天鐵燒結(jié)區(qū)域上料系統(tǒng)改造

薛澤勛

（天津天鐵冶金集團有限公司煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

近年來，天鐵集團根據(jù)原料市場的變化，堅持國內(nèi)、國外兩種資源并重的方針，不斷拓寬原料來源渠道，原料品種不斷增加，進廠原料包括地方精礦、國礦、酸性精礦、澳粉、南非粉、印度粉、進口精礦、鋼泥等。除以上各種鐵料外，燒結(jié)生產(chǎn)所用原料還包括二次返礦、白煤、焦粉、石灰石、白云石、瓦斯灰、鋼渣等。由于燒結(jié)原料種類的多樣性和復(fù)雜性，國內(nèi)外大多數(shù)鋼鐵企業(yè)均通過建設(shè)中和混勻料場完成對各種含鐵原料的中和混勻作業(yè)，最終形成混勻料，或進入緩沖礦倉，或直接送入燒結(jié)車間。原料系統(tǒng)輸送物料的種類大幅減少，既使原料系統(tǒng)能力與燒結(jié)生產(chǎn)能力相匹配，也便于原料系統(tǒng)的生產(chǎn)管理和操作。但料場、原料系統(tǒng)存在較大的工藝缺陷，在原料系統(tǒng)生產(chǎn)管理、系統(tǒng)操作、設(shè)備維護工作中經(jīng)常會出現(xiàn)一系列問題，嚴(yán)重制約燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，以及燒結(jié)各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的進一步改善，改進現(xiàn)有的原料上料工藝系統(tǒng)顯得尤為迫切。

1 存在的問題

（1）上料系統(tǒng)工藝落后且與現(xiàn)有燒結(jié)生產(chǎn)能力不相匹配。燒結(jié)料場、原料系統(tǒng)是早期與一燒車間4臺50 m2燒結(jié)機配套建成的，料場為功能簡單的堆料場。隨著新燒結(jié)機的建成投產(chǎn)以及燒結(jié)管理、技術(shù)的迅速進步，有效燒結(jié)面積增加了1倍多，燒結(jié)礦產(chǎn)量由160萬t增加到500萬t以上，原料的需求量大幅增加。

（2）原燃料種類繁多，原料受卸、堆貯、周轉(zhuǎn)、輸送量隨之大幅度增加。料場的堆貯能力明顯不足，不僅易造成各種物料混堆，而且由于原料貯量少、周轉(zhuǎn)期短，一旦某一物料不能及時進廠，就會虧料或斷料。

（3）燒結(jié)料場主要接收國礦、地方精礦的受卸、堆貯、簡單的混勻作業(yè)和輸送。根據(jù)堆料場的工藝特點，對于各種物化性能具有一定差異性的鐵料只能分開堆存，分別輸送入倉。二料場工藝上與一料場相銜接，精礦通過一料場生產(chǎn)系統(tǒng)和原料系統(tǒng)送入燒結(jié)車間。精礦屬于用量很大的燒結(jié)原料，在輸送二料場精礦時，一料場兩臺主要用于中和混勻的堆取料機作業(yè)時間受限，每天均處于飽和工作狀態(tài)，一料場鐵料由于沒有得到充分混勻，進入燒結(jié)車間不同批次物料物化成分相差較大，燒結(jié)礦生產(chǎn)和質(zhì)量穩(wěn)定性受到很大影響。如能將精礦以其它途徑進入燒結(jié)車間，減輕堆取料機負(fù)擔(dān)，增加堆取料機混勻操作時間，提高原料質(zhì)量和穩(wěn)定性，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量將會進一步提高。

（4）包括二料場精礦在內(nèi)的主要鐵原料均通過原料輸送系統(tǒng)進入精礦倉，系統(tǒng)流程長、設(shè)備多、事故點多。隨著燒結(jié)產(chǎn)能的增加，要求系統(tǒng)輸送量是原設(shè)計能力3倍以上，原料品種繁多，系統(tǒng)處于滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備得不到正常的維護檢修，甚至帶病作業(yè)。一臺設(shè)備出現(xiàn)大故障，系統(tǒng)就處于癱瘓狀態(tài)，易造成燒結(jié)車間待料的重大生產(chǎn)事故。原料系統(tǒng)工藝落后造成原料供需緊張，原料系統(tǒng)成為制約燒結(jié)生產(chǎn)的“瓶頸”。對原料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造勢在必行。

2 改造方案與實施

2.1 目標(biāo)

為原料上料系統(tǒng)設(shè)計一套上料系統(tǒng)，二料場原料可以直接輸送到燒結(jié)礦倉，實現(xiàn)雙系統(tǒng)上料。

2.2 要求

應(yīng)充分考慮場地條件的制約，盡可能地與原系統(tǒng)銜接，在設(shè)備選型上，在保證使用要求的前提下，盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，并與現(xiàn)有備件通用。

2.3 實施

（1）準(zhǔn)備工作。根據(jù)工作要求，到燒結(jié)廠進行調(diào)研，了解、熟悉生產(chǎn)工藝要求，收集數(shù)據(jù)，對原料上料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造的必要性和可行性進行分析。準(zhǔn)備資料初步擬定設(shè)計方案，對方案進行分析、論證，確定直撥料系統(tǒng)總體方案，皮帶輸送系統(tǒng)載荷分析。查閱類似裝置的相關(guān)圖紙，確定本次設(shè)計的工作方案，繪制總裝草圖，載荷計算并繪制零部件圖。皮帶的張力計算，驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計，選擇繪制驅(qū)動系統(tǒng)安裝圖；皮帶支承裝置設(shè)計，繪制相關(guān)部件、零件圖；皮帶清掃裝置設(shè)計，繪制相關(guān)部件、零件圖；皮帶尾部張緊裝置設(shè)計、計算，繪制相關(guān)部件、零件圖；繪制總裝圖。

（2）建設(shè)二料場。為解決燒結(jié)產(chǎn)能增加造成的原料供需矛盾，設(shè)計開發(fā)了第二料場。二料場建成后，燒結(jié)料場面積翻倍，主要接收國礦、地方精礦的受卸、堆貯、簡單的混勻作業(yè)和輸送，燒結(jié)料場功能得到強化，但仍屬于功能單一的堆料場。堆料場的工藝特點決定了各種物化性能存在一定差異性的鐵料只能分開堆存，分別輸送入倉。

（3）直撥料系統(tǒng)。二料場在工藝上與一料場相銜接，精礦通過一料場生產(chǎn)系統(tǒng)和原料系統(tǒng)送入燒結(jié)車間。二料場在最初設(shè)計中預(yù)留了工藝接口，即在二料場2#轉(zhuǎn)運站設(shè)有分料裝置，并在原料受料槽建設(shè)轉(zhuǎn)運站，二料場精礦既能進入一料場生產(chǎn)系統(tǒng)，也能進入原料受料槽。如果從原料受料槽轉(zhuǎn)運站直接到精礦倉系統(tǒng)輸送物料，則會形成從二料場到精礦倉直撥料系統(tǒng)。

（4）建設(shè)跨公路轉(zhuǎn)運站和架設(shè)高空通廊。皮帶運輸技術(shù)是運輸散狀物料較好的方式。從場地空間上看，唯一可利用的是燒結(jié)與焦化狹長地帶及廠區(qū)重要的交通線11#公路，這一空間管網(wǎng)較多。經(jīng)過現(xiàn)場仔細測繪反復(fù)論證，通過建設(shè)跨公路轉(zhuǎn)運站和架設(shè)高空通廊，可躲開煤氣、蒸汽、給排水等管線，同時可保證11#公路正常行車。由于系統(tǒng)周圍均是工業(yè)建筑物，受現(xiàn)場條件限制，從受料槽轉(zhuǎn)運站引出的皮帶通廊需經(jīng)過受料槽，受料槽上部為鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)，皮帶通廊支腿部分基礎(chǔ)與受料槽重疊。通過對受料槽部分框架梁采用加固技術(shù)，可保證通廊支腿的基礎(chǔ)施工和安裝。

（5）工藝銜接。與原料原系統(tǒng)的工藝銜接是確保直撥料系統(tǒng)建成的關(guān)鍵。結(jié)合現(xiàn)場實際，將系統(tǒng)直接1轉(zhuǎn)2皮帶機銜接，可保證系統(tǒng)的獨立性。

（6）安全性。直撥料系統(tǒng)運送的原料主要以精礦為主，含水量較大，對環(huán)境不會造成粉塵污染。運行后不會產(chǎn)生重大的危險源。系統(tǒng)中設(shè)備安全采用對傳動部分加裝檢修平臺，鋼斜梯及欄桿，對傳動軸加護罩等，在安全方面可行。

3 改造效果

（1）精礦不經(jīng)堆取料機，直接進入燒結(jié)車間,具有良好的節(jié)電、節(jié)能效益。直撥料系統(tǒng)投產(chǎn)運行后，每天增加5 000 t的上料量，堆取料機取料按照800 t/h計算，5 000 t的上料量可供堆取料機工作6.25 h，堆取料機1h電機總功率為238 kW，整機電耗為250 kW·h，堆取料機年節(jié)電57萬kW·h。

（2）新上料系統(tǒng)輸送物料比原上料系統(tǒng)工藝流程短,皮帶電機功率比原上料系統(tǒng)所有皮帶電機功率減少120 kW·h，皮帶系統(tǒng)年節(jié)電10.5萬kW·h。

（3）項目預(yù)算投資600多萬元，項目建成后，系統(tǒng)流程縮短，物料供給充分、成分更加均勻，節(jié)電、節(jié)能以及提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量所帶來的直接經(jīng)濟效益預(yù)計300多萬元/年，不到兩年即可收回投資。

4 結(jié)束語

經(jīng)過對各種傳動方案、結(jié)構(gòu)方案及表達方案進行比較，選擇了較為合理的方案。在設(shè)計過程中制作了必要的標(biāo)準(zhǔn)件，如電動機、聯(lián)軸器等的選用和校核。對非標(biāo)準(zhǔn)件進行了設(shè)計計算、工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料的選擇及熱處理方法確定等。在滿足使用性能的前提下，力求結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)試方便經(jīng)濟。

原料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造開發(fā)完成后，上料系統(tǒng)由單系統(tǒng)變?yōu)殡p系統(tǒng)，生產(chǎn)流程更為優(yōu)化，原系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷降低40%。雙系統(tǒng)上料后，新建系統(tǒng)工藝流程大幅縮短，日增加物料輸送量1.5萬t。原料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造實施后，燒結(jié)料場具備一定中和混勻能力，原料質(zhì)量提高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，為鋼鐵企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量提高創(chuàng)造了良好條件。