180平燒結(jié)環(huán)冷機(jī)大修與豎冷窯決策分析

肖偉平

（衡陽(yáng)鋼管連軋管有限公司，湖南 衡陽(yáng) 421000）

冷卻燒結(jié)礦技術(shù)是對(duì)燒結(jié)礦進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)冷卻的新工藝，是一項(xiàng)具有重要意義的新型工藝技術(shù)，與傳統(tǒng)熱礦工藝相比表現(xiàn)出較多優(yōu)點(diǎn)：第一，冷燒結(jié)礦是進(jìn)行整粒技術(shù)的改造，可以對(duì)燒結(jié)礦和燒結(jié)鋪底料進(jìn)行分級(jí)處理；第二，冷礦爐頂壓力可以升高1～2kg/cm，促使高爐順行，但熱礦升高帶來(lái)很多問(wèn)題，壓力提高1%，產(chǎn)顯大約提高3%；第三，冷礦可以用膠帶運(yùn)輸機(jī)送入高爐爐頂，很適用于大型化發(fā)展高爐；第四，冷礦燒結(jié)設(shè)備使用壽命可以延長(zhǎng)，降低基建投資。

1 企業(yè)180平燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1 機(jī)組結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀

企業(yè)使用的180平燒結(jié)環(huán)冷機(jī)環(huán)冷車自采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)投入使用起，未進(jìn)行過(guò)機(jī)組更換，保持持續(xù)使用的狀態(tài)，目前已11年未進(jìn)行機(jī)組大修維護(hù)操作。設(shè)備的使用質(zhì)量嚴(yán)重老化，部分結(jié)構(gòu)部件長(zhǎng)期處于故障，部分應(yīng)用功能失效。如機(jī)組設(shè)備密封采用的是橡膠板密封模式，后期隨著應(yīng)用時(shí)間的增加，橡膠板損壞修復(fù)不到位，目前基本處于無(wú)密封的狀態(tài)。另外冷卻結(jié)構(gòu)部件在應(yīng)用中，由于密封性失效，造成的風(fēng)機(jī)電耗高，且在機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)了較多的揚(yáng)塵現(xiàn)象，礦無(wú)法冷卻下來(lái)，造成了運(yùn)輸皮帶輪的燒損現(xiàn)象。嚴(yán)重的影響了機(jī)組設(shè)備的應(yīng)用壽命，同時(shí)對(duì)于設(shè)備運(yùn)行中的生產(chǎn)效率保障，造成了極大的危害。

1.2 能耗現(xiàn)狀

余熱回收系統(tǒng)作為環(huán)冷臺(tái)車機(jī)組運(yùn)行中，重要的結(jié)構(gòu)部件之一，該機(jī)組設(shè)備在使用中由于余熱回收系統(tǒng)年久失修，全部系統(tǒng)報(bào)廢，造成系統(tǒng)運(yùn)行中的余熱回收完全失效。對(duì)于企業(yè)運(yùn)行中的能源合理應(yīng)用，以及運(yùn)營(yíng)成本的合理控制造成了較大的危害。另外余熱回收系統(tǒng)的全部失效，造成系統(tǒng)組件運(yùn)行中出現(xiàn)了部分的過(guò)熱現(xiàn)象，加速了設(shè)備機(jī)組應(yīng)用中的老化現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)于設(shè)備的應(yīng)用壽命，以及企業(yè)的投資應(yīng)用成果，都造成了較大的影響。

2 冷燒結(jié)礦生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題的探討

一般來(lái)講，冷熱礦型燒結(jié)礦生產(chǎn)水平高低主要是受設(shè)備占日歷作業(yè)率的高低影響，作業(yè) 率高，產(chǎn)量就會(huì)相應(yīng)增加。綜合不同類型的燒結(jié)廠來(lái)看，冷礦型燒結(jié)廠的作業(yè)率比熱礦型燒結(jié)廠略微偏低。主要原因有很多方面，包括如下內(nèi)容:從設(shè)備安裝上來(lái)看，燒冷礦型比熱礦型機(jī)尾多一套冷卻設(shè)備，多數(shù)燒冷礦型工藝都選用熱振篩鏈板運(yùn)輸機(jī)、環(huán)式冷卻襯、成品燒結(jié)礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)。這樣一來(lái)，工藝設(shè)備的增加會(huì)使主機(jī)作業(yè)率受到影響，雖然在實(shí)際工藝生產(chǎn)情況中，機(jī)尾的冷卻裝置能夠影響1%以上，并且可以通過(guò)工藝優(yōu)化改造，使這種影響有所下降，但這種影響還是不能忽視的，而相比較而言，部分燒結(jié)冷卻工藝設(shè)備的影響依然在3%左右。冷卻裝置的優(yōu)化改造無(wú)法消除這種影響，那么就需要從工藝技術(shù)上尋求優(yōu)化手段來(lái)盡量平衡這種影響，從工藝技術(shù)的不斷純熟過(guò)程中尋求更多的冷卻經(jīng)驗(yàn)以提高作業(yè)率。從設(shè)備工藝上來(lái)看，燒結(jié)礦冷卻后需要設(shè)計(jì)耐高溫皮帶將其運(yùn)送至高爐礦槽內(nèi)，如果燒結(jié)礦溫度較高，會(huì)對(duì)耐高溫的皮帶造成損害，一般來(lái)講，需要將燒結(jié)礦的溫度控制冷卻在120℃左右，降低其對(duì)皮帶和皮帶機(jī)的磨損和破壞，但目前多數(shù)冷礦型燒結(jié)廠工藝技術(shù)缺乏一定的科學(xué)性，燒結(jié)礦在工藝中起不到良好的冷卻效果，設(shè)備使用壽命較低。

3 提高燒結(jié)礦質(zhì)量的措施

3.1 燒結(jié)設(shè)備的改進(jìn)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)企業(yè)的脫硫增壓風(fēng)機(jī)過(guò)于陳舊，風(fēng)機(jī)抽風(fēng)能力嚴(yán)重不足，造成設(shè)備振值過(guò)高、軸承運(yùn)轉(zhuǎn)溫度過(guò)高等現(xiàn)象，不僅影響燒結(jié)礦脫硫效果，降低燒結(jié)礦質(zhì)量，還會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行和維修成本增加，對(duì)燒結(jié)脫硫增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造后，主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量大幅度增加，正常工作時(shí)，燒結(jié)負(fù)壓可達(dá)16kPa，不僅燒結(jié)礦質(zhì)量得到改善，風(fēng)機(jī)振值、軸承運(yùn)行溫度也趨于正常。部分設(shè)備燒結(jié)機(jī)風(fēng)系統(tǒng)還存在漏風(fēng)現(xiàn)象，漏風(fēng)率甚至達(dá)到57%，將會(huì)嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)實(shí)際輸出效率，針對(duì)這種問(wèn)題需要對(duì)燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱、煙道、放灰平臺(tái)進(jìn)行全面檢查，更換短節(jié)、閘閥、法蘭等部位或進(jìn)行補(bǔ)漏處理。一般經(jīng)過(guò)補(bǔ)漏處理，可將風(fēng)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)率降至50%以下。除此之外，需要將風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行密封條密封處理，更換老舊的密封條，可增強(qiáng)補(bǔ)漏效果。多數(shù)的緩沖倉(cāng)圓輥料門存在設(shè)計(jì)缺陷，受到原料結(jié)構(gòu)的影響，原料引入后容易發(fā)生漏料現(xiàn)象，如果為了固定原料而增加入燒混合料水分，超過(guò)7.8%就會(huì)造成燒結(jié)料層透氣性急劇下降，固體燃料消耗也會(huì)增加。對(duì)緩沖倉(cāng)料門進(jìn)行改造，可使入燒水分降低0.6%，這樣一來(lái)，燒結(jié)料層不會(huì)由于過(guò)濕而影響通透性。為了保證燒結(jié)水分需求，又不影響燒結(jié)料層的性能，需要定時(shí)補(bǔ)充水分，原有的人工加水方式容易造成工藝中斷影響燒結(jié)質(zhì)量，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，使其能夠滿足自動(dòng)加水要求，排除人工加水的弊端。

3.2 配礦優(yōu)化

提高燒結(jié)礦質(zhì)量的同時(shí)需要權(quán)衡原料成本，應(yīng)該進(jìn)行配礦優(yōu)化使燒結(jié)生產(chǎn)工藝盡可能使用低價(jià)經(jīng)濟(jì)料。為了探究不同入燒原料的成本支出和最終經(jīng)濟(jì)收益情況，進(jìn)行如下數(shù)據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，如下表1所示，試驗(yàn)周期內(nèi)第一季度以內(nèi)蒙古粗粉、印粉和北非粉為入燒原料，4月～7月以高硅澳粉、巴西高硅粉和巴標(biāo)粉為入燒原料，7月～12月以一鋼粉、印粉、PMC64.5粉和紐曼粉為入燒混合料，輔用PMC60粉和64.5粉為配合調(diào)硅物料。試驗(yàn)整周期所用內(nèi)蒙古粗粉原燃料消耗量為128.15萬(wàn)t，效益總值為2290萬(wàn)元。

表1 燒結(jié)配加經(jīng)濟(jì)料、燃料入燒效益對(duì)照

試驗(yàn)完成后的下個(gè)生產(chǎn)周期即開(kāi)始加強(qiáng)鐵前試驗(yàn)，周期末熔滴爐試驗(yàn)開(kāi)始投產(chǎn)試運(yùn)行，并逐步完善了相應(yīng)的試驗(yàn)手段，包括鐵料理化成分測(cè)點(diǎn)、流動(dòng)指數(shù)及黏結(jié)相強(qiáng)度等理化性能的測(cè)定、成品礦冶金理化性質(zhì)的檢測(cè)等，能夠完成對(duì)冷燒結(jié)礦生產(chǎn)工藝的基本控制。完備的冷燒結(jié)礦生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)系統(tǒng)要求，首先要總結(jié)本企業(yè)近幾年鐵料的采購(gòu)情況，分析不同鐵料的理化性質(zhì)和組成，進(jìn)行定級(jí)分類，并按照成分或性能強(qiáng)度進(jìn)行排序統(tǒng)計(jì)，其次根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和鐵料性價(jià)比，結(jié)合自身生產(chǎn)情況選定燒結(jié)杯結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行融滴爐試驗(yàn)調(diào)試，判斷是否運(yùn)行使用正常，接著將既定的入燒結(jié)料按照性能或其他指標(biāo)進(jìn)行編程運(yùn)算，設(shè)立入燒結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，制定評(píng)價(jià)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，最后按照入燒結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)鐵料、燒結(jié)杯基礎(chǔ)參數(shù)及其測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，全面評(píng)判冷燒結(jié)礦工藝的可行性，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改造，增加相應(yīng)的閉環(huán)控制補(bǔ)充程序。在正式投產(chǎn)之前還要結(jié)合入燒結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)系統(tǒng)程序給出的數(shù)據(jù)評(píng)判對(duì)鐵料性能和入燒結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，確保評(píng)價(jià)系統(tǒng)真實(shí)有效，可操作性強(qiáng)。如果在實(shí)際驗(yàn)證分析中發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)內(nèi)存在漏洞，如關(guān)鍵計(jì)算系數(shù)存在偏差，應(yīng)進(jìn)行完善的數(shù)據(jù)收集和驗(yàn)證進(jìn)行系數(shù)調(diào)整，確保評(píng)價(jià)體系的科學(xué)性。如下表所示，經(jīng)過(guò)配礦優(yōu)化后，各項(xiàng)指標(biāo)都有所改善，燒結(jié)礦還原度指標(biāo)比上一個(gè)周期明顯提高了4.5%，低溫還原粉化指數(shù)也提高了5.6%，有望通過(guò)再改進(jìn)優(yōu)化燒結(jié)礦的質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合2類設(shè)備機(jī)組在同等運(yùn)行環(huán)境，同等礦料應(yīng)用的現(xiàn)狀下分析，環(huán)冷機(jī)的能耗大，生產(chǎn)效率低，環(huán)保性低，且在實(shí)際應(yīng)用中的安全性較低。對(duì)比發(fā)現(xiàn)豎冷窯的使用成本低，且生產(chǎn)中礦產(chǎn)顆粒的熱交換質(zhì)量高，顆粒間受熱均勻，對(duì)于生產(chǎn)成本的控制，以及生產(chǎn)中布料排料工作的優(yōu)化，發(fā)揮了重要的作用，因此豎冷窯具備較高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

表2 燒結(jié)礦質(zhì)量前后對(duì)比