了兩個點火嘴；單輥導料槽向兩側擴寬200mm，並且在外側各加裝了 6組耐磨塊以減少磨損，各骨架梁在保證強度的情況下進行了相應的改造，保證改造後的欄板不與之相干涉。
[0025]針對所述步驟二，穩定生石灰配用比例，通過OG優化改進進行生灰提前消化，改善原始料層透氣性；將OG泥噴漿點移至生灰倉後，並通過階段性生產實際對比，OG量按
4.65t/h (幹基)噴加，流量基本為穩定在13m3/h，實現生灰一定程度的提前消化，提高混合料料溫水平，改善料層的透氣性。
[0026]針對所述步驟三，混合料水分自動控制，並根據原料特性，將混合料水分控制在最佳範圍內；運用控制混合料水份模型，所述水份控制模型根據人工輸入的各種原料的含水量及一混、二混的目標水份，按矢量料流控制原理計算出一混、二混所需的加水量及計算水份值作為系統控制前饋平均值，再由設置的水份測量儀經濾波處理後檢測出實際水份值，通過對兩項水份值及兩項加水設定值進行加權分析後，得出一、二混所需的比較接近實際的加水量。
[0027]針對所述步驟四，改善縱向和橫向布料
[0028]6-1，通過反射板提高以及松料器的長度以及布置密度分層的改進，使粒度較大且含碳量較少的混合料儘可能布到料層底部，粒度較小以及含碳量較多的混合料儘可能布到料層上部，可改善料層的透氣性和充分利用料層的「自動蓄熱」作用；
[0029]6-2，對梭式皮帶換向停留時間進行調整，使得橫向布料趨於合理。
[0030]針對所述步驟五，燒結燃料比控制模型的運用，並嚴格控制燒結礦FeO控制水平以及燃料粒級組成，適當降低燒結過程中的高溫水平和熔融層厚度，傳熱和燃燒速度的有機配合，燒結礦FeO經驗值參考控制；所述控制模型重點關注燃料中碳元素和水份含量，通過試驗給定的數據，並根據燒結原料配比及下料總量，自動調節燃料的加入量，確保燒結混合料中碳含量的穩定；此外考慮內部返礦和高爐返礦的變化等其他因素，進一步優化燃料的配加量，避免因燃料下料波動造成對生產的影響:
[0031]7-1，在實現厚料層操作後，由於蓄熱能力的提高，並結合料層中燃燒帶的阻力係數變化情況和燒結料層透氣性變化情況，嚴格控制燒結礦FeO控制值；
[0032]7-2，嚴格控制燒結燃料的品種質量和入槽管理，對各燃料配比穩定性配入控制進行管理；
[0033]7-3，同時做好燃料破碎設備和篩分設備的狀態跟蹤檢查和有效處理，並通過四輥的操作優化，實現燒結燃料破碎合格率，從源頭上減少因燃料粒級和水分的波動對燒結過程的穩定負面影響；
[0034]7-4，燒結燃料配比調整按燒結技術規程的FeO調整基準進行規範調整，同時引入經驗值參考輔助控制調整的量化值，用於幫助實際操作過程的的判斷和相應調整並通過控制功能以及操作的具體優化，提升燒結礦的產能並進一步改善燒結礦質量實現均質燒結生產。
[0035]針對所述步驟六，燒結點火模型的優化控制，實現低耗均勻點火自動調節；所述燒結點火模型測量被調參數採用熱值儀直接測得的煤氣熱值作為被調參數，可以比較直接迅速地反應燒結混合料獲得點火熱值的多少；點火爐控制系統採用雙閉環比值調節系統；主迴路的調節參數為煤氣的流量，從迴路的調節參數為助燃空氣的流量；
[0036]針對步驟七，燒結終點控制和燒透偏差控制模型，穩定燒結終點；所述燒結終點控制模型用於控制燒結終點位置和溫度；利用尾部風箱熱電偶的溫度測量值，建立風箱平面溫度場，採用最小二乘法進行曲線擬合，判斷當前的BRP、BTP位置。模型根據BRP的目標設定值和當前機速，以正常生產時候的機速、透氣性指數、料層厚度、風門開度作為一個基準，計算出應該調節的機速並給出新的風箱設定值；
[0037]燒結終點偏差BRP位置偏差控制，根據各輔門的料層厚度檢測，根據燃燒速度一致性指數，模型定量給出燒結機寬度方向上的布料厚度調整值，實現精確布料，使燒結過程均勻一致，燃燒帶同時達到臺車篦條，消除BTP的位置偏差。
[0038]針對所述步驟八，燒結漏風治理，提高料層的有效風量，進一步提高厚料層下的燒結產量；燒結生產「以風為本」，以維持較低的漏風率是燒結生產提高產、質量降低成本的關鍵:
[0039]9-1，臺車的合理維修周期(每塊臺車都應建立維修檔案，將過去運轉狀況改為運轉漏風狀況並作為檢修依據)，篦條、隔熱墊、欄板緊固、彈性滑板已進行了有效管理；
[0040]9-2，機頭、機尾密封板的合理維修周期(機尾密封已作改造)；
[0041]9-3，卸灰閥以及煙道開縫的連續性跟蹤管理；
[0042]9-4，臺車、卸灰閥檢修質量管理；
[0043]9-5，滑道、幹油潤滑狀態分析與適時調整；
[0044]9-6，合理的設備改造。
[0045]針對所述步驟九，燒結生產負荷的穩定性控制，實現燒結機速和高爐槽位的穩定控制；以穩定燒結機速、高爐槽位的控制管理，使燒結生產處於相對較為合理的控制區間內，並進行適當微量優化調整，促進燒結生產的穩定，並在穩定的基礎上實現燒結質量和成本的進一步提升。
[0046]採用本發明所提供的技術方案，能夠有效解決隨著高爐產能的不斷提高及高爐爐料結構的改變，高爐對燒結礦的需求量不斷增大；現有技術中的燒結礦料層厚度已經不能滿足高爐對燒結礦的需求，影響燒結產質量等指標等技術問題，本發明提供了一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法；採用超厚度料層，料層厚度達900mm，比現有技術中最大厚度的料層800mm還增加了 12.5 %，通過技術改造以及操作的進步，實現900mm超厚料層操作生產均質燒結礦；900_料層燒結屬於國內外鋼鐵企業的首創；大大提高了燒結產質量等指標，優化產質量以及消耗指標；為了實現燒結產能以及質量等各項指標的進步，實現900mm厚料層燒結，進一步降低燒結各項消耗和成本的降低。通過上述控制和操作後，燒結礦產能提升約15%左右，並實現燒結成本的大幅降低；具體以鋼廠實際降本為例，凸顯本發明帶來的實際實施效果:
[0047]1、噸鐵返粉年降低成本=(900mm料層噸鐵返粉一 800mm料層噸鐵返粉)X高爐月產量 X 返粉單價 X 12 月 /1000 = (272.02 — 285.08) X 523028 X 1060 X 12/1000 =—8688萬元；
[0048]2、固體燃耗年降低成本=(900mm料層固耗一 800mm料層固耗)X燒結礦月產量 X 焦粉單價 X 12 月 /1000 = (53.53 — 53.65) X 738129X 1230X 12/1000 =— 130.7萬元；
[0049]3、電量降低年成本=(900mm料層電耗一 800mm料層電耗)X燒結礦月產量X焦粉單價 X12 月=(34.28 - 35.39) X738129X0.58X 12 = -570 萬元；
[0050]總年降低成本=8688+130.7+570 = 9388.7 萬元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]結合附圖，對本發明作進一步的說明:
[0052]圖1為為本發明臺車結構示意圖；
[0053]圖2為生灰消化前後混合料溫度的變化；
[0054]圖3為改進前後一混後燒結混合料的粒度；
[0055]圖4為改進前後二混後燒結混合料的粒度；
[0056]圖5為料層提高前燒結料層燃料分布；
[0057]圖6為料層提高後燒結料層燃料分布；
[0058]圖7為燒結點火模型的優化控制圖；
[0059]圖8為本發明機尾密封裝置示意圖；
[0060]圖9為燒結機尾密封改造前後生產數據對比；
[0061]圖10為正常生產時的高爐槽位平衡和燒結機速調整控制狀況圖；
圖11為改造和攻關前後生產與成本指標對比。
[0062]其中，I為臺車；2為機尾密封裝置。

【具體實施方式】
[0063]結合附圖1-9，本發明所提供的技術方案如下:本發明所提供的技術方案是，一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，燒結方法如下:
[0064]步驟一，將燒結機設備擴容改造；將燒結臺車欄板提高到900mm，實現900mm厚料層燒結；
[0065]步驟二，穩定生石灰配用比例，通過OG優化改進進行生灰提前消化，改善原始料層透氣性；通過對
[0066]混合機加水霧化的改進，優化了加水方式，改善混合料制粒效果；
[0067]步驟三，混合料水分自動控制，並根據原料特性，將混合料水分控制在最佳範圍內；
[0068]步驟四，改善縱向和橫向布料；
[0069]步驟五，燒結燃料比控制模型的運用，並嚴格控制燒結礦FeO控制水平以及燃料粒級組成，適當降低燒結過程中的高溫水平和熔融層厚度，傳熱和燃燒速度的有機配合，燒結礦FeO經驗值參考控制；
[0070]步驟六，燒結點火模型的優化控制，實現低耗均勻點火自動調節；
[0071]步驟七，燒結終點控制和燒透偏差控制模型，穩定燒結終點；
[0072]步驟八，燒結漏風治理，提高料層的有效風量，進一步提高厚料層下的燒結產量；
[0073]步驟九，燒結生產負荷的穩定性控制，實現燒結機速和高爐槽位的穩定控制。
[0074]一、燒結機設備擴容改造技術
[0075]雖我廠A、B燒結機自投產以來，雖然達到了設計能力，但在一定程度上無法滿足總廠提高燒結礦配比的結構降本需求。
[0076]擴容改造主要是將燒結機臺車欄板進行抬高和加寬改造，2007年3月份第一次將欄板提高至800mm ;第二次A、B機分別於09年12月份和10年01月份進行了第二次技術改造，具體改造內容有:
[0077]I)對Z2皮帶進行了改造，有一條皮帶改為二條皮帶，並對Z2-1皮帶尾部進行了相應抬高，解決了原Z2皮帶負荷易打滑的現象；
[0078]2)將欄板兩側外擴200mm,並最終將欄板加高至900mm,經過改造燒結機臺車有效覽度為4.9米，聞度900μπ ；
[0079]3)同時將燒結機尾部密封由原來的兩道改為一道，在燒結機尾部成功的增加了兩組風箱。
[0080]4)配合燒結機擴容改造，同時還對燒結機多臺設備進行相應的改造，如:將混合料礦槽中部割除400mm,然後將下部礦槽向上抬高,最終將泥棍向上抬400mm ;布料園棍向兩側各拓寬200mm，原料溜槽及下部疏料器各向兩側擴200mm ;為了保證改造後的燒結機臺車能順利通過點火爐，又將點火爐向兩側各拓寬200mm，同時向上抬高IlOmm ;為了保證燒結礦能燒好燒透，在點火爐兩側相應的增加了兩個點火嘴；單輥導料槽向兩側擴寬200mm，並且在外側各加裝了 6組耐磨塊以減少磨損，各骨架梁在保證強度的情況下進行了相應的改造，保證改造後的欄板不與之相干涉。圖1為本發明改造後臺車示意圖。
[0081]二、900mm厚料層操作技術
[0082]2-1、穩定生石灰配用比例，通過OG優化改進進行生灰提前消化，改善原始料層透氣性。
[0083]將OG泥噴漿點移至生灰倉後，並通過階段性生產實際對比，OG量按4.65t/h (幹基)噴加，流量基本為穩定在13m3/h，實現生灰一定程度的提前消化，提高混合料料溫水平，改善料層的透氣性。因此在生灰以及返礦配比、使用物料以及粒度、環境溫度、消化加水水溫以及混合料加水控制目標值(值為6.0%)等基本相同的前提下，混合料的溫升在很大程度上反映出生石灰消化程度的大小。從溫升情況可以看出OG泥噴加改進後對生石灰提前加水其消化程度得到明顯改善。圖2生灰消化前後混合料溫度的變化，圖2反映出未消化前，燒結機一混後混合料溫升為11.6°C，二混後混合料溫升為14.7°C;提前加水消化後對應一混後混合料、二混後混合料溫升分別為17.28°C和19.82°C。
[0084]2-2通過對混合機加水霧化的改進，優化了加水方式，改善混合料制粒效果。
[0085]通過對混合機加水進行霧化改進，並對噴頭角度進行了有效調整，且根據物料原始水份，對混合機加水與OG泥噴加量進行階段性優化調整的基礎上，一、二次混合加水按80%和20%比例進行，當一混水量> 7t時進行雙管加水，當一混水量< 7t時進行單管加水，確保霧化效果。
[0086]圖3改進前後一混後燒結混合料的粒度(A燒結機)；圖4改進前後二混後燒結混合料的粒度。
[0087]混合機加水未改進前的一、二混後混合料平均粒級較原始混合料平均粒級分別增加0.508mm和0.812mm,而加水進行改進後混合料平均粒級增加量分別為0.618mm和
0.925mm,混合料平均粒級呈增大趨勢，說明通過對混合機加水方式的優化極大地提高了混合制粒效果。
[0088]3、混合料水分自動控制，並根據原料特性，將混合料水分控制在最佳範圍內。
[0089]控制混合料水份是保證燒結質量的主要環節，水份過大或過小都將影響物料成球和燒結料的透氣性。水份控制模型根據人工輸入的各種原料的含水量及一混、二混的目標水份，按矢量料流控制原理計算出一混、二混所需的加水量及計算水份值作為系統控制前饋平均值，再由設置的水份測量儀經濾波處理後檢測出實際水份值，通過對兩項水份值及兩項加水設定值進行加權分析後，得出一、二混所需的比較接近實際的加水量。
[0090]同時根據實際生產數據分析，優化了燒結混合料水份控制基準值定量化管理方式。混合料適宜水分值與混勻礦-0.5mm%,0.、A1203%、MgO%、CaO%有相應的對應關係，通過對我廠使用的混勻礦歷史數據和對應水分值進行偏最小二乘法回歸分析得出以下結果:
[0091]混合料溼容量S = 8.197+0.049* (-0.5mm% ) +0.049* (0.) +1.128*A1203-1.248*Mg0+0.489*CaO
[0092]混合料適宜水份值H20 = 2.32+0.284*混合料溼容量S
[0093]其通過回歸分析所得出的適宜水分值作為加水模型的目標水分值的設定值，其較好的解決了原料變化時的燒結過程適宜加水量的問題。每次混勻礦換堆時，按計算值對混合料水分基準值進行適當優化調節，較好地與生產實際相吻合，使得混合料水份控制值的穩定程度明顯提高，達到95%以上。
[0094]4、改善縱向和橫向布料
[0095]I)通過反射板提高以及松料器的長度以及布置密度分層的改進，使粒度較大且含碳量較少的混合料儘可能布到料層底部，粒度較小以及含碳量較多的混合料儘可能布到料層上部，可改善料層的透氣性和充分利用料層的「自動蓄熱」作用，燒結過程的熱工制度更為合理，使各層燒結反應都處於最佳狀態而均勻的進行。
[0096]圖5料層提高前燒結料層燃料分布，圖6料層提高後燒結料層燃料分布。
[0097]2)對梭式皮帶換向停留時間進行調整，使得橫向布料趨於合理。
[0098]因梭式皮帶換向時間不合理造成料線南高北低,北側混合料粒度(>3mm)平均達50.2%，而南側混合料炷度(>3_)平均57.3%，相差7.1個百分點。同時南側料線高於北側約2.2m左右，通過優化調整後混合料礦槽的料線基本保持平衡，基本消除了臺車南北兩側粒度偏析大的問題，經檢測北側混合料粒度(>3_)平均達57.5%，而南側混合料炷度(>3mm)平均56.8%，基本趨於一致。從機尾斷面看南北兩側熔帶厚度、燒結終點溫度基本保持一致。
[0099]5、燒結燃料比控制模型的運用，並嚴格控制燒結礦FeO控制水平以及燃料粒級組成，適當降低燒結過程中的高溫水平和熔融層厚度，傳熱和燃燒速度的有機配合，燒結礦FeO經驗值參考控制
[0100]燃料配加量的合理性和穩定性直接關係到燒結礦質量，並對燒結生產節能降耗有重要意義。該模型重點關注燃料中碳元素和水份含量，通過試驗給定的數據，並根據燒結原料配比及下料總量，自動調節燃料的加入量，確保燒結混合料中碳含量的穩定。此外考慮內部返礦和高爐返礦的變化等其他因素，進一步優化燃料的配加量，避免因燃料下料波動造成對生產的影響。
[0101]I)在實現厚料層操作後，由於蓄熱能力的提高，並結合料層中燃燒帶的阻力係數變化情況和燒結料層透氣性變化情況，嚴格控制燒結礦FeO控制值；
[0102]2)嚴格控制燒結燃料的品種質量和入槽管理，對各燃料配比穩定性配入控制進行管理；
[0103]3)同時做好燃料破碎設備和篩分設備的狀態跟蹤檢查和有效處理，並通過四輥的操作優化，實現燒結燃料破碎合格率，從源頭上減少因燃料粒級和水分的波動對燒結過程的穩定負面影響；
[0104]4)燒結燃料配比調整按燒結技術規程的FeO調整基準進行規範調整，同時引入經驗值參考輔助控制調整的量化值，用於幫助實際操作過程的的判斷和相應調整
[0105]①在返礦比相同的情況下，在配用純焦粉時，燃料配比每提高0.05 %，對應燒結礦FeO相應提聞約0.18%左右；
[0106]②在返礦比相同的情況下，在使用摻用煤粉的焦粉後，燃料配比每提高0.05%，對應燒結礦FeO相應提高約提高0.15%左右；
[0107]③配用煤粉後配比調整0.05%，相當於前期配用焦粉的0.041%左右；
[0108]④在燒結終點位置控制以及餘熱煙氣系統控制大致相同的情況下，從餘熱入口廢氣溫度變化趨勢來判斷對應燒結礦FeO的高低:
[0109]⑤未配用煤粉的情況下，餘熱入口廢氣溫度W = 18.58*Fe0(% )+152.34(°C )
[0110]⑥配用煤粉的情況下，餘熱入口廢氣溫度W = 65.96*Fe0(% )-202.2 (°C )
[0111]判斷大致經驗值為燒結礦FeO上升0.5%，餘熱入口溫度上升約30°C左右。
[0112]以上在一定程度上可作為燒結礦FeO判斷的經驗參考。
[0113]6、燒結點火模型的優化控制，實現低耗均勻點火自動調節
[0114]燒結點火模型測量被調參數——煤氣供給的熱值有兩種方式，一種是用熱值儀直接測得，另一種是通過點火爐的爐膛溫度間接反映。由於點火爐爐膛具有較大的熱容量，滯後非常顯著，因此，如果用點火爐的爐膛溫度作為被調參數，必然在調節過程中要克服較大的滯後時間，使調節過程具有較大的時間常數。這對於調節系統的反應時間和獲得理想的最終調節質量都是不利的因素。用熱值儀直接測得的煤氣熱值作為被調參數，可以比較直接迅速地反應燒結混合料獲得點火熱值的多少。因此，煤氣熱值的測量採用熱值儀直接測得方式。點火爐控制系統採用雙閉環比值調節系統。主迴路的調節參數為煤氣的流量，從迴路的調節參數為助燃空氣的流量。這個系統可以消除來自主從兩個方面的幹擾，使兩個流量參數都能穩定在工藝給定值上。實際上，在穩定狀態下，對於主迴路，主參數被穩定在工藝給定值上，它是一個主動量的定值調節系統。對於從迴路，來自主參數的給定值與從參數測量值和比例係數乘積的結果比較作為偏差，它是一個從動量的隨動調節系統。如圖7為燒結點火模型的優化控制圖。
[0115]7、燒結終點控制和燒透偏差控制模型，穩定燒結終點
[0116]燒結終點控制模型用於控制燒結終點位置和溫度。利用尾部風箱熱電偶的溫度測量值，建立風箱平面溫度場，採用最小二乘法進行曲線擬合，判斷當前的BRP、BTP位置。模型根據BRP的目標設定值和當前機速，以正常生產時候的機速、透氣性指數、料層厚度、風門開度作為一個基準，計算出應該調節的機速並給出新的風箱設定值。
[0117]燒結終點偏差BRP位置偏差控制，根據各輔門的料層厚度檢測，根據燃燒速度一致性指數，模型定量給出燒結機寬度方向上的布料厚度調整值，實現精確布料，使燒結過程均勻一致，燃燒帶同時達到臺車篦條，消除BTP的位置偏差。
[0118]8、燒結漏風治理，提高料層的有效風量，進一步提高厚料層下的燒結產量。
[0119]燒結生產「以風為本」，因此堵漏工作應做為一種長效的工作來抓，以維持較低的漏風率是燒結生產提高產、質量降低成本的關鍵。目前所做的工作為:1)臺車的合理維修周期(每塊臺車都應建立維修檔案，將過去運轉狀況改為運轉漏風狀況並作為檢修依據)，篦條、隔熱墊、欄板緊固、彈性滑板已進行了有效管理；2)機頭、機尾密封板的合理維修周期(機尾密封已作改造)；3)卸灰閥以及煙道開縫的連續性跟蹤管理；4)臺車、卸灰閥檢修質量管理；5)滑道、幹油潤滑狀態分析與適時調整；6)合理的設備改造；通過最近幾個月的跟蹤治理，燒結系統漏風率明顯減少，從A機機頭含氧量檢測數據直觀反映出漏風率降低的效果較為明顯，漏風率降低直接利於燒結產能的提高以及燒結電耗水平和其它成本的降低。
[0120]從歷史生產數據分析我廠的燒結主抽單位產量電耗(Kwh/t-s)與燒結煙氣中的含氧量(02煙％ )有以下的對應關係即:
[0121]主抽電耗(Kwh/t-s)= 0.9032*02 煙％ +9.6689
[0122]可以近似推算出主抽電耗與漏風率(Lf)的對應關係如下
[0123]主抽電耗(Kwh/t-s)= 4.0523Ln Lf % +6.6541
[0124]360m2燒結機尾部密封裝置原設計為連杆重錘式，且密封在高溫多灰塵的環境下工作，長期使用後其密封效果較差；更主要的是燒結機擴容改造後尾部密封由原來的兩道密封裝置改為一道密封裝置，造成燒結機尾部漏風明顯增加，影響到燒結終點控制的穩定，同時由於漏風的存在影響到燒結主抽電耗以及產量，對生產產生負面影響。
[0125]在借鑑國內其他燒結廠尾部密封型式以及三鐵燒結風箱及密封的設備裝配狀況，自主設計對機尾密封型式進行了改造，採用箱體全密封撓性設計形式，並結合臺車規格和運行軌跡進行了一定程度上的優化設計，其密封效果從生產實踐來看效果較好。改造後的機尾密封裝置採用彈性箱體全密封形式；密封蓋板由原來的寬度方向6塊改進為5塊設計；並在設計中根據臺車在燒結機尾部的運行軌跡，對密封長度以及斜坡斷進行了修正；對彈簧的彈性以及伸縮量進行了載荷模擬設計，並通過導杆進行行程限位控制；兩端體與風箱進行對接焊接，側面下箱體與基板之間採用波紋板撓性密封形式。從總體上來看減少了原設計的不足之處，密封效果得到較為明顯的改善。
[0126]採用撓性設計以及載荷模擬設計，進行軌跡修整設計，密封通風截面減少。圖8為本發明改造後的機尾密封裝置示意圖；
[0127]對燒結機尾密封型式進行了合理改進，在燒結機作業率水平相當的前提下，改造其前後的生產數據對比如圖9為燒結機尾密封改造前後生產數據對比，可以看出在燒結作業率略有下降的情況下，燒結負壓略有上升，以及23#風箱溫度南北側分別上升17.5°C和
9.9°C, 24#風箱溫度上升94.6°C，總管溫度南北側分別上升3.54°C和2.91°C，說明新的密封目前效果較好，尾部漏風狀況較更換前明顯好轉；對應的燒結主抽電耗下降月1.4Kwh/t左右；燒結尾部漏風狀況得到明顯改善。
[0128]9、燒結生產負荷的穩定性控制，實現燒結機速和高爐槽位的穩定控制
[0129]兩臺燒結機生產控制參數(機速和料層)、生產負荷較長時間以來不能穩定在一個相對合理經濟的範圍內，導致生產波動性較大，突出表現為燒結機速、燒結負壓、料層的控制不穩定，導致高爐槽位、燒結生產過程實物質量、返礦率、以及返礦循環後燒結配比的調整的穩定性較差，並較長時間維持這樣的狀態，加之對設備管理的非規範性，使燒結生產非良性循環加劇。
[0130]認識到以上問題後，我們在總廠領導和技術部門的幫助指導下，對四班操作進行規範和統一。推進「以控制負壓為中心，堅持厚料層燒結，合理控制生產負荷，降低燒結礦粉燒比，成本與過程控制有機結合」的模式，實現燒結生產的優化控制和質量、成本等指標不斷挖潛提升，並以穩定燒結機速、高爐槽位的控制管理，使燒結生產處於相對較為合理的控制區間內，並進行適當微量優化調整，促進燒結生產的穩定，並在穩定的基礎上實現燒結質量和成本的進一步提升。經過上面一系列的措施，逐步統一四班的操作思想，規範四班操作調整手段，燒結生產過程逐步穩定。
[0131]其主要是對燒結生產負荷變化下，燒結機速控制中心值的相應規範調整。
[0132]在高爐負荷相對穩定，燒結礦鹼度控制值等參數相對穩定的情況下，根據高爐槽位變換的相對趨勢，進行燒結機速的相對調整，一方面使高爐槽位在一定範圍內保持相對穩定，另一方面對燒結機速調整進行相應規範，促進燒結過程以及餘熱發電的相對穩定，特對燒結機速等參數調整規定暫行如下:
[0133]圖10為正常生產時的高爐槽位平衡和燒結機速調整控制狀況圖；如圖10所示，說明:1)燒結機速按按4小時高爐槽位升降變化趨勢進行相應調整，每4小時根據槽位變換趨勢再進行調整；燒結機速每4小時調整量進行記錄；4小時內機速的調整可根據燒結過程按±0.05m/min進行適當調整；其調整頻次按技術規程的相關要求進行；
[0134]2)高爐燒結礦槽置換時的機速調整
[0135]騰空燒結礦倉時按在用燒結礦倉的平均槽位變換趨勢為準；增加燒結礦倉時，按包括新增燒結礦倉在內的平均槽位變化趨勢進行調整；燒結機較長時間停機可按進行調整，待覆產後4小時再進行調整；燒結礦落地可按進行調整，但改為直供後4小時再進行及時調整；
[0136]本發明所提供的900mm厚料層燒結的實際效果
[0137]1、燒結噸鐵返粉指標以及燒結礦粉燒比指標
[0138]I)隨著燒結機擴容改造和燒結料層提高至900mm，燒結礦的產能得到了明顯提升;
[0139]2)隨著燒結機擴容改造和燒結料層提高至900mm，燒結礦噸鐵返粉以及燒結礦粉燒比呈現明顯下降趨勢，這是擴容改造所帶來的最為明顯的效果；燒結礦噸鐵返粉以及燒結礦粉燒比指標的改善可直接利於燒結各項成本以及總廠成本的完成。
[0140]2、改造和攻關前後生產與成本指標對比
[0141]圖11為改造和攻關前後生產與成本指標對比(因700mm生產時間相對較短，考慮800mm和900mm料層的對比)
[0142]本發明實施方式為最佳實施例，任何在本發明基礎上的改進和變形，均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於，燒結方法如下: 步驟一，將燒結機設備擴容改造；將燒結臺車欄板提高到900mm，實現900mm厚料層燒結； 步驟二，穩定生石灰配用比例，通過OG優化改進進行生灰提前消化，改善原始料層透氣性；通過對混合機加水霧化的改進，優化了加水方式，改善混合料制粒效果； 步驟三，混合料水分自動控制，並根據原料特性，將混合料水分控制在最佳範圍內； 步驟四，改善縱向和橫向布料； 步驟五，燒結燃料比控制模型的運用，並嚴格控制燒結礦FeO控制水平以及燃料粒級組成，適當降低燒結過程中的高溫水平和熔融層厚度，傳熱和燃燒速度的有機配合，燒結礦FeO經驗值參考控制； 步驟六，燒結點火模型的優化控制，實現低耗均勻點火自動調節； 步驟七，燒結終點控制和燒透偏差控制模型，穩定燒結終點； 步驟八，燒結漏風治理，提高料層的有效風量，進一步提高厚料層下的燒結產量； 步驟九，燒結生產負荷的穩定性控制，實現燒結機速和高爐槽位的穩定控制。
2.根據權利要求1所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於，針對所述步驟一，將燒結機設備擴容改造具體方法為: 2-1，對Z2皮帶進行了改造，由原來的一條皮帶改為二條皮帶，並對Z2-1皮帶尾部進行了相應抬高，解決了原Z2皮帶負荷易打滑的現象； 2-1,將燒結機臺車欄板兩側外擴200mm,並最終將欄板加高至900mm,經過改造燒結機臺車有效寬度為4.9米，高度900mm ； 2-3，同時將燒結機尾部密封由原來的兩道改為一道，在燒結機尾部成功的增加了兩組風箱； 2-4，配合燒結機擴容改造，同時還對燒結機多臺設備進行相應的改造。
3.根據權利要求1或2所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於，針對所述2-4，具體將燒結機其他設備相應改造如下: 將混合料礦槽中部割除400mm，然後將下部礦槽向上抬高，最終將泥輥向上抬400mm;布料園棍向兩側各拓寬200mm,原料溜槽及下部疏料器各向兩側擴200mm ;為了保證改造後的燒結機臺車能順利通過點火爐，又將點火爐向兩側各拓寬200mm，同時向上抬高IlOmm ；為了保證燒結礦能燒好燒透，在點火爐兩側相應的增加了兩個點火嘴；單輥導料槽向兩側擴寬200mm，並且在外側各加裝了 6組耐磨塊以減少磨損，各骨架梁在保證強度的情況下進行了相應的改造，保證改造後的欄板不與之相干涉。
4.根據權利要求3所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於， 針對所述步驟二，穩定生石灰配用比例，通過OG優化改進進行生灰提前消化，改善原始料層透氣性；將OG泥噴漿點移至生灰倉後，並通過階段性生產實際對比，OG量按4.65t/h (幹基)噴加，流量基本為穩定在13m3/h，實現生灰一定程度的提前消化，提高混合料料溫水平，改善料層的透氣性。
5.根據權利要求4所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於， 針對所述步驟三，混合料水分自動控制，並根據原料特性，將混合料水分控制在最佳範圍內；運用控制混合料水份模型，所述水份控制模型根據人工輸入的各種原料的含水量及一混、二混的目標水份，按矢量料流控制原理計算出一混、二混所需的加水量及計算水份值作為系統控制前饋平均值，再由設置的水份測量儀經濾波處理後檢測出實際水份值，通過對兩項水份值及兩項加水設定值進行加權分析後，得出一、二混所需的比較接近實際的加水量。
6.根據權利要求5所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於， 針對所述步驟四，改善縱向和橫向布料 6-1，通過反射板提高以及松料器的長度以及布置密度分層的改進，使粒度較大且含碳量較少的混合料儘可能布到料層底部，粒度較小以及含碳量較多的混合料儘可能布到料層上部，可改善料層的透氣性和充分利用料層的「自動蓄熱」作用； 6-2，對梭式皮帶換向停留時間進行調整，使得橫向布料趨於合理。
7.根據權利要求6所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於， 針對所述步驟五，燒結燃料比控制模型的運用，並嚴格控制燒結礦FeO控制水平以及燃料粒級組成，適當降低燒結過程中的高溫水平和熔融層厚度，傳熱和燃燒速度的有機配合，燒結礦FeO經驗值參考控制；所述控制模型重點關注燃料中碳元素和水份含量，通過試驗給定的數據，並根據燒結原料配比及下料總量，自動調節燃料的加入量，確保燒結混合料中碳含量的穩定；此外考慮內部返礦和高爐返礦的變化等其他因素，進一步優化燃料的配加量，避免因燃料下料波動造成對生產的影響: 7-1，在實現厚料層操作後，由於蓄熱能力的提高，並結合料層中燃燒帶的阻力係數變化情況和燒結料層透氣性變化情況，嚴格控制燒結礦FeO控制值； 7-2，嚴格控制燒結燃料的品種質量和入槽管理，對各燃料配比穩定性配入控制進行管理； 7-3，同時做好燃料破碎設備和篩分設備的狀態跟蹤檢查和有效處理，並通過四輥的操作優化，實現燒結燃料破碎合格率，從源頭上減少因燃料粒級和水分的波動對燒結過程的穩定負面影響； 7-4，燒結燃料配比調整按燒結技術規程的FeO調整基準進行規範調整，同時引入經驗值參考輔助控制調整的量化值，用於幫助實際操作過程的的判斷和相應調整並通過控制功能以及操作的具體優化，提升燒結礦的產能並進一步改善燒結礦質量實現均質燒結生產。
8.根據權利要求7所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於， 針對所述步驟六，燒結點火模型的優化控制，實現低耗均勻點火自動調節；所述燒結點火模型測量被調參數採用熱值儀直接測得的煤氣熱值作為被調參數，可以比較直接迅速地反應燒結混合料獲得點火熱值的多少；點火爐控制系統採用雙閉環比值調節系統；主迴路的調節參數為煤氣的流量，從迴路的調節參數為助燃空氣的流量； 針對步驟七，燒結終點控制和燒透偏差控制模型，穩定燒結終點；所述燒結終點控制模型用於控制燒結終點位置和溫度；利用尾部風箱熱電偶的溫度測量值，建立風箱平面溫度場，採用最小二乘法進行曲線擬合，判斷當前的BRP、BTP位置。模型根據BRP的目標設定值和當前機速，以正常生產時候的機速、透氣性指數、料層厚度、風門開度作為一個基準，計算出應該調節的機速並給出新的風箱設定值； 燒結終點偏差BRP位置偏差控制，根據各輔門的料層厚度檢測，根據燃燒速度一致性指數，模型定量給出燒結機寬度方向上的布料厚度調整值，實現精確布料，使燒結過程均勻一致，燃燒帶同時達到臺車篦條，消除BTP的位置偏差。
9.根據權利要求8所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於， 針對所述步驟八，燒結漏風治理，提高料層的有效風量，進一步提高厚料層下的燒結產量；燒結生產「以風為本」，以維持較低的漏風率是燒結生產提高產、質量降低成本的關鍵:9-1，臺車的合理維修周期(每塊臺車都應建立維修檔案，將過去運轉狀況改為運轉漏風狀況並作為檢修依據)，篦條、隔熱墊、欄板緊固、彈性滑板已進行了有效管理； 9-2，機頭、機尾密封板的合理維修周期(機尾密封已作改造)； 9-3，卸灰閥以及煙道開縫的連續性跟蹤管理； 9-4，臺車、卸灰閥檢修質量管理； 9-5，滑道、幹油潤滑狀態分析與適時調整； 9-6,合理的設備改造。
10.根據權利要求9所述的一種應用於煉鋼工藝中的超厚料層燒結方法，其特徵在於， 針對所述步驟九，燒結生產負荷的穩定性控制，實現燒結機速和高爐槽位的穩定控制；以穩定燒結機速、高爐槽位的控制管理，使燒結生產處於相對較為合理的控制區間內，並進行適當微量優化調整，促進燒結生產的穩定，並在穩定的基礎上實現燒結質量和成本的進一步提升。
【文檔編號】C22B1/16GK104263912SQ201410209026
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】李傑民, 龍紅明, 王平, 戚義龍, 田春林, 左俊, 施思強 申請人:馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司