萊鋼120萬(wàn)球團(tuán)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及生產(chǎn)實(shí)踐

宋佳強(qiáng)

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東 濟(jì)南250101）

0 前言

萊鋼銀山型鋼公司3#高爐配套120萬(wàn)噸球團(tuán)工程于2009年5月開(kāi)工建設(shè)，2010年8月建成投產(chǎn)。該工程投產(chǎn)后，有利于緩解萊鋼高爐原料緊張的局面，改善高爐的爐料結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高爐節(jié)焦增產(chǎn)，進(jìn)一步提高萊鋼的市場(chǎng)生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。

該工程采用成熟可靠、先進(jìn)實(shí)用的工藝流程和設(shè)備，通過(guò)投產(chǎn)5年來(lái)的運(yùn)行情況來(lái)看，該球團(tuán)生產(chǎn)線設(shè)備作業(yè)率高，球團(tuán)生產(chǎn)穩(wěn)定正常，產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定在較高水平。

1 工藝設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)

1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）采用鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝，球團(tuán)礦質(zhì)量好、生產(chǎn)能耗低。

（2）引進(jìn)愛(ài)立許混合機(jī)，混合效果好，節(jié)省粘結(jié)劑。

（3）采用先進(jìn)的風(fēng)流系統(tǒng)，充分回收利用環(huán)冷機(jī)高溫?zé)煔獾娘@熱，最大限度地利用熱能，降低球團(tuán)的熱耗。

（4）回轉(zhuǎn)窯液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)。

（5）采用成品球團(tuán)篩分工藝，降低高爐礦槽槽下篩分負(fù)荷，減少粉末球團(tuán)倒運(yùn)，節(jié)能降耗，有利于環(huán)境保護(hù)。

（6）格柵式擋土墻等新技術(shù)，節(jié)約投資，建設(shè)周期短。

（7）注重環(huán)境保護(hù)，廢棄物達(dá)標(biāo)排放。

1.2 工藝流程（圖1）

圖1

1.3 原料處理

（1）配料系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)控制配料，采用變頻調(diào)速的給料設(shè)備，提高原料重量配比準(zhǔn)確度，保證生產(chǎn)穩(wěn)定及球團(tuán)礦質(zhì)量。

（2）圓筒干燥機(jī)規(guī)格為Ф3.2×24m，采用順流式干燥工藝，與之配套的燃?xì)鉅t熱媒為高爐煤氣。

（3）選用德國(guó)愛(ài)立許R24Conti立式混合機(jī)，使造球料充分混勻便于造球；立式混合機(jī)作業(yè)率高，混合效果好，節(jié)省粘結(jié)劑用量。

（4）選用2臺(tái)規(guī)格為Ф3.8×6.5m的潤(rùn)磨機(jī)，增加物料表面活性，改善成球條件，提高造球機(jī)產(chǎn)量。

1.4 造球及布料系統(tǒng)

系統(tǒng)配置6臺(tái)Ф6m圓盤(pán)造球機(jī)，5用1備。造球廠房高架布置，盡量減少生球落差，提高生球質(zhì)量。造球機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，傾角可調(diào)，能適應(yīng)不同原料對(duì)造球的需求。

生球經(jīng)皮帶機(jī)收集，通過(guò)擺頭皮帶機(jī)、大球輥篩、寬皮帶機(jī)和小球輥篩均勻布到鏈篦機(jī)上，返料返回造球室重新造球。

1.5 鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)

（1）鏈篦機(jī)規(guī)格為4×42m，設(shè)抽風(fēng)干燥一段（2個(gè)風(fēng)箱）、抽風(fēng)干燥二段（4個(gè)風(fēng)箱）、預(yù)熱一段（3個(gè)風(fēng)箱）和預(yù)熱二段（5個(gè)風(fēng)箱）。預(yù)熱段補(bǔ)熱燒嘴熱媒為焦?fàn)t煤氣。

（2）回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Ф5×35m，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，液壓馬達(dá)能耗低，故障率低。窯頭燃燒器行程可調(diào)，角度可調(diào)，熱媒為焦?fàn)t煤氣。

（3）環(huán)冷機(jī)規(guī)格為69m2，中徑12.5m。設(shè)3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)對(duì)球團(tuán)礦進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。

（4）回?zé)犸L(fēng)系統(tǒng)選用2臺(tái)風(fēng)量為275000m3/h的耐熱風(fēng)機(jī)和與之配套的多管除塵器；主抽風(fēng)系統(tǒng)選用1臺(tái)風(fēng)量為930000m3/h的主抽風(fēng)機(jī)和與之配套的260m2雙室四電場(chǎng)靜電除塵器。

1.6 自控系統(tǒng)

自控系統(tǒng)負(fù)責(zé)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、超限報(bào)警、實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)、打印報(bào)表以及系統(tǒng)的自動(dòng)控制等功能。

本工程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC為核心的RIO控制，構(gòu)成儀電合一的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由西門(mén)子S7-400系列PLC完成全過(guò)程的順序控制和回路控制。

所有工藝參數(shù)視其重要程度分別在監(jiān)控站上進(jìn)行操作、記錄、報(bào)警等，參與經(jīng)濟(jì)核算的參數(shù)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行累積。

2 生產(chǎn)實(shí)踐

2.1 熱工制度的確定

鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)線熱工制度的合理與否直接關(guān)系到球團(tuán)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的高低。熱工操作的關(guān)鍵是抓好鏈篦機(jī)布料和環(huán)冷機(jī)布料，以及風(fēng)流、溫度、壓力的平衡控制。從工程投產(chǎn)開(kāi)始，球團(tuán)車(chē)間邊學(xué)習(xí)，邊摸索，邊積累，確定了鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)的熱工制度，見(jiàn)表1和表2。

表1 鏈篦機(jī)的熱工制度

表2 回轉(zhuǎn)窯和環(huán)冷機(jī)的熱工制度

2.2 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的控制

該生產(chǎn)線投產(chǎn)以后，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈比較嚴(yán)重，不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響球團(tuán)礦質(zhì)量，而且損壞了窯內(nèi)耐火材料，縮短回轉(zhuǎn)窯壽命。通過(guò)分析，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈嚴(yán)重的主要原因?yàn)樯蛸|(zhì)量不好，導(dǎo)致生球在鏈篦機(jī)內(nèi)爆裂過(guò)多，粉末入窯，在窯內(nèi)高溫區(qū)液相粘結(jié)，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈。

針對(duì)以上問(wèn)題，球團(tuán)廠采取了以下措施提高生球的質(zhì)量。

（1）加強(qiáng)原料管理，確保造球原料的相對(duì)穩(wěn)定。

（2）制定合理的工藝制度，充分發(fā)揮干燥、潤(rùn)磨的作用。控制造球原料合理的水分，提高造球原料的表面活性。

（3）將造球機(jī)側(cè)刮刀改為邊刮刀，減少了粘料和粉末，保證球盤(pán)的填充率，提高生球的產(chǎn)質(zhì)量。

（4）對(duì)造球機(jī)加水方式進(jìn)行改造，在原有基礎(chǔ)上增加2個(gè)霧化噴頭和1根噴水管，實(shí)現(xiàn)“滴水成球、霧化長(zhǎng)大”的造球機(jī)理。

通過(guò)以上措施，生球質(zhì)量明顯提高，合格生球比率由65%提高到90%，生球水分由10.1%下降到9.8%，濕返料率由30%下降到15%。

生球質(zhì)量的提高對(duì)回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的控制非常明顯，結(jié)圈現(xiàn)象基本得到控制。

2.3 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的破碎

回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈后，拔除的大塊很難通過(guò)人工破碎的方法將其破碎到高爐生產(chǎn)的要求。通過(guò)以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，顎式破碎機(jī)是破碎回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的可靠設(shè)備。球團(tuán)車(chē)間在成品球團(tuán)堆場(chǎng)設(shè)置了1臺(tái)規(guī)格為PE-400×600的顎式破碎機(jī)用于破碎回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈。通過(guò)鏟車(chē)將大塊鏟入顎式破碎機(jī)，破碎后的成品直接在成品球團(tuán)堆場(chǎng)堆存，杜絕了二次倒運(yùn)污染的問(wèn)題。

2.4 篩分布料系統(tǒng)的改造

投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)生球篩分布料系統(tǒng)存在一些問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，球團(tuán)廠采取了相應(yīng)措施優(yōu)化篩分布料系統(tǒng)。

（1）擺頭皮帶機(jī)和大球輥篩間落差大，導(dǎo)致生球落下強(qiáng)度低。通過(guò)降低擺頭皮帶機(jī)頭架高度以減少生球的落差，提高了生球質(zhì)量。

（2）擺頭皮帶機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載停機(jī)的情況，主要原因是來(lái)料不穩(wěn)定和電機(jī)功率偏小所致，將皮帶機(jī)功率由7.5kW改為15kW解決了之一問(wèn)題。

（3）小球輥篩漏斗內(nèi)壁粘料嚴(yán)重，影響整個(gè)系統(tǒng)的作業(yè)率。通過(guò)增大漏斗角度，將襯板更換為高分子襯板后這一問(wèn)題基本得到解決。

（4）小球輥篩篩分效果不理想。通過(guò)將小球輥篩至鏈篦機(jī)的溜料板改為篩輥，大幅度提高了篩分面積，提高了篩分效果。

3 結(jié)論

（1）該球團(tuán)生產(chǎn)線技術(shù)成熟可靠，物料流程順暢，控制水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

（2）通過(guò)分析生產(chǎn)中存在的一些問(wèn)題，采取了一系列的解決措施，保證了球團(tuán)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

［1］刑偉明，王囡囡，徐小鶴.萊鋼120萬(wàn)噸球團(tuán)鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2012，25（4）：105-107.

［2］羅川，劉運(yùn)東.萊鋼120萬(wàn)t/a鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)線結(jié)圈控制[J].球團(tuán)技術(shù)，2013，16（2）：38-40.