180平燒結環(huán)冷機大修與豎冷窯決策分析

肖偉平

（衡陽鋼管連軋管有限公司，湖南 衡陽 421000）

冷卻燒結礦技術是對燒結礦進行強制通風冷卻的新工藝，是一項具有重要意義的新型工藝技術，與傳統(tǒng)熱礦工藝相比表現(xiàn)出較多優(yōu)點：第一，冷燒結礦是進行整粒技術的改造，可以對燒結礦和燒結鋪底料進行分級處理；第二，冷礦爐頂壓力可以升高1～2kg/cm，促使高爐順行，但熱礦升高帶來很多問題，壓力提高1%，產顯大約提高3%；第三，冷礦可以用膠帶運輸機送入高爐爐頂，很適用于大型化發(fā)展高爐；第四，冷礦燒結設備使用壽命可以延長，降低基建投資。

1 企業(yè)180平燒結環(huán)冷機的應用現(xiàn)狀分析

1.1 機組結構應用現(xiàn)狀

企業(yè)使用的180平燒結環(huán)冷機環(huán)冷車自采購進場投入使用起，未進行過機組更換，保持持續(xù)使用的狀態(tài)，目前已11年未進行機組大修維護操作。設備的使用質量嚴重老化，部分結構部件長期處于故障，部分應用功能失效。如機組設備密封采用的是橡膠板密封模式，后期隨著應用時間的增加，橡膠板損壞修復不到位，目前基本處于無密封的狀態(tài)。另外冷卻結構部件在應用中，由于密封性失效，造成的風機電耗高，且在機組運行中出現(xiàn)了較多的揚塵現(xiàn)象，礦無法冷卻下來，造成了運輸皮帶輪的燒損現(xiàn)象。嚴重的影響了機組設備的應用壽命，同時對于設備運行中的生產效率保障，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)冷臺車機組運行中，重要的結構部件之一，該機組設備在使用中由于余熱回收系統(tǒng)年久失修，全部系統(tǒng)報廢，造成系統(tǒng)運行中的余熱回收完全失效。對于企業(yè)運行中的能源合理應用，以及運營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)組件運行中出現(xiàn)了部分的過熱現(xiàn)象，加速了設備機組應用中的老化現(xiàn)象，同時對于設備的應用壽命，以及企業(yè)的投資應用成果，都造成了較大的影響。

2 冷燒結礦生產技術問題的探討

一般來講，冷熱礦型燒結礦生產水平高低主要是受設備占日歷作業(yè)率的高低影響，作業(yè) 率高，產量就會相應增加。綜合不同類型的燒結廠來看，冷礦型燒結廠的作業(yè)率比熱礦型燒結廠略微偏低。主要原因有很多方面，包括如下內容:從設備安裝上來看，燒冷礦型比熱礦型機尾多一套冷卻設備，多數(shù)燒冷礦型工藝都選用熱振篩鏈板運輸機、環(huán)式冷卻襯、成品燒結礦皮帶運輸系統(tǒng)。這樣一來，工藝設備的增加會使主機作業(yè)率受到影響，雖然在實際工藝生產情況中，機尾的冷卻裝置能夠影響1%以上，并且可以通過工藝優(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，部分燒結冷卻工藝設備的影響依然在3%左右。冷卻裝置的優(yōu)化改造無法消除這種影響，那么就需要從工藝技術上尋求優(yōu)化手段來盡量平衡這種影響，從工藝技術的不斷純熟過程中尋求更多的冷卻經驗以提高作業(yè)率。從設備工藝上來看，燒結礦冷卻后需要設計耐高溫皮帶將其運送至高爐礦槽內，如果燒結礦溫度較高，會對耐高溫的皮帶造成損害，一般來講，需要將燒結礦的溫度控制冷卻在120℃左右，降低其對皮帶和皮帶機的磨損和破壞，但目前多數(shù)冷礦型燒結廠工藝技術缺乏一定的科學性，燒結礦在工藝中起不到良好的冷卻效果，設備使用壽命較低。

3 提高燒結礦質量的措施

3.1 燒結設備的改進

調查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)企業(yè)的脫硫增壓風機過于陳舊，風機抽風能力嚴重不足，造成設備振值過高、軸承運轉溫度過高等現(xiàn)象，不僅影響燒結礦脫硫效果，降低燒結礦質量，還會造成設備運行和維修成本增加，對燒結脫硫增壓風機進行改造后，主抽風機風量大幅度增加，正常工作時，燒結負壓可達16kPa，不僅燒結礦質量得到改善，風機振值、軸承運行溫度也趨于正常。部分設備燒結機風系統(tǒng)還存在漏風現(xiàn)象，漏風率甚至達到57%，將會嚴重影響風機實際輸出效率，針對這種問題需要對燒結機風箱、煙道、放灰平臺進行全面檢查，更換短節(jié)、閘閥、法蘭等部位或進行補漏處理。一般經過補漏處理，可將風機系統(tǒng)漏風率降至50%以下。除此之外，需要將風機設備進行密封條密封處理，更換老舊的密封條，可增強補漏效果。多數(shù)的緩沖倉圓輥料門存在設計缺陷，受到原料結構的影響，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7.8%就會造成燒結料層透氣性急劇下降，固體燃料消耗也會增加。對緩沖倉料門進行改造，可使入燒水分降低0.6%，這樣一來，燒結料層不會由于過濕而影響通透性。為了保證燒結水分需求，又不影響燒結料層的性能，需要定時補充水分，原有的人工加水方式容易造成工藝中斷影響燒結質量，可以對設備進行改造，使其能夠滿足自動加水要求，排除人工加水的弊端。

3.2 配礦優(yōu)化

提高燒結礦質量的同時需要權衡原料成本，應該進行配礦優(yōu)化使燒結生產工藝盡可能使用低價經濟料。為了探究不同入燒原料的成本支出和最終經濟收益情況，進行如下數(shù)據試驗數(shù)據分析，如下表1所示，試驗周期內第一季度以內蒙古粗粉、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粉為配合調硅物料。試驗整周期所用內蒙古粗粉原燃料消耗量為128.15萬t，效益總值為2290萬元。

表1 燒結配加經濟料、燃料入燒效益對照

試驗完成后的下個生產周期即開始加強鐵前試驗，周期末熔滴爐試驗開始投產試運行，并逐步完善了相應的試驗手段，包括鐵料理化成分測點、流動指數(shù)及黏結相強度等理化性能的測定、成品礦冶金理化性質的檢測等，能夠完成對冷燒結礦生產工藝的基本控制。完備的冷燒結礦生產系統(tǒng)應滿足結構評價系統(tǒng)要求，首先要總結本企業(yè)近幾年鐵料的采購情況，分析不同鐵料的理化性質和組成，進行定級分類，并按照成分或性能強度進行排序統(tǒng)計，其次根據統(tǒng)計數(shù)據和鐵料性價比，結合自身生產情況選定燒結杯結構，并進行融滴爐試驗調試，判斷是否運行使用正常，接著將既定的入燒結料按照性能或其他指標進行編程運算，設立入燒結構評價系統(tǒng)，制定評價系統(tǒng)標準，最后按照入燒結構評價系統(tǒng)對鐵料、燒結杯基礎參數(shù)及其測試實驗數(shù)據進行全面分析，全面評判冷燒結礦工藝的可行性，并根據評價結果進行相應的結構改造，增加相應的閉環(huán)控制補充程序。在正式投產之前還要結合入燒結構評價系統(tǒng)程序給出的數(shù)據評判對鐵料性能和入燒結構進行實踐驗證，確保評價系統(tǒng)真實有效，可操作性強。如果在實際驗證分析中發(fā)現(xiàn)評價系統(tǒng)內存在漏洞，如關鍵計算系數(shù)存在偏差，應進行完善的數(shù)據收集和驗證進行系數(shù)調整，確保評價體系的科學性。如下表所示，經過配礦優(yōu)化后，各項指標都有所改善，燒結礦還原度指標比上一個周期明顯提高了4.5%，低溫還原粉化指數(shù)也提高了5.6%，有望通過再改進優(yōu)化燒結礦的質量。

4 結語

綜合2類設備機組在同等運行環(huán)境，同等礦料應用的現(xiàn)狀下分析，環(huán)冷機的能耗大，生產效率低，環(huán)保性低，且在實際應用中的安全性較低。對比發(fā)現(xiàn)豎冷窯的使用成本低，且生產中礦產顆粒的熱交換質量高，顆粒間受熱均勻，對于生產成本的控制，以及生產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用優(yōu)勢。

表2 燒結礦質量前后對比