梅钢降低3#烧结机内返矿率的生产实践
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1.理论部分-梅钢在防折辊投用时,依靠摩擦力的作用使各种力在带钢横截面上应力的分布更趋均匀合理,可以改变应力在带钢横截面的分布,避免产生应力集中。
1、腰折缺陷产生的机理低碳铝镇静钢的拉伸曲线存在明显的屈服平台,并存在明显的上、下屈服点。
其原因是柯氏气团阻止了位错的运动,变形时必须将应力增大到某一定值后,才能使位错摆脱气团,开始滑移运动,此时在拉伸曲线上出现明显的上屈服点。
一旦位错滑移起来,就可以在较低应力下进行(下屈服点)。
这时,变形一旦在某一局部区域开始发生,这里就表现出软化的效果,变形在这里集中并可以进行到一定程度。
因此,由于低碳铝镇静钢存在屈服平台,在开卷时当开卷张力过大或由弯变直过程中变形量过大时,带钢表面应力达到或大于材料的屈服强度,即有σ≥σs,会引起带钢发生塑性变形,并且集中在某一区域进行,从而形成条带状的形变区,这就是腰折缺陷产生的机理。
2、产生的因素A、材料性能对腰折缺陷的影响主要表现在3个面:一是材料性能决定了带钢屈服强度。
材料屈服强度直接决定带钢是否产生腰折缺陷。
二是材料存在屈服平台。
通过钢种成分的控制,降低带钢间隙原子C、N含量;三是材料性能的均匀性。
热轧带钢在冷却卷取过程中,沿带钢宽度方向冷却不均匀,会引起带钢宽度方向上屈服强度有一定的差异,易产生腰折缺陷。
因此,控制材料性能的均匀分布非常重要。
B、板型C、来料温度常温时钢材屈服强度较高,但随着钢材自身温度的升高,在40~100℃范围内,其屈服强度下降趋势明显。
终轧温度870℃,卷取温度40℃开卷和拉矫参数的合理匹配开卷张力、开卷速度防折辊施加的压力和带钢的厚度等是影响腰折缺陷的重要因素。
3. 腰折缺陷的预防措施A、控制来料带钢的质量对预防腰折缺陷至关重要。
化学成分的控制应适当降低C、N含量;热轧工序的卷取温度要适当;由于薄规格产品的板形控制难度较大,带钢厚度小于2.5mm时,必须进行预平整以改善板形;规定上料温度必须小于45℃;在热轧精整线上进行平整时,需要调整好开卷张力、加大压辊的压力及平整机的压下量。
梅钢富氧烧结技术的研究与应用摘要:对梅钢3号烧结机进行富氧烧结试验研究,结果表明,富氧烧结效果显著。
富氧烧结改善了燃料利用率,降低了固体消耗,提高了烧结矿铁酸钙和粘结相含量,改善了烧结矿相结构,转鼓强度提高了1.52%,低温还原粉化率RDI+3.15和还原性RI指标均得到了优化,分别提高了0.328%和0.6%。
关键词:吹氧富氧点火氧气罩0 引言富氧烧结是通过提高点火助燃空气和抽入料层空气的含氧量,改善燃料燃烧条件,增强燃烧带的氧化气氛,综合已有的国内外研究成果和生产实践,对于富氧烧结在烧结生产中主要优点已达成以下共识。
首先,富氧烧结能提高燃料利用率,使得烧结液相生成量增加,保温时间延长,实现高氧位烧结,使烧结矿成品率及转鼓指数都随之升高。
其次,富氧烧结能提高烧结机生产效率。
另外,富氧烧结可使烧结料层中的固体燃料得到充分燃烧,提高其综合燃烧特性和燃料利用率,从而降低燃耗,实现厚料层烧结。
本文就梅钢3号烧结机富氧烧结的生产实践进行试验研究,设计了富氧烧结工艺流程图、供氧保温罩的结构形式、罩中供氧方式、系统研究了富氧烧结的效果,并对富氧烧结工作机理进行了探讨。
1 技术方案梅钢3号烧结机富氧烧结工艺由向烧结料层吹氧和富氧点火二部分构成,其工艺流程如图1所示。
烧结机氧气罩呈弧形,离点火器出口7米,通过支架罩在台车上,氧气罩上部开有一条0.5米宽的槽,用于烧结供风;氧气罩由四段组成,每段长3米(有4个氧气喷头),总长12米,喷头距料面480mm, 氧气喷头出口处压力约在0.04~0.06MPa。
富氧烧结在氧气压力高于4.5公斤的前提下启用,烧结操作人员通过调节阀调整氧气流量,当氧气压力低于0.45MPa时,调节阀自动切断烧结供氧。
2 富氧烧结工业试验结果与分析制定了适宜的富氧烧结工艺流程图,供氧保温罩的结构形式,罩中供氧方式,氧气管道吹扫方式和烧结安全用氧方案后,在烧结氧气流量1800米3/小时,料层吹氧流量1680米3/小时,烧结机速度1.70m/min,吹氧时间7分钟,罩内氧浓度22~24%,富氧点火流量120米3/小时,点火助燃空气富氧浓度2%的条件下,研究了富氧烧结的效果。
梅钢降低3#烧结机内返矿率的生产实践
通过理念的创新、工艺和参数的改进、精细化的操作有效的减少了生产的波动,减少了超厚料层和小水分物料引起的生料和夹生料,强化了烧结过程,有效提高了烧结矿强度,降低梅钢3#烧结机的内返矿率。
标签:内返矿厚料层边缘效应
0 引言
内返矿是烧结过程中的筛下产物(-5mm),其中包括没有烧透和没有烧结的混合料,是整個烧结过程中的循环产物。
内返矿由于粒度较粗、气孔多,加入混合料中可可改善烧结料层的透气性。
同时,由于内返矿中含有已烧结的低熔点物质,它有助于烧结过程液相的生成[1]。
但是,过多的内返矿不仅影响烧结成品率,降低烧结矿产量,也增加了内返矿重新加工的能源消耗,导致生产成本的上升。
随着目前国际铁矿粉价格的提升,钢铁行业原料成本亦大幅度提高,降低生产成本显得尤为重要,而降低烧结矿返矿率是降低铁前成本的有效途径。
1 影响内返矿的主要因素
梅钢3#烧结机面积为180m2,自投产以来,内返矿率一直处于较高水平,生料、夹生料产生较多,混合料液相形成不足,烧结矿强度不够。
造成梅钢3#烧结机生产波动大,烧结矿强度不足的主要因素有几下方面:
1.1 对内返矿率重视不够。
过于侧重烧结矿产量和烧结机利用系数,脱离烧结过程参数,盲目提高烧结过程上料量,以为提高上料量就能提高产量,使得烧结终点和终点温度无法得到保障,致使烧不透、跑生料情况的经常出现。
1.2 过程波动大,稳定性不够
1.2.1 物料下料不畅通,熔剂、燃料经常出现悬料、堵料等现象,导致烧结过程热量供应不足,透气性较差,物料结晶不够充分。
1.2.2 水分的波动,由于物料、内返矿质量的波动及生石灰消化器故障,致使混合料水分无法满足生产需要。
1.2.3 设备的故障,如原料圆盘下料电子秤精度不够、设备故障导致切换过程中衔接不够精确、生石灰消化器故障影响生石灰消化效果、小矿槽窜料等。
1.3 熔剂、燃料质量和用量。
熔剂和燃料的粒度和粒度组成不够合理,熔剂和燃料有效组分含量较低,岗位人员为降低能耗,最大限度减小焦粉,致使烧结过程热量不够,液相生成不足,影响烧结矿强度。
烧结矿异常亚铁和碱度对烧结矿强度和内返矿率的影响见下表:
期间(2010.11.15~2010.11.30)内返矿量的平均数值为630.00吨。
1.4 布料制度不够合理。
圆辊和七辊转速不够,物料偏析不合理,烧结过程料层厚度不够,料面不够平整,致使混合料内部热量和气流分布不均,影响烧结矿强度。
1.5 点火制度不够合理。
点火负压过高,致使点火热量随冷风大量流失,表层烧结矿点火温度不够,结晶不充分。
机速过快,点火后点火罩内高温保存时间不足,均导致表层烧结矿中含有大量生料。
点火温度过高,表层烧结矿出现过熔,下层混合料水分大量蒸发,致使表层烧结矿与下层混合料分离,极大影响下层混匀料的点火质量,使得表层低强度烧结矿大量增加,使烧结内返矿率上升。
1.6 料层厚度不足。
料层厚度不足,致使混合料透气性好,垂直烧结速度过快,混合料内部传热速度大于燃烧速度,混合料热量不足,结晶不充分,烧结矿强度不够。
同行,料层厚度不足,也增加了表层和边缘低强度烧结矿的比例,使得烧结内返矿率增加。
1.7 烧结过程边缘效应的影响。
烧结边缘效应使得边缘低强度烧结矿增加,也使得烧结内返矿率上升。
1.8 终点和终点温度控制不够合理。
烧结终点提前,终点温度过高,烧结矿机上冷却,使得烧结矿内部形成了较多低强度的玻璃质,降低了烧结矿强度。
烧结终点靠后,终点温度低,混合料烧不透,生料增多,内返矿率上升。
1.9 筛分设备原因。
筛分设备维护不够及时,筛面板筛孔增大和破损,均导致烧结内返矿率的上升。
2 降低内返矿的措施
针对烧结矿内返矿率偏高和存在的影响因素,梅钢3#烧结机自2010年12月份以来,实施了以降低烧结矿内返矿率为主要目标的生产生产实践,主要措施有:
2.1 “以质量促产量”。
树立和强化降低内返矿就是提高产量的理念。
通过降低内返矿率提高成品率,提高烧结矿产量。
在终点能够控制在19#风箱,及19#风箱温度大于250℃时,才增加上料量,确保“烧好、烧透”。
2.2 稳定生产过程,减少波动
2.2.1 稳定物料,合理的圆盘闸门开度,确保料流的平稳。
对生产过程中的堵料、悬料及时处理,无法处理时及时切换到备用圆盘生产,杜绝断料和下料不足现象的发生,确保配料精度和稳定性。
2.2.2 稳定水分,调整工艺参数,将混合料水分由6.3±0.3%调整为6.7±0.3%,增强混合料水分的抗波动能力。
根据料流变化及生石灰、内返矿质量的好换,及时调整水分,确保水分的稳定。
对较易发生故障的消化器,除岗位人员在停机时间及时清理水箱和绞笼外,要求专业点检人员定期彻底清理,减少因消化器故障引起的水分波动。
2.2.3 加强设备维护,确保设备稳定运行。
定期清扫和校正配料电子秤,确保配料精度。
对较易引起窜料的布料装置,组成了工艺和设备人员组成的跨部门团队予以彻底解决,杜绝了窜料引起的无法烧透的超厚料层现象。
2.3 确保熔剂和燃料的质量和用量
2.3.1 要求生石灰的-3mm粒级大于90%,生石灰中Ca0含量大于85%,严格控制生石灰的质量[2]。
保证生石灰消化器的正常使用,制定合理的消化水分及合理的搅拌速度,保证生石灰的消化效果,使生石灰在混合料中分布均匀,消除烧结矿中因生石灰消化不充分而出现的影响烧结矿强度的“白点”。
2.3.2 提高烧结矿碱度,2010年,将烧结矿碱度由1.75提高到1.90,增加生石灰配比,增加烧结矿中高强度铁酸钙的生成。
2.3.3 要求和控制焦粉中-3mm粒级的大于85%[2],使焦粉在混合料能够均匀分布,确保烧结过程中液相的均匀分布。
对于制定的9.0±1.5的FeO指标,要求岗位人员控制在8.0以上,确保烧结过程中生成足够的液相,保证烧结矿强度。
杜绝岗位人员为节约燃料消耗随意减小焦粉配比的行为。
2.4 合理的布料制度。
布料圆辊的速度控制在50%以上,确保混合料各个粒级和燃料的合理分布。
减小圆辊的调整频率和幅度,保证料面的平整,确保气流在混合料内部的均匀分布,进而达到内部液相的均匀分布。
2.5 实施慢机速低负压点火技术。
在厚料层烧结的基础上,将原来的1#、2#风箱的点火负压由10、11kpa降低到7、8kpa,减小了点火后因高负压而导致的热量流失,提高了点火温度。
将机速由原来的1.75m/min降低到1.6m/min,增加了点火后的高温保持时间,保证了表层烧结矿结晶需要的足够热量和时间,表层烧结矿强度得到了较大的提高。
2.6 厚料层烧结和压料技术。
保证烧结机料层厚度大于700mm,同时使用压料辊增加混合料密度,降低由于碱度提高Ca0用量增多而改善的透气性,降低垂直烧结速度,使混合料内部传热速度趋同于燃烧速度,增加熔融带厚度,增加液相生成量和液相结晶时间,达到增强烧结矿强度的目的。
2.7 减弱烧结过程边缘效应
2.7.1 布料圆辊边缘活页门开度稍微大于中间,使得台车边缘下料多于中间,形成“ ”料面。
2.7.2 保证压料辊和压料板的正常使用,料面经压料辊和台车边缘压料板后,料面由“ ”形变为“一”形。
增加台车边缘物料填充密度,降低台车边缘料层透气性,使混合料透气性沿台车横向上保持一致,使烧结过程气流均匀分布,减弱烧结过程边缘效应,提高了边缘烧结矿强度。
2.8 控制合理的终点和终点温度。
通过合理的调整上料量、水分、机速、料层和负压,确保烧结终点位置能够落在19#风箱的位置,同时保证烧结终点温度大于250℃。
既有效避免过烧和烧不透,也确保足够的液相生成和液相结晶时间,提高烧结矿强度。
2.9 合理的冷筛维护制度。
根据烧结矿中-5mm烧结矿的比例,判断冷筛筛孔的变化情况,及时联系设备人员进行维护和更换,为烧结生产提供确实可靠的内返矿数据。
3 实施效果
梅钢3#烧结机2010年6~11月与2010年12月~2011年5月烧结矿转鼓强度和内返矿率如图所示:
由图一可以看出,相对于2010年6~11月,梅钢3#烧结机2010年12月~2011年5月烧结矿强度呈现逐步上升的趋势,由75.92%上升到77.71%,上升1.71%。
体现在烧结矿内返矿率上,由图二所示,梅钢3#烧结机2010年12月~2011年5月相对2010年6~11月烧结矿内返矿率呈现较大幅度的降低,由27.72%降低到25.54%,降低了2.18%,效果明显,达到了降本增效、节能减排的预期效果。
4 结论
4.1 理念的强化、过程的稳定、参数的优化和精细的操作,能够有效的强化烧结过程,提高烧结矿转鼓强度,降低烧结过程内返矿率。
4.2 稳定物料和水分,减少烧结过程波动,减少超厚料层和小水分物料的出现,能够有效减少生料、夹生料的产生,有益于降低内返矿率。
参考文献:
[1]傅菊英,姜涛,朱德庆.烧结球团学.
[2]邱海雨,张志刚,赵国梁.梅钢烧结降低高炉槽下返回率生产实践《梅山科技》,2009(1):20-22.。