提高铁合金原料配料质量的措施

杨升明 康兴东

摘 要:针对原料质量对铁合金冶炼影响,结合中色东方炉外法配料工艺设计,提出铁合金冶炼相对稳定条件下,强化原料准备、优化原料配料和严控混合和布料是提高铁合金原料配料质量的有效措施,可显著提高铁合金入炉混合料的质量,是保证铁合金冶炼高效生产、节能降耗的先决条件。

关键词:原料铁合金冶炼配料

中图分类号:TF1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0103-01

我国是世界第一大铁合金生产、消费和出口国。随着我国实现以节能降耗、污染治理、综合利用为重点,推广先进适用技术,加强技术改造,淘汰落后工艺装备,促进工艺装备升级,铁合金技术进步及铁合金生产对原料配料方面提出了更高要求。原料配料对合金冶炼的影响主要体现在:工艺过程的各项技术经济指标和炉子冶炼稳定性两个方面,它是入炉混合料制备的关键,也是实现部分二次资源综合利用的重要途径。但由于合金冶炼工艺不尽相同,相应提高原料配料质量的有效措施也各有特点。铁合金冶炼不是单独使用某种原料,而是使用一定配比的混合炉料。混合炉料制备质量在铁合金冶炼工艺中起决定性作用。混合炉料是利用各种设备及配料系统混合称配组成。对这些设备和配料系统的基本要求是连续不断地将规定配比的炉料投入炉内。各种原料经称量、配料及混合后形成入炉混合料,其质量对铁合金的冶炼有着决定性影响。本文结合中色东方炉外法配料工艺设计,从强化原料准备、优化原料配料和提高混合效果等方面分析提高铁合金原料配料质量的有效措施。

1 工程概况

中色(宁夏)东方集团有限公司16000吨特种微合金炉料工程,在宁夏石嘴山经济开发区东部片区投资建设。项目包括:50%钒铁5000t、80%钒铁2000t、铌铁5000t、钨铁2000t、氮化钒2000t。该项目由中冶东方工程技术有限公司设计,采用目前国内外先进的微合金炉料生产技术,生产高质量的钒铁、铌铁、钨铁和氮化钒等铁合金。

该铁合金入炉混合料工艺主要分为原料准备、配料及混合三个工序。

1.1 原料准备

将合格原料经地下受料仓用输送设备送至高位料仓备用,为了不影响物料配料精度,每种原料根据用量不同设置不同数量的料仓。

1.2 原料称量

合金炉要求原料称量精度高(达0.5%),时间短,连续输送工艺。为满足静态称量精度要求,要求称量用压头设置在一个平面上。根据三点确定一个平面定理,在称量斗上可以设定出三个压头点的位置。设置时称量斗的重心和三个压头的重心需重合,才能保证称量的精度。根据等边三角形重心定理,在称量斗的正方形进料口上做出等边三角形,使三角形重心位置与进料口两顶点连线的交点重合,这样,三角形的重心恰好落于称量斗的重心上,见图1-2所示。

等边三角形的三个顶点A、B、C为称量容器的三个压头点的位置,称量容器上压头位置的确定与称量反应的准确密切相关。倘若这三点确定不当,则三点受力不均衡,称量重心偏移,称量中传感器发出的数字信号就会产生很大误差,致使称量不准。同时在称量容器的进料口处,要求给料设备给出的料流位于进料口中心,使料在称量容器中填充均匀,成为较规则对称的几何形状。否则,给料不对中也会产生重心偏移现象,使称量不准确。由此可知,称量容器压头点位置越准,物料在称量容器内分布越对称、均匀,则称量也越精确。

1.3 原料混合

原料按设定好的配比称量完毕经输送设备送至混合系统。该工序采用的混合设备为双螺带混合机,电机通过减速机带动螺带搅拌机构转动,一方面使物料产生上下移动,另一方面由于螺条的特性优点使物料产生内外对流,达到充分混合的目的。

2 提高原料配料质量的措施

强化原料准备,优化原料配料,严控原料配料后的混合和布料是提高原料配料质量的有效措施,可减少配料系统误差,提高原料配料效率,降低成本[4]。

2.1 强化原料准备

随着钢铁冶金行业对原料准备的重视和原料准备技术条件的成熟,铁合金行业在借鉴钢铁行业的同时,近年来也开始重视原料准备,并大力强化原料准备。

原料准备是铁合金冶炼的第一步工序,它不仅关系着冶炼能否正常进行,而且影响着铁合金技术经济指标的高低,是铁合金行业向高效、低耗、节能、环保方向发展的首要环节。因此,搞好原料的管理和准备,力求做到精料入炉非常重要。但优质入炉混合料首先基于各原料化学成分的稳定,即严格控制各原料成分,使其波动控制在工艺允许的波动范围内。要求原料有用成分含量高,有害杂质含量低,水分、粒度及粒度组成适宜。所以,强化原料准备的措施有:

(1)严格控制进厂原料质量;

(2)稳定各种原料成分;

(3)控制原料水分;

(4)强化原料粒度及粒度组成;

(5)加强不同批次各物料的堆存、混合和储运。

2.2 优化原料配料

在原料条件相对稳定情况下,优化配料仓、选择适宜给料设备、优化称量装置和提高称量精度是实现优化原料配料的有效措施,是提高混合料质量的关键。

(1)优化配料仓。主要包括配料仓大小、斜段倾角及衬板材质的选择。由于各物料静堆积角、动堆积角,以及各物料水分、粘性、粒度、密度等物理学性质的差异,各物料相互掺和混匀存在较大差异。所以,根据不同的冶炼工艺和物料物化性质选择适合的配料仓。

(2)选择适宜给料设备。仓下给料设备能够满足在严格控制给料偏差的同时,保证物料料流通畅,提高给料稳定性;同时尽可能减少物料偏析。这主要是因为物料品种多,密度差异大,物料粒度及粒度组成不同,极易造成物料在给料过程偏析,给配料工艺增加难度。

(3)优化称量装置,稳定称量质量,提高称量精度。称量是整个配料系统物料精度控制的核心。称量装置不仅能够满足静态条件下物料准确称量,更应满足生产过程中动态条件下精确控制。这主要是因为实际生产过程中,称量装置所在平台有不同程度的振动,严重影响称量精度和称量稳定性,需要现场多次调试,经常校验。

2.3 严控混合和布料

原料配料后到终端用户,即各物料称量后还经过混合、缓冲、布料或给料等工序至终端用户,此过程主要存在物料偏析和混匀,甚至物料间相互的粘结、反应等作用,这些作用的存在,直接影响终端用户使用效果。物料偏析,各物料混匀不均,或物料间粘结成块,直接影响铁合金炉炉内物料布料效果,影响炉况及冶炼效果,对冶炼能耗具有明显影响。所以,严控配料称量后物料混合和布料的措施有:

(1)选择适宜给料设备;

(2)优化运输条件,保持料流稳定;

(3)尽量减少中间转运环节;

(4)强化终端布料工艺;

3 结语

结合中色东方微合金钢炉料工程配料工艺,以及提高原料配料质量措施的分析,经生产实践表明,强化原料准备、优化原料配料和严控混合和布料是提高铁合金原料配料质量的有效措施,可显著提高铁合金入炉混合料的质量,也是保证铁合金冶炼高效生产、节能降耗的先决条件。