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提高冶金焦利用率的實踐與應用
提高冶金焦利用率的實踐與應用
摘 要 通過對高爐碎焦系統(tǒng)和燒結(jié)焦粉系統(tǒng)進行改造，從碎焦中篩分出大量焦丁，回收焦丁配加入爐，節(jié)約了大量的焦碳，降低了焦比，降低了生產(chǎn)成本，改善了高爐爐況，提高了產(chǎn)量。
關鍵詞 碎焦;焦丁;焦比
0 引言
萊鋼集團煉鐵老區(qū)共有四座高爐，原高爐焦碳經(jīng)過兩焦篩篩分，篩上物大焦經(jīng)料車直接進人高爐作為燃料，篩下物碎焦則經(jīng)過碎焦車提升進入碎焦倉，用汽車運至燒結(jié)原料場，作為燒結(jié)生產(chǎn)的燃料使用。
篩下物碎焦中含有大量的焦丁，碎焦沒有進行篩分再利用，造成極大的浪費。
在國內(nèi)其它鋼鐵廠，有對高爐碎焦進行篩分，回收焦丁配加入爐的先進經(jīng)驗，與國內(nèi)高爐相比，萊鋼煉鐵老區(qū)四座高爐有它的局限性。
1#、2#高爐的前身為620m3，幾經(jīng)改造大修擴容，由750m3到1 080m3。
3#、4#高爐由750m3大修擴容到1 080m3。
原系統(tǒng)沒有涉及焦丁利用這一系統(tǒng)，因此，碎焦系統(tǒng)的改造，焦丁的回收利用相比其它高爐，難度大，需要解決的問題多。
1 改造前狀況
1.1高爐冶煉對焦碳的質(zhì)量要求越來越高
焦炭在高爐冶煉中主要作為發(fā)熱劑、還原劑和料柱骨架。
高爐下部料柱的透氣性完全由焦炭來維持。
焦碳強度不好，料柱的透氣性變壞，高爐難于接受風量和風溫，同時噴吹量也受限制。
此外，生成大量的焦粉摻入爐渣，使渣變稠，還會造成難行或懸料。
焦炭質(zhì)量成為保持爐況順行的質(zhì)量指標。
1.2隨著高爐生產(chǎn)能力的提高，對入爐焦碳的需求也不斷增長
2006~2008年，老區(qū)四座高爐分別進行了大修擴容改造，隨著高爐生產(chǎn)能力的提高，對入爐焦碳的需求也不斷增長，加之市場外購焦碳的供給的緊張，及焦碳質(zhì)量下滑，成為制約高爐生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。
1.3入爐焦比高，高爐成本高
與國內(nèi)同類型高爐進行對比，老區(qū)四座高爐的入爐焦比高，平均在350kg/tFe左右，因此高爐的成本高，效益低。
節(jié)約焦碳，就是降低成本，是挖潛的重要措施。
1.4焦丁混入焦粉，影響燒結(jié)工藝，浪費燃料
燒結(jié)生產(chǎn)使用小于12mm小顆粒的焦粉，而大于12mm大顆粒的焦丁容易產(chǎn)生混合不均、燃燒不充分現(xiàn)象。
因此，碎焦中大于12mm的焦丁混入焦粉即造成燒結(jié)工藝難以消化，又造成燃料的極大浪費。
因此，迫切需要對高爐碎焦系統(tǒng)與燒結(jié)焦粉系統(tǒng)進行改造，提高焦碳的利用率，回收焦丁，實施配加入爐冶煉方式，降低焦比，節(jié)約成本。
2項目的改造與實施
2.1高爐碎焦系統(tǒng)改造
原高爐碎焦系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)為兩個碎焦倉，原碎焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，上部設有碎焦軌道，在16.7m處為碎焦車受料斗，在15.2m平臺上設置有碎焦卷揚系統(tǒng)，下部為90m3碎焦倉，在碎焦倉下部設置有閘門。
改造后主要工藝流程為：焦碳通過槽下兩個焦碳振動篩的篩分，大于18mm的合格焦進入高爐料車，由料車卷揚機提升，送入高爐進行冶煉。
小于18mm的碎焦則經(jīng)過篩下物溜槽落入碎焦車，由碎焦車卷揚機提升進入經(jīng)過改造后的碎焦處理系統(tǒng)。
在碎焦倉的上部經(jīng)過焦丁篩的篩分，焦丁篩的篩網(wǎng)為10mm，小于18mm大于10mm的焦丁通過篩上物溜槽進入1#碎焦皮帶機，然后落入2#碎焦大傾角皮帶機進入焦丁倉存儲，當高爐需要配加焦丁時，進入振動給料機，通過稱量系統(tǒng)，進入3#碎焦皮帶機，進入右礦皮帶機配加到燒結(jié)礦中進入高爐進行冶煉。
小于10mm的焦粉則由焦丁篩的篩下物溜槽落入碎焦倉，最后經(jīng)過汽車運輸，進入燒結(jié)系統(tǒng)。
具體改造如下：
2.1.1焦碳振動篩的篩網(wǎng)改造
槽下兩焦碳振動篩的篩網(wǎng)為14mm，配合碎焦系統(tǒng)的改造，根據(jù)工藝需要，將篩網(wǎng)改為18mm。
焦碳經(jīng)過振動篩的篩分，進行分級。
大于18mm的合格焦按原工藝最終進入高爐進行冶煉。
小于18mm的碎焦內(nèi)含有大量的焦丁，需要進行二次篩分，分離出焦丁和焦粉。
通過增大篩網(wǎng)，減少了焦碳篩分時間，提高了高爐上料速度和能力，為高爐高產(chǎn)創(chuàng)造了條件。
2.1.2舊碎焦系統(tǒng)的改造
改造的宗旨是保持并充分利用原碎焦系統(tǒng)。
原碎焦系統(tǒng)改造的空間狹小，并且受周圍設備、及上料斜橋的影響，在此基礎上進行改造難度相當大。
根據(jù)工藝要求通過計算, 改造舊碎焦系統(tǒng)必須滿足兩大條件：一是在原系統(tǒng)上減少原碎焦倉的容積，增設焦丁篩分系統(tǒng)，二是必須保證新碎焦倉的容積為50m3。
通過對多種方案的選則，最終方案如下：
1)利用原有鋼結(jié)構(gòu)鋼柱，在16.7m設置鋼梁、平臺，將原有碎焦卷揚機系統(tǒng)由15.2m平移至此平臺;
2)因碎焦卷揚機平移的上抬，相應的將原有道軌直段垂直斷開，增加1m。
同時將原有碎焦受料斗下部截去0.5m;
3)對原有的碎焦倉進行改造，把15.4m和 12.9m之間的原有碎焦倉拆除，在12.9m設置鋼梁平臺;
4)在16.7m下部安裝2.3m3倉，在12.9m平臺安裝焦丁篩;
5)在2.3m3的倉下部安裝手動插板閥，控制碎焦的流量。
焦丁篩的分級粒度為10mm。
在焦丁篩的下部安裝篩下物溜槽，以便于經(jīng)過焦丁篩的篩分，小于10mm的焦粉能順利進入碎焦倉。
在焦丁篩的上部安裝篩上物溜槽，使大于10mm小于18mm的焦丁能順利進入1#碎焦皮帶機;
6)把12.9m到6.73m之間的原有碎焦倉部分進行改造分割封閉，建成容積為51m3的碎焦倉存儲焦粉。
新的碎焦倉下部安裝電液動扇形閘，控制焦粉的流量，卸料進入汽車。
2.1.3新建焦丁倉系統(tǒng)
在碎焦倉的北部新建一個60m3鋼結(jié)構(gòu)形式的焦丁倉，用來儲存焦丁。
在焦丁倉的下部設置有稱量漏斗，保證了配加到燒結(jié)礦的焦丁的準確計量，提高了配料的準確性。
2.1.4焦丁的運輸系統(tǒng)
焦丁在焦丁倉和碎焦倉之間的運輸也是一個難題。
由于焦丁倉和碎焦倉相對位置一定，碎焦倉相對焦碳振動篩的位置一定，為保證碎焦卷揚的正常運行，設計了兩條皮帶來完成焦丁運輸。
1#碎焦皮帶機把從焦丁篩篩上物溜槽來的焦丁進行運輸;因現(xiàn)場位置的限定，選用一條的大傾角皮帶機提升焦丁，向焦丁倉送料。
2.1.5焦丁的配加入爐
在焦丁倉下部安裝3#碎焦皮帶機，寬度B=500mm，運輸速度為v=1.25m/s。
根據(jù)高爐爐況，將焦丁經(jīng)過稱量，準確送至右礦皮帶機，配加到燒結(jié)礦中，進入高爐進行冶煉，月均焦丁比達到30kg/t，達到了國內(nèi)較高水平。
2.2燒結(jié)焦粉系統(tǒng)改造
2.2.1原來燒結(jié)焦粉系統(tǒng)工藝
焦化廠或煉鐵廠高爐槽下來的焦粉經(jīng)上料皮帶，經(jīng)小焦篩進行篩分，粒度小于12mm的焦粉由篩下物皮帶進入四輥破碎機破碎成粒度小于3mm的焦粉(大于85%)，經(jīng)皮帶進配料室配料進行燒結(jié)，篩上物粒度大于12mm的焦丁經(jīng)皮帶運輸?shù)浇固客馀帕蟼}經(jīng)汽車拉往廠外賣給外單位，但其中含有部分粒度大于24mm的焦丁高爐可用，這一部分外賣產(chǎn)生了巨大的浪費。
2.2.2改造熱內(nèi)容
在原來焦炭外排料倉混凝土框架內(nèi)，利用原有的框架柱子，拆除原有料倉，增設兩層鋼平臺，其中在6.21m平臺上，增設一臺篩子型號XBSFJ150x360-Ⅰ棒條振動篩系統(tǒng)。
篩上物與篩下物落地，中間壘一混凝土墻隔開。
篩子的分級點22mm，振動篩將原來焦粉一次篩篩上物(粒度大于12mm的焦丁)大于24mm的焦丁部分作為篩上物篩出，這部分焦碳運往高爐，當作高爐燃料進行冶煉。
新加棒條篩篩分系統(tǒng)如下圖所示：
3 實施效果
經(jīng)改造后高爐項目取得了良好的效果，四座高爐年回收焦丁8.5萬噸。
實現(xiàn)了焦碳分級入爐，提高了焦碳的利用率。
改造后，對不同粒度的焦碳進行充分利用，收到了良好的冶煉效果和經(jīng)濟效益。
扣除因風溫的提高、煤比的增加，燒結(jié)礦品位的提高、富氧的提高的影響降低的焦比，因配加焦丁，降低焦比12.61kg/tFe，節(jié)約大量的焦碳，產(chǎn)生了可觀的效益。
同時解決了焦丁混入焦粉造成的燒結(jié)工藝難以消化，混合不均、燃燒不充分的現(xiàn)象。
2010年9月對燒結(jié)焦粉系統(tǒng)進行改造，改造后取得了良好的效果，通過增加焦粉二次篩分工藝，可有效回收燒結(jié)焦粉中粒度大于24mm的焦丁，節(jié)約焦碳，提高了焦炭利用率。
經(jīng)統(tǒng)計，平均每月可回收粒度大于24mm的焦丁790t，有效提高了焦炭利用率。
4 結(jié)論
通過對高爐碎焦系統(tǒng)“碎焦倉的分割改造”和燒結(jié)焦粉系統(tǒng)增加二次篩分改造，進行焦丁的回收，實現(xiàn)了焦丁配加入爐的冶煉方式，改善了高爐爐料的透氣性，保證了高爐的高產(chǎn)高效，節(jié)約了大量的焦碳，降低了焦比，降低了生鐵成本。
實踐證明，該項目的實施是可行、有效的，取得了一定的效果，具有推廣應用價值。
參考文獻
[1]煉鐵.中冶南方工程技術有限公司.
[2]《高爐煉鐵》(中冊).冶金工業(yè)出版社.
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