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摘 要 ：新钢球团厂采用链篦机—回转窑球团法， 原料硅含量高， 窑内容易结圈。为降低燃料成本， 近年来以非主流煤为主， 生 产过程中问题较多， 通过调整煤制粉规程， 升级喷煤设施， 加强设备维护等， 克服了非主流煤粉不足， 并减少了回转窑结圈。
关键词 ：球团 ；煤 ；结圈
新钢球团厂采用链篦机—回转窑球团法，主要原料为磁铁 矿，周边矿硅含量高， 球团矿硅含量在 8% 以上， 窑内结圈较多。
近年来，钢铁企业原煤采购难度不断增加，球团生产逐步增 加了非主流煤用量，非主流煤价格便宜，但性能不好，使用过程 中问题较多， 在制煤和喷吹方面需要进行相应调整后， 才能满足 生产需要 [1]。
1 非主流煤生产实践
1.1 非主流煤特点
非主流煤指标见表 1。
从表 1 中够可以看出， 非主流煤月累计指标尚可， 水分偏高、 挥发份略低、硫含量高， 都处于可接受状态。
使用前期，非主流煤生产主要有以下问题 ：①制粉速度 较慢，小时制粉量由 10 吨下降至 5~6 吨。②煤粉质量差，水分含量 2%~3%， 容易结块 ；粒度粗， -200 目粒级比例 65% 左右， 1mm~2mm左右大颗粒多。③煤粉管道和煤枪容易磨穿。④喷煤 不稳定，回转窑结圈多、窑内煤粉爆燃现象多。⑤升温时容易熄 火，升温时间长。⑥略微增加了烟气脱硫的处理量。⑦煤耗高达 37kg/t 以上， 成本较高。
1.2 煤制粉规程调整
煤制粉设备为HRM1100M 立式磨，额定产量为 10t/h， 干燥 介质为沸腾炉烧原煤产生的热烟气。使用非主流煤后， 制粉速度 下降，主要是煤渣特别多，沸腾炉温度不稳定，过程连续性差， 煤粉粒度粗，水分高。经观察，煤渣中硬块较多，大多为原煤中 40mm 左右硬块进磨后产物，表现为无烟煤特征，密度大，硬度 大，黑色坚硬有金属光泽。
经过反复验证，调整后，煤制粉规程增加了以下要求 ：①供 应厂家对原煤硬块进行破碎，使其长度控制在20mm 以内。②磨 辊间隙控制在 5mm 左右，分离器频率 45HZ 左右，同时加强对 分离器和磨辊磨损情况的监测。③煤制粉时， 尽量使立磨电流达 到200A 以上，中速磨出口温度达到 70℃ ~80℃。④沸腾炉使用 普通煤，稳定温度。调整后，煤制粉速度能达到 8 小时 / 吨以上， 煤粉质量也有所改善，水分含量降至 1.5% 左右，-200 目粒级比 例 70%左右， 大颗粒略有减少。
1.3 喷煤设施升级与维护
煤粉喷吹设施主要包括给煤球阀、星型给煤机、罗茨风机、 输煤管道和窑头煤枪。非主流煤制成粉后， 有水分高易结块和粒 度粗大颗粒多的缺点， 煤粉喷吹过程中存在喷煤不稳定， 煤粉易 爆燃， 管道和煤枪磨穿等问题， 针对这些问题对喷煤设施进行了 以下升级改造 ：①升级给煤系统，将原给煤球阀加星型给煤机 升级为称重给煤机，升级后给煤系统计量方式由体积改为重量， 煤粉结块不再导致喷煤不稳，操作也更加简便，链篦机烟罩温 度波动由原来的 ±100℃下降至 ±10℃。②加强对输煤管道的巡 检，如发现磨穿及时包扎。③对煤枪易磨穿部位增加耐磨涂层和 耐磨陶瓷，见图 1，煤枪易磨损区域磨穿周期从不到一个月增至 三个月以上， 可通过来回更换修复的煤枪消除磨穿的影响。
1.4 煤粉燃烧的控制
在煤粉燃烧方面，非主流煤存在的问题包括升温时容易熄 火 ；窑头温度较低 ；窑内结圈频繁， 掉落的结块体积过大， 容易 卡在固定筛上， 需要打水处理， 影响窑头区域耐材使用寿命 ；煤 耗高， 低价带来的经济效益不显著等。生产过程中主要采取了以 下措施。
（1）升温容易熄火的问题。升温时先使用柴油助燃，普通煤 挥发份更高，制得的煤粉粒度更细，升温前只需将煤枪助燃风 放散开到固定位置， 调好助燃风内外风阀门开度， 控制好柴油压 力，点火后窑头温度升至 150℃以上逐步增加煤粉喷吹量，窑头 温度 300℃以上煤粉喷吹量增加至正常生产的 75%左右，窑头温 度升至450℃以上即可正常喷煤粉。使用非主流煤后窑头温度达 到 150℃开始喷煤粉之后经常熄火，直到窑头温度 600℃以上才 能正常，升温时间由 5 小时左右延长至 12 小时以上，造成这个 问题的主要原因是原煤中含有部分无烟煤，无烟煤由于挥发分 低，燃烧速度慢，燃尽时间长，着火温度会比普通烟煤更高，当 喷吹的煤粉中无烟煤多时，就容易熄火。经过多次调试，新的升 降温方案如下 ：在升温前调整助燃风内外风阀门开度，并打开 喷煤罗茨风机放散和助燃风机放散，罗茨风机输送压力控制在 10KPa左右，助燃风机流量控制在 500m3/h，喷柴油后在煤枪口 使用火把引燃， 点火半小时后逐步增加喷煤量， 待煤粉喷吹量增 加至正常情况的 60% 以上时，逐步关闭罗茨风机放散和助燃风 机放散，直到窑头温度 500℃时全部关闭喷煤罗茨风机放撒，窑 头助燃风机流量控制在 800m3/h，正常喷煤至开盘布料，从升温 起至窑头温度 500℃期间尽量保证辅助火把能及时补充火源。
（2）窑头温度低、窑内结圈多、掉落的大块体积过大和煤耗 高的问题。使用非主流煤后， 窑内结圈主要集中在窑头往窑中方 向 8m~15m 区域，使用普通煤时窑内结圈随助燃风机内外风使 用情况而变化， 在窑内各部位均会出现， 结圈指标见表2。
从表2 数据可以看出，同原结圈相比，新的结圈和结块FeO 含量非常低，结圈主要原因不再是高温情况下 FeO•SiO2 熔融， 之后对非主流煤相关物进行了检测， 指标见表 3。
从表 3 中可以看出，非主流煤渣和结焦的灰熔点非常低，低于球团焙烧温度，大颗粒煤粉掉落后与球团熔融应该是造成窑 内结圈过于集中的主要原因。生产过程中通过调整窑头煤枪助 燃风发现， 外风为主时结圈位置偏向窑中， 内风为主时结圈位置 偏向窑头。正常生产时风系统控制方案增加了以下内容 ：快速 来回调整煤枪助燃风机内外风，一般控制在2 小时调一次，使结 圈分层，减少结圈掉落后结块的体积 ；适当增加预热二段风速， 增加风系统穿透能力，减少煤粉燃烧后的煤渣在窑内和预热二 段等温度可能超过 1200℃的区域聚集的几率 ；适当增加环冷机 一段鼓风量，降低二段鼓风量，提高窑头温度。新方案实施后， 窑头温度有所上升， 掉落的结块数量和体积都有所减少， 不需要 打水处理， 煤粉消耗也下降至 31kg/t球左右。
1.5 未解决的问题
非主流煤生产仍待解决的有 ：煤粉中大颗粒仍较多，输煤 管道和煤枪容易磨穿， 需要定期维护 ；煤枪助燃风反复调换， 不 能进一步提高燃烧效率降低煤粉消耗 ；结圈相对集中，该部位 耐材使用寿命相对更短， 我厂煤枪输煤管道采用钢管硬连接， 如 改为软连接，定期调整位置，或许能移动结圈位置，并减少调风 次数， 提高燃烧效率， 达到降低煤粉消耗和延长耐材使用寿命等目标。
2 结语
非主流煤中混合了较硬的无烟煤，调整前存在制粉速度较 慢，煤粉质量差，煤粉管道和煤枪容易磨穿，喷煤不稳定，回转 窑结圈多， 升温慢， 煤耗高等一系列问题。
使用非主流煤在煤制粉方面采取控制无烟煤体积，合理磨 辊间隙和分离器频率，提高中速磨出口温度等措施能加快煤制 粉速度， 改善煤粉质量 [2，3]。
使用非主流煤在喷煤设施方面通过升级给煤机，加强输煤 管道和煤枪的维护， 喷煤稳定性大幅度上升， 对生产影响较小。
使用非主流煤在煤粉燃烧方面通过调整助燃风和喷吹风， 并在窑头长时间使用火把助燃，升温速度能满足生产需要 ； 通过调整助燃风内外风阀门开度和工艺风机风量，回转窑结 圈大幅度下降，少于使用普通煤生产时的结圈量和结圈规模 （FeO•SiO2 熔融结圈非常多）。
使用非主流煤仍然存在燃烧效率低煤耗高，结圈位置集中 影响耐材寿命等问题。
参考文献
[1] 范广权 . 球团矿生产技术问答 . 北京 ：冶金工业出版社， 2010.
[2] 张一敏 . 球团理论与工艺 . 北京 ：冶金工业出版社， 1997.
[3] 姜宏舟，李娟 . 回转窑烧低挥发份煤技术的研究 [J]. 武汉工业大学学报，1997 （1）：33-35.
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