钢铁冶金

为您揭秘 | 烧结球团矿碱度稳定率控制新方法

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节。烧结生产的主要流程为将铁粉矿、各类助熔剂及细焦炭等原料,经由混拌、造粒后,通过布料系统加入烧结机,完成烧结反应。经破碎、冷却、筛选后送往高炉,作为冶炼铁水的主要原料。经烧结而成的,有足够强度和粒度的烧结矿是炼铁的熟料,利用优质的烧结熟料炼铁,对于提高高炉利用系数、降低焦比,提高高炉透气性,节能降耗、保证高炉高效运行均有重要意义。



烧结的主要流程图


烧结生产过程中,进厂原料的监控,混料配比以及入窑配料的监控十分重要。目前钢厂原料来源逐渐复杂化:由于市场因素,各原料价格存在波动,钢厂不时更换主料来源;其次随着地球资源的不断开采,富矿短缺,各不同品相资源的不断被扩大利用,造成原料品相波动;且即便同一批矿,其品位也存在着差异,这些因素都为烧结配料增加了困难。


当前传统取样检测的方法,已经暴露出越来越多的问题,不能很好的满足混料和入窑配料的需求:取样存在抽样误差,不能代表整体原料;测试有频次限制;测试结果滞后实际原料,延误工艺参数的实时调整,造成大量废料以及低质量烧结矿的产生,甚至影响高炉的稳定生产。


为了解决烧结生产中的上述问题,SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统应运而生,克服了传统检测缺陷,进行实时在线检测,自动调节控制,是优化生产,节能降耗,实现智能制造的有效途径。


SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统调节混料成分的稳定


下图为日本JFE钢厂,实际烧结生产中记录的对碱度控制的结果,以及测得的烧结矿落下强度质量的结果:



可以看到,即便在日本成熟的钢厂中,设定碱度值为2的情况下,实际生产的碱度值也有着大幅度波动;而所得烧结矿质量(落下强度)也有着很大波动,且质量偏低,普遍低于90。


下图是JFE厂家应用SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统之后得到的碱度和落下强度结果:




可以看到,经SpectraFlow系统的优化后,原料碱度值的波动幅度骤降,紧紧贴合2.00的目标值!且测试频次十分高,为原料和参数的实时调节提供了条件。而烧结矿落震强度,由原先的鲜有达到90者,变为大部分产品分落下强度都高于90!


且有关数据表明,当高炉原料碱度波动值由0。1降至0。075时,高炉增产1。5%,焦比降低0。8%。因此使用SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统,提高了碱度稳定率,降低了高炉的焦比,对钢铁企业来说,能直接给高炉带来增产效益和结焦效益。


由此应用全新的SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统,克服传统检测方法的不足。实现智能制造、降本增效的目标,势在必行!


 SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统是怎样检测和调节混料成分的呢?将SpectraFlow在线矿石品位智能分析仪安装在如下图中B位置传送皮带上方,分析仪中光源发射光线照射到传送带上的物料上,不同矿物成分的物料会在特定波长和强度吸收部分光线能量;SpectraFlow中光谱仪连续扫描物料表面并分析其近红外波段的光谱及其强度,经分析处理即可得到传送带上物料中包括CaO, Fe, C, SiO2, MgO等的成分。


同时SpectraFlow自带的自动控制系统,根据测试结果,以及设定的碱度值或其他参数值,自动调节给料机给料,达到最优的混料成分。



下图是在钢厂变更原料来源时,应用SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统前后的混料调节,对生产率、烧结料碳浓度以及运输板速度的影响对比图:


使用SFA之后


使用SFA之前


图中灰色区域为”原料变更期”,以上对比明显得到,在变更材料批次后,使用SFA分析仪,可以迅速恢复生产,绿色节能,提高经济效益。


SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统调节窑炉稳定


在烧结生产中,来料质量控制是保证混合效果的第一步;混料中配料的精细混合,是保证优质烧结效果的前提。SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统除了可以在A/B位置(如上图)安装,检测和控制来料和混料,还可安装在C/D/E处,针对性的调节混料中水分和燃料等相应成分的配比,保证烧结窑炉的温度稳定。


例如将SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统安装在上图D位置,以FeO浓度为主要检测指标。一旦检测到FeO含量增加,SFA立即控制调整运输机移动速度,并且降低焦炭添加量,从而控制了烧结矿的温度在可接受范围内,FeO的浓度也在原料处的SFA帮助下快速调整(如下图),保证了烧结矿稳定高效的生产。




若没有在D处的SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统的即时调整,若FeO含量增加,则会导致出口温度超标,冷却器被强制停止,从而温度下降,调节焦炭含量增加,运输车行使速度减慢,甚至造成生产的停滞。如下图:




SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统在球团生产中的应用


与烧结矿类似,在球团生产中,SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统可实时在线检测球团原料,控制原料的稳定性以及球团生产的稳定性。


球团的生产过程主要是将精矿粉、若干添加剂以及燃料等,经过混匀、研磨、干燥、筛分等处理,经过配料皮带配料处理后,在造球机上加水混合造球,生球造好后加到焙烧机内焙烧,冷却后筛分,得到成品矿、垫底料以及返料。如下图,在生产线的A-E不同位置安装SpectraFlow在线矿石品位智能分析仪,可以有针对性的对总铁、碳含量、碱度、水分等进行实时的自动控制,从而保证生产的稳定性和产品质量,减少返料,降低能耗,提高生产率和生产效益。



SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统特点总结


SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统实时检测分析物料成分,并自动控制调整相关参数,克服了传统检测方法的不足,是实现智能制造、降本增效的有效途径:


1、实时在线检测,避免传统测试方法的滞后、无代表性缺点。

2、测试准确:采用最先进NIR测试技术,为混料提供数据依据。

3、智能化程度高,符合智能制造工厂要求:数据自动传输到中控室,减少实验室现场取样、制样、测试、数据上传过程。实现用机器替代人工目的。

4、完全符合绿色工厂要求,保证节能减排的环保要求:减少操作人员参与,对原料中S/P/N等元素监控,同时可以预测烧结中SOx气体的排放。

5、智能配料:整个系统完全符合全智能系统,SFA系统实现在线监测同时提供反馈系统,将信息反馈给智能配料系统,通过系统进行补偿,实现配料方案合理性。

6、系统安全性:检测系统采用NIR检测源,无任何辐射,符合省、国家环保工程项目等标准要求。

7、运营成本低,维护简单:无需任何其他维护,只需定期吹扫光源。


SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统,安全环保,提高烧结、球团产品率,降低返矿率和燃料比、使产品稳定,最大程度地保证高炉顺畅、高产稳产。



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