回转窑结圈结块原因分析及预防
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Zhang Hanquan (Wuhan Iron & Steel Corp.)
Abstract Factors of kiln ring of Grate-kiln pelletizing process production line of WISCO, Chengchao iron mine were discussed. Ring precaution ways in materials selecting temperature gas control system and process technology controlling are also described. Keywords oxidation pellet grate-kiln kiln ring and lumping precaution ways
2.3 关于煤粉及其使用的问题 今年以来球团生产用煤热值(<26MJ/Kg) 灰熔点偏低( 1400 ) 灰分较高(>14%) 为保证工
艺温度 ห้องสมุดไป่ตู้用量偏大 煤灰在窑内聚集 容易在窑内与铁矿粉局部高温 火焰附近 温度可达 1300 以上 形成粘结相
自 2 月份以来 由于回转窑用煤量较大 4.5t/h 制煤能力受到威胁 同时 粗粉分离器自投 入使用来一直无资料进行调整 保证粒度 粉煤粒度粗 情况异常时-200 目含量 50% 煤粉燃烧 后灰粉在窑内局部相对集中 从窑头可见 大量煤灰 成批飘落在窑中 窑结圈附近部位 一旦与 火焰接触 当火焰不稳或圈长厚时 将生成液相熔融物
干球质量
干球强度 500N/个 AC 转鼓-5 ㎜ 10% FeO 含量 10%
3.4 回转窑操作 每半小时观察记录一次火焰情况 及时通过燃烧器内 外风调整火焰形状和位置 确保火焰
长度 确保窑内高温带分布均匀 即时观察窑内煤粉燃烧情况 并向主控室汇报 当煤粉燃烧不完全时 及时调整喷煤量 应密切观察排料情况 对固定筛上未排下的大块粘结料 及时扒出冷却处理 避免大块物料
故障停机控制 根据时间长短调整操作 短时间停机 30 分钟以内 适量减煤 降低链篦机 温度 恢复生产先恢复喷煤量 再组织开机 根据链篦机温度控制机速 较长时间停机 温度下降
较多 机速 1.0m/分 料厚 160±5mm 温度正常后再逐步恢复机速 料厚 先恢复机速 后恢复料
厚 保证入窑球质量合格 开机过程中随时注意链篦机 回转窑焙烧球状况 发现问题及时调整操
3.6 主控室人员工艺操作优化 随时观察窑头压力情况 及时调节环冷机 链篦机风流系统 确保窑头微负压操作 车间工艺技术员必须每 ２ 小时对煤粉 皂土 生球干球 成品球的各项质量指标及时进行分
析 根据情况调整工艺操作 对指标异常的样品和工艺控制中需要了解的产品质量及时向矿化验室 提出特样指标检测
每 30 分钟下现场一次 密切关注配料 造球链篦机 回转窑和环冷机的运行情况和工艺操作 状况 发现粉料入窑或环冷机及其他异常情况 应立即采取紧急措施并通知相关岗位人员 对可能 影响生产及时向车间领导汇报
１ 前言
武钢程潮铁矿球团生产线是武钢实施高炉精料方针的有效途径之一 设计年产量为 120 万吨氧 化球团矿 该生产线采用国际上较为先进的链篦机 回转窑焙烧工艺 自产磁铁精矿经脱水干燥 高压辊磨 配加粘结剂 强力混合等原料准备阶段后 造好生球 利用筛分系统将不合格品返回重 新配料 合格品送入链篦机和回转窑进行干燥 预热 焙烧 烧成球采用内闭式二段鼓风环式冷却 机冷却 最终成品球温度 120 自 2003 年六月份开始试生产以来 设备运行基本正常 工艺得到 了很好的优化 2004 年 2 月份产量二月份生产 81000t 日均产量达到了 2761t 质量指标较好 但 由于原料 燃料(煤粉)及工艺控制各方面的原因 自今年元月中旬以来 我矿球团生产回转窑多次结 圈 至三月上旬 已严重影响了生产
表 １ 回转窑结圈物化学分析
检测项目
试样 编号
铁物相
Fe SiO2 CaO FeO
FeCO3 Fe2O3 FeS FeSiO3
mFe
之铁 之铁 之铁 之铁
程 3 61.60 6.66 2.52 21.00 57.99 0.100 3.10 0.15 0.26
2.1 窑内粉末含量高 高温下与煤灰中的 SiO2 形成低熔点化合物
３ 预防回转窑结圈 结块的措施
3.1 严格控制进厂原 燃料质量 把好造球关 生球质量生死关 水分 8.5 9.0% 落下强度 4 次/0.5m 8 16mm 含量≧70% 水分 混合料水分 7.5 8.5% 当混合料水分 7.0%时 圆筒干燥机尾气温度降低 造球补加
水严格控制 确保生球水分不超标 生球粒度 8 16 ㎜ 含量 70% 煤粉质量要求 挥发分 17~20% 灰分 13~15% 灰分熔点 1400 S 0.5% 发热
值 29MJ/kg 水分 1% 粒度 -200 目 80% 皂土质量要求 水分 １０％ 吸蓝量 ３０ｇ／１００ｇ 胶质价 ９０ ｍｌ／１５ｇ 膨胀容 １２ｍｌ／ｇ
－２００ 目 ９８％ 造球机起动控制 各输送系统运转正常后 起动球盘 起动顺序 先起动距大球辊筛最近的 1
台即 6-1 顺序起动 一台运转正常后 再起动另一台 不允许多台同时起动 防止压料
堵塞隔筛或进入环冷机
3.5 回转窑结圈 结块处理预案 如因操作失误造成大量粉末进窑 应立即减少造球量 降低窑温 避免粉末结圈或大量排入环
冷机 造成环冷机台车物料板结 而使整个焙烧过程形成恶性循环 具体措施 a 迅速减少生球进球量 降低链篦机转速 避免情况恶化 b 尽量控制回转窑和链篦机转速 确保窑头排料畅通 c 将环冷机一 二段鼓风量开到最大 使物料尽量充分冷却 减少结块
作
链篦机开始布料后 如发现链篦机干燥段温度降低 应开大抽风干燥和鼓风干燥排风量 并
适量加大回转窑喷煤量 保证生球的充分干燥预热和回转窑的焙烧温度 待环冷机一段排风温度达
800 二段排风温度达 400 以上时 应密切关注窑尾及链篦机预热段温度 当二者温度超过 1100 以上 必须降低喷煤量 确保该工序的温度要求
1050 链篦机各段温度必须控制在以上范围内 否则不得组织生产 开机控制 初次开机链篦机预热段温度达到 800 以上 干燥段达到 350
开机生产 料厚控制 160±5mm 机速控制在 1.0m/min 以下 链篦机蓄热充足 恢复正常机速 这时环冷机二段温度达 400 以上
以上 呈上升趋势 温度正常后再逐步
喷煤量过大 窑内局部形成还原性气氛 CO 含量高 磁铁矿氧化慢 形成一些低熔点化合物 如 2FeO· SiO2 高温下产生液相使粉末粘结
2.4 关于皂土及其使用的问题 元月中旬 为提高成品球品位 车间曾将皂土用量降至 1.0% 由于生球质量无法保证 大量
2
粉末入窑 回转窑开始结圈 二月份 为提高造球产量 皂土添加量在 2.0 3.5%左右 经过高温焙烧 使高温球致密性差
1联系人 张汉泉 工程师 副厂长 湖北省鄂州市武钢程潮铁矿球团厂 436051 1
生球强度低 2 3 次/0.5m 经倒运后破裂 形成粉末排入回转窑 布料过厚 干燥不完全 生球在预热段产生粉化 链篦机温度偏低 干球固结不好 强度低 200 300N/个 远远低于 500 N/个以上的要求 进入回转窑 在运动过程中破碎 2
较长 混合物喷出速度一般为 ４０ 75m/s 即是送煤风量为 2500 3000 m3/h 此时火焰可达 10 15m 速度过低则可能引起回火伤人和粗的煤粉颗粒从火焰中沉降到窑壁 此现象有时在窑内十分 明显 引起窑壁局部高温 速度过大则可能使火焰脱离烧嘴而引起灭火
二次空气以 ３０ m/s 的速度从火焰根部引入 以保证煤粉完全燃烧 目前窑内火焰情况 根据现场观察 目前窑内火焰刚度差 火柱没劲 呈短促的棉团状 火 焰边缘直接与窑壁或物料接触 特别是结圈物未清除干净时 现象更为明显 这是结圈快速长大的 根本原因所在 目前窑内温度情况 由于对抽干布袋除尘反吹风风管维检不到位 造成除尘器堵塞 影响了 抽干风机的风量 窑内正压严重 加之火焰短促 链篦机温度难以保证 ７５０ 左右 加大喷煤量 4.5t/h 以上 势必引起窑温升高 促使低熔点粘结相的形成
试样
2# 铁原料
3# 2# 成品球 3#
皂土配比 /%
1.2 1.0
表 ２ 程潮球团原料及成品矿化学成分／ ％ 检测项目
TFe FeO SiO2 CaO MgO 66.66 27.97 3.20 1.25 1.15 67.49 27.39 3.16 1.36 1.16 65.47 0.80 2.69 0.76 1.02 65.07 0.98 2.63 0.77 1.00
3.2 布料 布料厚度控制与链篦机温度和机速控制 在初开机时 链篦机蓄热不足 料厚控制薄一点 机
速控制慢一点 并适量减少鼓干和抽干排风量 温度正常后再逐步增加机速至正常机速 随机速加 快适量提高抽风量 以确保链篦机温度 确保干球质量为第一要务
3.3 链篦机温度控制
3
鼓风干燥段 250 300 抽风干燥 段 350 450 抽风干燥 段 500 700 预热段 900
体系组成
反应生成 物
表 ３ 各种易熔化和物的熔化温度
熔化温度 /
体系组成
反应生成物
熔化温度 /
FeO-SiO2 铁橄榄石
1205
低熔共晶混合
Fe2SiO4- FeO-SiO2
物
1178
FeO- Fe3O4 浮氏固熔体
1200
FeO-SiO2- CaO
钙铁橄榄石 1080 1150
CaO- Fe2O3 铁酸钙 1205 1216 FeO-SiO2- CaO-Al2O3 铁钙铝硅酸盐 1030 1050
回转窑结圈结块原因分析及预防
作者： 作者单位：
张汉泉 武汉钢集团公司
本文链接：/Conference_6097196.aspx
Abstract Factors of kiln ring of Grate-kiln pelletizing process production line of WISCO, Chengchao iron mine were discussed. Ring precaution ways in materials selecting temperature gas control system and process technology controlling are also described. Keywords oxidation pellet grate-kiln kiln ring and lumping precaution ways
2.3 关于煤粉及其使用的问题 今年以来球团生产用煤热值(<26MJ/Kg) 灰熔点偏低( 1400 ) 灰分较高(>14%) 为保证工
艺温度 ห้องสมุดไป่ตู้用量偏大 煤灰在窑内聚集 容易在窑内与铁矿粉局部高温 火焰附近 温度可达 1300 以上 形成粘结相
自 2 月份以来 由于回转窑用煤量较大 4.5t/h 制煤能力受到威胁 同时 粗粉分离器自投 入使用来一直无资料进行调整 保证粒度 粉煤粒度粗 情况异常时-200 目含量 50% 煤粉燃烧 后灰粉在窑内局部相对集中 从窑头可见 大量煤灰 成批飘落在窑中 窑结圈附近部位 一旦与 火焰接触 当火焰不稳或圈长厚时 将生成液相熔融物
干球质量
干球强度 500N/个 AC 转鼓-5 ㎜ 10% FeO 含量 10%
3.4 回转窑操作 每半小时观察记录一次火焰情况 及时通过燃烧器内 外风调整火焰形状和位置 确保火焰
长度 确保窑内高温带分布均匀 即时观察窑内煤粉燃烧情况 并向主控室汇报 当煤粉燃烧不完全时 及时调整喷煤量 应密切观察排料情况 对固定筛上未排下的大块粘结料 及时扒出冷却处理 避免大块物料
故障停机控制 根据时间长短调整操作 短时间停机 30 分钟以内 适量减煤 降低链篦机 温度 恢复生产先恢复喷煤量 再组织开机 根据链篦机温度控制机速 较长时间停机 温度下降
较多 机速 1.0m/分 料厚 160±5mm 温度正常后再逐步恢复机速 料厚 先恢复机速 后恢复料
厚 保证入窑球质量合格 开机过程中随时注意链篦机 回转窑焙烧球状况 发现问题及时调整操
3.6 主控室人员工艺操作优化 随时观察窑头压力情况 及时调节环冷机 链篦机风流系统 确保窑头微负压操作 车间工艺技术员必须每 ２ 小时对煤粉 皂土 生球干球 成品球的各项质量指标及时进行分
析 根据情况调整工艺操作 对指标异常的样品和工艺控制中需要了解的产品质量及时向矿化验室 提出特样指标检测
每 30 分钟下现场一次 密切关注配料 造球链篦机 回转窑和环冷机的运行情况和工艺操作 状况 发现粉料入窑或环冷机及其他异常情况 应立即采取紧急措施并通知相关岗位人员 对可能 影响生产及时向车间领导汇报
１ 前言
武钢程潮铁矿球团生产线是武钢实施高炉精料方针的有效途径之一 设计年产量为 120 万吨氧 化球团矿 该生产线采用国际上较为先进的链篦机 回转窑焙烧工艺 自产磁铁精矿经脱水干燥 高压辊磨 配加粘结剂 强力混合等原料准备阶段后 造好生球 利用筛分系统将不合格品返回重 新配料 合格品送入链篦机和回转窑进行干燥 预热 焙烧 烧成球采用内闭式二段鼓风环式冷却 机冷却 最终成品球温度 120 自 2003 年六月份开始试生产以来 设备运行基本正常 工艺得到 了很好的优化 2004 年 2 月份产量二月份生产 81000t 日均产量达到了 2761t 质量指标较好 但 由于原料 燃料(煤粉)及工艺控制各方面的原因 自今年元月中旬以来 我矿球团生产回转窑多次结 圈 至三月上旬 已严重影响了生产
表 １ 回转窑结圈物化学分析
检测项目
试样 编号
铁物相
Fe SiO2 CaO FeO
FeCO3 Fe2O3 FeS FeSiO3
mFe
之铁 之铁 之铁 之铁
程 3 61.60 6.66 2.52 21.00 57.99 0.100 3.10 0.15 0.26
2.1 窑内粉末含量高 高温下与煤灰中的 SiO2 形成低熔点化合物
３ 预防回转窑结圈 结块的措施
3.1 严格控制进厂原 燃料质量 把好造球关 生球质量生死关 水分 8.5 9.0% 落下强度 4 次/0.5m 8 16mm 含量≧70% 水分 混合料水分 7.5 8.5% 当混合料水分 7.0%时 圆筒干燥机尾气温度降低 造球补加
水严格控制 确保生球水分不超标 生球粒度 8 16 ㎜ 含量 70% 煤粉质量要求 挥发分 17~20% 灰分 13~15% 灰分熔点 1400 S 0.5% 发热
值 29MJ/kg 水分 1% 粒度 -200 目 80% 皂土质量要求 水分 １０％ 吸蓝量 ３０ｇ／１００ｇ 胶质价 ９０ ｍｌ／１５ｇ 膨胀容 １２ｍｌ／ｇ
－２００ 目 ９８％ 造球机起动控制 各输送系统运转正常后 起动球盘 起动顺序 先起动距大球辊筛最近的 1
台即 6-1 顺序起动 一台运转正常后 再起动另一台 不允许多台同时起动 防止压料
堵塞隔筛或进入环冷机
3.5 回转窑结圈 结块处理预案 如因操作失误造成大量粉末进窑 应立即减少造球量 降低窑温 避免粉末结圈或大量排入环
冷机 造成环冷机台车物料板结 而使整个焙烧过程形成恶性循环 具体措施 a 迅速减少生球进球量 降低链篦机转速 避免情况恶化 b 尽量控制回转窑和链篦机转速 确保窑头排料畅通 c 将环冷机一 二段鼓风量开到最大 使物料尽量充分冷却 减少结块
作
链篦机开始布料后 如发现链篦机干燥段温度降低 应开大抽风干燥和鼓风干燥排风量 并
适量加大回转窑喷煤量 保证生球的充分干燥预热和回转窑的焙烧温度 待环冷机一段排风温度达
800 二段排风温度达 400 以上时 应密切关注窑尾及链篦机预热段温度 当二者温度超过 1100 以上 必须降低喷煤量 确保该工序的温度要求
1050 链篦机各段温度必须控制在以上范围内 否则不得组织生产 开机控制 初次开机链篦机预热段温度达到 800 以上 干燥段达到 350
开机生产 料厚控制 160±5mm 机速控制在 1.0m/min 以下 链篦机蓄热充足 恢复正常机速 这时环冷机二段温度达 400 以上
以上 呈上升趋势 温度正常后再逐步
喷煤量过大 窑内局部形成还原性气氛 CO 含量高 磁铁矿氧化慢 形成一些低熔点化合物 如 2FeO· SiO2 高温下产生液相使粉末粘结
2.4 关于皂土及其使用的问题 元月中旬 为提高成品球品位 车间曾将皂土用量降至 1.0% 由于生球质量无法保证 大量
2
粉末入窑 回转窑开始结圈 二月份 为提高造球产量 皂土添加量在 2.0 3.5%左右 经过高温焙烧 使高温球致密性差
1联系人 张汉泉 工程师 副厂长 湖北省鄂州市武钢程潮铁矿球团厂 436051 1
生球强度低 2 3 次/0.5m 经倒运后破裂 形成粉末排入回转窑 布料过厚 干燥不完全 生球在预热段产生粉化 链篦机温度偏低 干球固结不好 强度低 200 300N/个 远远低于 500 N/个以上的要求 进入回转窑 在运动过程中破碎 2
较长 混合物喷出速度一般为 ４０ 75m/s 即是送煤风量为 2500 3000 m3/h 此时火焰可达 10 15m 速度过低则可能引起回火伤人和粗的煤粉颗粒从火焰中沉降到窑壁 此现象有时在窑内十分 明显 引起窑壁局部高温 速度过大则可能使火焰脱离烧嘴而引起灭火
二次空气以 ３０ m/s 的速度从火焰根部引入 以保证煤粉完全燃烧 目前窑内火焰情况 根据现场观察 目前窑内火焰刚度差 火柱没劲 呈短促的棉团状 火 焰边缘直接与窑壁或物料接触 特别是结圈物未清除干净时 现象更为明显 这是结圈快速长大的 根本原因所在 目前窑内温度情况 由于对抽干布袋除尘反吹风风管维检不到位 造成除尘器堵塞 影响了 抽干风机的风量 窑内正压严重 加之火焰短促 链篦机温度难以保证 ７５０ 左右 加大喷煤量 4.5t/h 以上 势必引起窑温升高 促使低熔点粘结相的形成
试样
2# 铁原料
3# 2# 成品球 3#
皂土配比 /%
1.2 1.0
表 ２ 程潮球团原料及成品矿化学成分／ ％ 检测项目
TFe FeO SiO2 CaO MgO 66.66 27.97 3.20 1.25 1.15 67.49 27.39 3.16 1.36 1.16 65.47 0.80 2.69 0.76 1.02 65.07 0.98 2.63 0.77 1.00
3.2 布料 布料厚度控制与链篦机温度和机速控制 在初开机时 链篦机蓄热不足 料厚控制薄一点 机
速控制慢一点 并适量减少鼓干和抽干排风量 温度正常后再逐步增加机速至正常机速 随机速加 快适量提高抽风量 以确保链篦机温度 确保干球质量为第一要务
3.3 链篦机温度控制
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鼓风干燥段 250 300 抽风干燥 段 350 450 抽风干燥 段 500 700 预热段 900
体系组成
反应生成 物
表 ３ 各种易熔化和物的熔化温度
熔化温度 /
体系组成
反应生成物
熔化温度 /
FeO-SiO2 铁橄榄石
1205
低熔共晶混合
Fe2SiO4- FeO-SiO2
物
1178
FeO- Fe3O4 浮氏固熔体
1200
FeO-SiO2- CaO
钙铁橄榄石 1080 1150
CaO- Fe2O3 铁酸钙 1205 1216 FeO-SiO2- CaO-Al2O3 铁钙铝硅酸盐 1030 1050
回转窑结圈结块原因分析及预防
作者： 作者单位：
张汉泉 武汉钢集团公司
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