干熄焦除尘灰烧结生产实践

干熄焦除尘灰烧结生产实践

高建安1，张连航2，王明3，王广林4

（山东石横特钢集团有限公司炼铁厂，山东肥城271612）

摘要：在烧结生产实践中，研究干熄焦除尘灰代替部分焦粉的可行性。通过烧结工艺技术改进、强化生产管理、配加烧结增效剂等一系列措施，提高了干熄焦除尘灰的利用率，解决了使用干熄焦除尘灰替代焦粉的技术难题，改善了烧结技术指标水平，降低了烧结燃料成本。

关键词：焦化灰；燃料消耗；利用率；替代

1 前言

干熄焦除尘灰（以下简称“焦化灰”）是从焦化主体设备回收的主要工业废物，其缺点是粒度极细、灰分偏高。目前，许多钢铁企业已成功实现高炉喷吹焦化灰的工业应用。在烧结生产中，燃料粒度过小，烧结速度快，燃烧所产生的热量难以使烧结料达到所需的温度，从而使烧结矿的强度下降[1]。另外，0.5mm以下焦粉可使料层透气性变坏，还有可能被气流带走、消耗升高，因此在烧结生产中极少使用。如何在保证烧结矿产、质量的前提下，使用焦化灰代替焦粉进行烧结，已成为烧结研究的重要课题。山东石横特钢集团有限公司炼铁厂自2011年起对焦化灰使用进行了烧结生产技术研究，成功实现了焦化灰烧结生产实践，取得了显著的效果。

2 焦化灰成分

焦化灰成分见表1。

表1 焦化灰成分、粒级对比焦粉(%)

灰分挥发份S份5～3

mm

3～2

mm

2～1

mm

1～0.5

mm

＜0.5

mm

焦化灰14.63 1.25 1.03 2.40 3.4012.00 5.7076.50焦粉13.43 1.890.7228.2020.4020.50 6.8024.10比较 1.20-0.640.31-25.80-17.00-8.50-1.1052.40

3 工业试验方案

根据焦化灰供应和燃破工艺布置情况，选定在60m2带烧进行工业试验。为研究焦化灰代替焦粉烧结，制定工业试验方案如下：

1）方案一：焦化灰搭配焦粉使用，直接烧结配料。

2）方案二：焦化灰替代焦粉使用，直接烧结配料。

3）方案三：使用增效剂前后进行比较，分析焦化灰利用率的变化。

4 工业试验方案实施情况

4.1 方案一

4.1.1试验条件：选定了相同原料结构，排除原料因素的影响；60m2带烧工艺控制相同：料层厚度550mm～600mm（无铺底料工艺）、终点温度在330℃以上、烧结矿FeO含量8%～10%、碱度1.80～1.90倍、MgO含量2.3%～2.5%。

4.1.2技术措施：

①采用焦粉和焦化灰搭配的燃料结构，参与烧结配料，单独入仓，禁止混料；

②优化燃料综合粒度组成，将焦粉粒度工艺要求＜3mm比例适当降低，减少小于0.5mm比例，减少燃料的浪费。

③适当增加燃料配比，提高烧结终点温度控制水平，改善料层蓄热效果。

4.1.3焦化灰搭配使用前后燃料消耗、质量变化

表2 焦化灰搭配使用前后消耗变化（Kg/t）

名称固体燃料总单耗

（干基）

其中

焦粉单耗（干基）焦化灰单耗（干基）

使用前45.4345.43-使用后51.1535.3815.77比较+5.72

表3 焦化灰搭配使用前后烧结矿质量变化

名称TFe

%

FeO

%

SiO2

%

CaO

%

MgO

%

R2

倍

转鼓指数

%

RDI+3.15

%

使用前56.379.26 5.299.85 2.49 1.8671.7866.25使用后56.319.33 5.409.87 2.44 1.8371.3365.66

比较-0.06+0.07+0.11+0.02-0.05-0.03-0.45-0.59由表2、3看出，使用部分焦化灰后，固体燃料消耗总体升高5.72kg/t；烧结矿TFe、FeO、CaO含量变化不大，SiO2含量升高0.11%、碱度降低0.03倍，转鼓强度和低温粉化性能略有下降。

由35.38 +15.77*焦化灰利用率=45.43等式，得出焦化灰利用率为63.73%。

4.2 方案二

4.2.1试验条件：与方案一基本一致。

4.2.2技术措施：

①增加石灰消化器，改进配混系统的加水方式，改变生石灰粉长期消化不充分的现状；使用部分自产活性石灰，改善造球制粒效果。

②利用蒸汽预热混合料工艺，提高混合料温度（65℃以上），减轻烧结过湿现象。

③石灰消化器和一混使用热水，水温控制要求（70℃～80℃），进一步提高料温和造球制粒能力，从而改善烧结料的透气性，实施厚料层烧结（550mm以上）。

④适当增加燃料配比，提高烧结终点温度控制水平，改善料层蓄热效果。

表4 焦化灰替代焦粉前后消耗变化（Kg/t）

名称固体燃料总单耗其中

（干基）焦粉单耗（干基）焦化灰单耗（干基）

使用前45.4345.43-使用后64.61-64.61比较+19.18--

表5 焦化灰替代焦粉前后烧结矿质量变化

名称TFe

%

FeO

%

SiO2

%

CaO

%

MgO

%

R2

倍

转鼓指数

%

RDI+3.15

%

使用前56.379.26 5.299.85 2.49 1.8671.7866.25使用后56.019.53 5.4910.18 2.43 1.8570.6765.2比较-0.360.270.200.33-0.06-0.01-1.11-1.05

由表4、5看出，焦化灰替代焦粉后，固体燃料消耗总体大幅升高17.98kg/t；烧结矿TFe下降，SiO2、FeO含量升高，碱度持平，转鼓强度和低温粉化性能有一定下滑。

由64.61*焦化灰利用率－0.54（FeO含量升高影响）－1.00（活性石灰影响）=45.43等式，得出焦化灰利用率为72.70%，较方案一提高8.97%。

4.3方案三

4.3.1试验条件：选定稳定的烧结配料结构、料层控制550 mm～600mm、烧结终点温度330℃以上、烧结矿FeO含量8%～10%、碱度1.85～1.95倍、MgO含量2.3%～2.5%。