謝學(xué)榮

(寶山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，上 海 200941)

摘要：寶鋼燒結(jié)生石灰系統(tǒng)投運(yùn)后，出現(xiàn)了冒灰、噴料等各類問題，針對這些問題進(jìn)行改進(jìn)，系統(tǒng)運(yùn)行效率得到明顯提升。生石灰切出裝置改成差動(dòng)式粉體供料閥，解決了冒灰、噴料等環(huán)保問題；生石灰管道取樣裝置替代C F W 稱量小皮帶在線取樣，克服了取樣不及時(shí)等問題；X 熒光法替代E D T A 容量法檢測生石灰氧化鈣含量，檢測周期大幅縮短，檢測結(jié)果可以當(dāng)日出爐。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)；生石灰；取樣；氧化鈣

生石灰是燒結(jié)生產(chǎn)的重要熔劑，主要起到以下作用:作為黏結(jié)劑用于提高混合料的成球性，改善混合料的原始透氣性;經(jīng)充分與水反應(yīng)后提高混合料的原始溫度;調(diào)控?zé)Y(jié)礦堿度，鐵礦粉與生石灰的反應(yīng)生成液相鐵酸鈣，形成液相的流動(dòng)性直接關(guān)系到黏結(jié)相的質(zhì)量，從而決定燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量。

隨著生石灰配比的提高，混合料制粒、料層透氣性等得到明顯改善。寶鋼燒結(jié)生石灰使用配比較高，因此，生石灰系統(tǒng)的穩(wěn)定性、檢測結(jié)果的及時(shí)性對燒結(jié)生產(chǎn)、配料有著重要影響。同時(shí)，日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢，使企業(yè)面臨更大的環(huán)保壓力。生石灰系統(tǒng)投運(yùn)后，針對冒灰、噴料、質(zhì)量波動(dòng)等問題，采取了各類措施，取得了一定效果。

1  切出裝置的改進(jìn)

1.1  存在的問題

燒結(jié)生石灰系“直供料”模式:生石灰由罐車直接送到生石灰槽現(xiàn)場，然后通過壓縮空氣打入生石灰槽中，生石灰依次經(jīng)星型卸灰閥、螺旋給料機(jī) 和 CFW 稱量小皮帶切出后加入下游混合料皮帶 ，參與混勻、制粒。

生石灰連續(xù)切出，罐車向生石灰槽內(nèi)間歇進(jìn)料 ，導(dǎo)致生石灰槽內(nèi)存在一定壓力，加之生石灰粒度偏細(xì)和流動(dòng)性經(jīng)常發(fā)生變化，存在下料不均勻、螺旋給料機(jī)壓料、CFW 稱量小皮帶噴料、冒灰等問題，引發(fā)環(huán)境污染、燒結(jié)礦“跑紅礦”等環(huán)保和安全風(fēng)險(xiǎn)。因星型卸灰閥、螺旋給料機(jī)和CFW 稱量小皮帶速度由同一個(gè)PID 控制器直接輸出，對原有的三者速比進(jìn)行了優(yōu)化!螺旋給料機(jī)和CFW稱量小皮帶速度還是由PID 控制器直接輸出，星型卸灰閥速度取其輸出值的平方。速比優(yōu)化后，上游的星型卸灰閥速度較慢，下游的螺旋給料機(jī)和 CFW 稱量小皮帶速度較快，冒灰和噴料等問題有所改進(jìn)，但由于速度匹配的不平衡，CFW 稱量小皮帶的負(fù)荷率波動(dòng)依然較大，影響測量精度，現(xiàn)場環(huán)境依然不盡如人意。

1 .2 改進(jìn)措施

經(jīng)多方交流和論證，對生石灰切出裝置進(jìn)行改進(jìn)，CFW 稱量小皮帶保留，星型卸灰閥和螺旋給料機(jī)則一并取消，改為差動(dòng)式粉體供料閥，其外觀、結(jié)構(gòu)如圖1 所示。差動(dòng)式粉體供料閥由殼體、上部閥板、下部閥板、軸、上部保護(hù)板、下部保護(hù)板、鏈輪、橡膠帶等部件構(gòu)成，其工作原理為:差動(dòng)式粉體供料閥結(jié)構(gòu)類似于豎式星形給料機(jī)，與以往的橫向給料機(jī)不同，差動(dòng)式粉體供料閥殼體內(nèi)的葉片不轉(zhuǎn)，上部閥板、下部閥板依靠同一個(gè)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。上部閥板開有進(jìn)料口，下部閥板開有排料口，且進(jìn)料口與排料口呈 180°布置，生石灰進(jìn)入上部閥板的進(jìn)料口，填充到葉片隔開的空腔中，再從下部閥板的開排料口連續(xù)排出至CFW 稱量小皮帶上。

每個(gè)燒結(jié)機(jī)組均配備兩個(gè)生石灰槽，為了更好地應(yīng)對某個(gè)槽故障后剩余的另一個(gè)槽單槽切出的異常狀況，每個(gè)生石灰槽下CFW 稱量小皮帶切出能力100 t/h，改進(jìn)后的差動(dòng)式粉體供料閥切出能力 60 t/h。改造初期差動(dòng)式粉體供料閥到CFW稱量小皮帶的落料溜槽開口過大，加之差動(dòng)式粉體供料閥自身一格格切出的特點(diǎn)，導(dǎo)致 CFW 稱量小皮帶上生石灰堆積不均勻，料面呈波浪狀，生石灰負(fù)荷率波動(dòng)較大。因此，將差動(dòng)式粉體供料閥到 CFW 稱量小皮帶的落料溜槽開口縮小，同時(shí)將CFW 稱量小皮帶和差動(dòng)式粉體供料閥之間的速比按0.4 ?0. 9 之間優(yōu)化，CFW 稱量小皮帶生石灰堆積均勻，生石灰負(fù)荷率維持在8 0 % 左右。

2 取樣裝置的改進(jìn)

2 .1 存在的問題

基于資源保障、采購成本降低等多方面因素考慮，外購生石灰供應(yīng)商多達(dá)8 家 ，加上廠內(nèi)自產(chǎn)生石灰，共 9 家生石灰供應(yīng)3 臺燒結(jié)機(jī)，日常供應(yīng)中生石灰槽存在頻繁切換廠家等現(xiàn)象。生石灰輸送罐車車身較高，一般罐車頂部距離地面 4 m 左右 ，崗位工攀爬生石灰輸送罐車自帶的簡易直爬梯到罐車頂部進(jìn)行取樣。該簡易直爬梯沒有圍欄 ，因發(fā)生墜落等安全事件后，取消了罐車頂部生石灰取樣?？紤]到 CFW 稱量小皮帶停機(jī)取樣時(shí)生石灰切出異常造成燒結(jié)礦堿度波動(dòng)等不利影響，采用 CFW 稱量小皮帶在線取樣:CFW 稱量小皮帶保持運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，崗位工在CFW 稱量小皮帶旁邊使用取樣鏟取樣。這種生石灰取樣模式下，崗位工截取的并非CFW 稱量小皮帶整個(gè)橫斷面，取樣代表性存在不足;同時(shí)，逢同一個(gè)生石灰槽生石灰廠家切換時(shí)，生石灰槽中存在混料現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量事故時(shí)存在推倭、扯皮事件。

2 .2 改進(jìn)措施

為了在正常取樣或生石灰廠家切換時(shí)，取樣更具代表性、安全性，對生石灰取樣裝置進(jìn)行了優(yōu)化。

如圖2 所示，在生石灰輸送管道上增加生石灰管道取樣裝置。該管道取樣系統(tǒng)由信號傳輸、啟動(dòng)閥、振動(dòng)電動(dòng)機(jī)、氣缸和粉塵收集系統(tǒng)等組成。當(dāng)生石灰車駕駛員抵達(dá)輸送點(diǎn)連接好氣送管道后，現(xiàn)場按下信號按鈕，燒結(jié)中控接受到罐車就位信號后，通過監(jiān)控視頻觀察、確認(rèn)各閥門信號關(guān)閉正常后，按下開始取樣鍵，.分鐘后開始截取第一個(gè)樣品，/ 分鐘后自動(dòng)截取第二個(gè)樣品，直至完成整個(gè)生石灰取樣量。取樣結(jié)束后，人工啟動(dòng)氣缸拿樣送檢。每個(gè)取樣循環(huán)動(dòng)作如下:①取樣初始位置。取樣前氣動(dòng)球閥1、氣 動(dòng)球閥2 處于常開狀態(tài)，氣動(dòng)球閥3 的a 口、b 口打開，c 口關(guān)閉，物料收集裝置處于封閉狀態(tài)。②取樣位置。

接收到取樣信號時(shí)氣動(dòng)球閥2 、氣動(dòng)球閥 1 依次關(guān)閉，關(guān)閉時(shí)差小于1 3 氣動(dòng)球閥 3 保持不動(dòng)，取樣結(jié)束。③物料收集。取樣結(jié)束，氣動(dòng)球閥1 ，氣動(dòng)球閥 2 關(guān)閉后，氣動(dòng)球閥 3 的 c 口打開，b 口關(guān)閉，進(jìn)行物料收集。④振動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)長20 s，振動(dòng)結(jié)束后回到取樣初始位置，一次取樣結(jié)束。

3 氧化鈣檢測方法的改進(jìn)

3 . 1 存在的問題

生石灰質(zhì)量對燒結(jié)礦品位、成分穩(wěn)定性等指標(biāo)影響較大，如提高燒結(jié)礦品位能改善高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，創(chuàng)造可觀的冶金效益^[2]。生石灰活性度越高，有效的氧化鈣含量越高，在燒結(jié)礦堿度一定的情況下，其他熔劑的配加量便可減少，從而提高燒結(jié)礦全鐵品位;此外，生石灰活性越高，燒結(jié)過程中的“吸硫”能力越強(qiáng) ^[3]。寶鋼燒結(jié)生石灰取樣頻度為1天 1次 ，檢測粒度、氧化鈣、灼減等項(xiàng)目，其中生石灰氧化鈣采用EDTA 容量法測定，檢測精度允許差為 ± 0 . 50 % 。因多方面原因影響，從燒結(jié)現(xiàn)場取樣至檢化驗(yàn)中心檢測結(jié)果出爐通常需 4 ?6 d，檢測周期較長，對燒結(jié)礦堿度趨勢管理、配料計(jì)劃變更、采購部門結(jié)算和采購量調(diào)整等帶來諸多不便。

3.2  改進(jìn)措施

燒結(jié)外購生石灰粉、燒結(jié)脫硫生石灰粉和煉鋼生石灰(塊）的 CaO 含量標(biāo)準(zhǔn)均不相同，參照各品種的CaO 合格標(biāo)準(zhǔn)，使用 X 熒光法對燒結(jié)外購生石灰粉等的檢測結(jié)果表明，燒結(jié)外購生石灰粉合格率為 89. 4% ，燒結(jié)脫硫生石灰粉和煉鋼生石灰的合格率均為100%。

對燒結(jié)外購生石灰粉等采用EDTA 容量法和X 熒光法同步進(jìn)行檢測。從表1可以看出，依據(jù)EDT A 容量法的± 0. 50% 精度，X 熒光法測定值與 EDTA 容量法測定值差異在± 0. 50% 之內(nèi)的數(shù)據(jù)量占72 %，意味著檢測質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)約 28%，實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)偏高;三類生石灰中，X 熒光法測定結(jié)果在規(guī)格線邊緣的數(shù)量只有1個(gè) ，用 X 熒光法測定值判定生石灰是否合格，發(fā)生誤判概率相對較低;正、負(fù)偏差基本持平，檢測結(jié)果用于貿(mào)易結(jié)算的經(jīng)濟(jì)利益影響不大。因此，確定檢測風(fēng)險(xiǎn)主要關(guān)注邊緣結(jié)果。

依據(jù)日常實(shí)際檢測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì) 2017?2018年生石灰氧化鈣檢測邊緣數(shù)據(jù)情況。從表2 可以看出，煉鋼生石灰邊緣結(jié)果偏多，精度需求級別高的燒結(jié)外購生石灰粉邊緣結(jié)果不多，脫硫生石灰粉月檢測量最少，沒有邊緣結(jié)果。

經(jīng)過試驗(yàn)、實(shí)際檢測數(shù)據(jù)對比等風(fēng)險(xiǎn)評估后，燒結(jié)生石灰氧化鈣檢測以檢測周期短的X熒光法為主，檢測周期長的EDTA 容量法為輔。依據(jù)外購生石灰邊界結(jié)果判定范圍，當(dāng) X 熒光法檢測值不屬于下邊界A ~上 邊 界 B 范圍時(shí)，以 X 熒光法的檢測數(shù)據(jù)報(bào)告結(jié)果；當(dāng) X 熒光法檢測值屬于下邊界A ~上邊界 B 范圍時(shí)，米 用 EDTA 容量法復(fù)驗(yàn)，以 EDTA 容量法檢測數(shù)據(jù)報(bào)告結(jié)果。

4  結(jié)論

燒結(jié)生石灰系統(tǒng)經(jīng)過系列改進(jìn)后，系統(tǒng)運(yùn)行效率得到明顯提升，如燒結(jié)生石灰切出裝置改為差動(dòng)式粉體供料閥，解決了冒灰、噴料等安全、環(huán)保問題;生石灰管道取樣裝置替代CFW 稱量小皮帶在線取樣，克服了取樣不及時(shí)等問題;燒結(jié)生石灰氧化鈣檢測以檢測周期短的X 熒光法為主，檢測周期長的EDTA 容量法為輔，檢測周期大幅縮短 ，其中 X 熒光法檢測結(jié)果可以當(dāng)日出爐，為燒結(jié)礦趨勢管理、配料變更提供強(qiáng)有力支撐。

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