安鋼燒結(jié)系統(tǒng)設(shè)備改造與工藝技術(shù)優(yōu)化

劉月建 韓士賓 郭軍偉 王世光

（安陽鋼鐵股份有限公司）

0 前言

從2006年開始，隨著1#～3#燒結(jié)機相繼投產(chǎn)，安鋼燒結(jié)系統(tǒng)與高爐系統(tǒng)同步進入大型化時代，裝備水平和生產(chǎn)工藝技術(shù)水平均邁上了新臺階。但近年來，隨著設(shè)備老化、工藝淘汰和環(huán)境治理要求的逐步提高，各機組眾多設(shè)備設(shè)施、操作理念和工藝技術(shù)已難以滿足新形勢下的生產(chǎn)需求，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標出現(xiàn)下滑，急需進行設(shè)備改造和工藝提升[1-4]。

1 工藝設(shè)備改造方面

1.1 燃料破碎系統(tǒng)改造

1#和2#燒結(jié)機由于設(shè)計較早，燃料破碎系統(tǒng)未設(shè)計自動保壓系統(tǒng)，在破碎煤粉時勉強能夠滿足破碎需求。隨著環(huán)保要求越來越高，1#機和2#機開始增加焦粉使用比例。因焦粉硬度較大，破碎設(shè)備出現(xiàn)了震動大、液壓系統(tǒng)頻繁泄壓以及輥間距異常增大等現(xiàn)象，難以保證燃料粒度合格率。為滿足工藝要求，1#機和2#機通過改造，增加了油站自動保壓系統(tǒng)，實現(xiàn)了單片機控制下油壓自動檢測和補壓作業(yè)，自動保持合適的輥間距，有效地減輕了職工勞動強度，提高了燃料粒度合格率[5]。

為了減輕3#燒結(jié)機細破設(shè)備的運行負荷，技術(shù)人員對1#系列燃料破碎系統(tǒng)進行了改造，加裝了聚氨酯波紋預(yù)篩分裝置，將≤3 mm物料提前篩出，進一步提高了燃料破碎效率，延長了設(shè)備的使用壽命。

1.2 生石灰配料設(shè)備改造

在對1#和2#燒結(jié)機配料系統(tǒng)進行改造時，將生石灰配加設(shè)備由星型卸灰閥+螺旋稱改為了星型卸灰閥+稱重料斗+電子皮帶秤，解決了星型卸灰閥下料波動大的問題。同時，改進了星型卸灰閥轉(zhuǎn)速的控制模式，打破傳統(tǒng)的由PID采集下灰量控制星卸轉(zhuǎn)速的舊模式，改為由稱重傳感器根據(jù)緩沖料斗倉位上下限，控制星型卸灰閥的啟停，穩(wěn)定了下方皮帶秤的料流寬度，實現(xiàn)了熔劑的均勻配加，提高了燒結(jié)礦堿度合格率。

1.3 混合機加水系統(tǒng)改造

為了提高混合料的造球效果，各機組利用檢修機會進行了多項技術(shù)改造。一是優(yōu)化了一、二混滾筒加水管路布局，安裝了螺旋形霧化噴頭；二是創(chuàng)新性地在工藝水進水管道上加裝了在線過濾裝置，減少了水中的雜質(zhì)，保證霧化噴頭的正常使用；三是對工藝水箱進行了蒸汽伴熱改造，將水溫提高到70 ℃以上，提高生石灰消化效果，從而實現(xiàn)了一、二混加水的標準化，提高了混合料的造球效果，改善了燒結(jié)料層透氣性。

1.4 新型環(huán)冷機改造

1#和2#燒結(jié)機原有老式環(huán)冷機經(jīng)過多年使用后，存在設(shè)備老化變形、冷卻效果差、物料拋灑嚴重等眾多問題，技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)考察論證后，對老式環(huán)冷機進行了換型改造。新型式環(huán)冷機具有密封效果好、運行穩(wěn)定、卸料徹底等諸多優(yōu)點，投用后物料拋灑現(xiàn)象得到顯著改善，冷卻效果得到加強，減少了風機冷卻耗電量，取得了較好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。

1.5 燒結(jié)機煙氣循環(huán)改造

燒結(jié)煙氣循環(huán)工藝分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種，其中內(nèi)循環(huán)工藝是將部分大煙道高溫廢氣通過循環(huán)風機引到燒結(jié)機料面參與燒結(jié)過程，起到了余熱利用、粉塵沉降和污染物減排等多重作用。1#燒結(jié)機熱風循環(huán)系統(tǒng)建成后，經(jīng)過技術(shù)人員調(diào)試和試運行，總結(jié)出了一套操作標準，目前該項目已達到正常運行狀態(tài)，總風量、污染物排放均呈現(xiàn)降低趨勢。

1.6 燒結(jié)機漏風治理

燒結(jié)機經(jīng)過長時間運行后，會出現(xiàn)漏風率升高、利用系數(shù)降低的問題，漏風點主要存在于燒結(jié)機滑道、頭尾密封以及大煙道和機頭除塵器卸灰閥等處。為此，技術(shù)人員以1#燒結(jié)機為試點，進行了多項改造，使用柔性無油尼龍密封替代了老式滑板密封，使用新型端部密封替代老式彈簧式端部密封，使用耐用型雙層卸灰閥替代老舊腐蝕的刀口式卸灰閥。改造后檢測燒結(jié)機綜合漏風率由50%左右降低到40%以下[6-7]。

2 工藝技術(shù)優(yōu)化方面

2.1 采用返礦提前噴水潤濕工藝

為了改善混合料制粒效果，充分發(fā)揮內(nèi)循環(huán)返礦在混合機制粒過程中充當?shù)摹昂诵摹弊饔茫夹g(shù)人員在各機組配料室返礦皮帶秤上均加裝了噴水潤濕裝置，并借助電動調(diào)節(jié)閥和電磁流量計實現(xiàn)了上位機遠程自動控制功能，改善了混合料的制粒效果。

2.2 鋪底料粒級分布優(yōu)化

為解決1#和2#燒結(jié)機鋪底料粒級過小和厚度偏薄的問題，技術(shù)人員利用年修機會分別對1#機和2#機篩分系統(tǒng)進行了改造，將整粒系統(tǒng)二次篩更換為復(fù)合式篩網(wǎng)，使得1#機和2#機鋪底料粒級由5～12 mm增大為10～18 mm。同時，對燒結(jié)機鋪底料厚度調(diào)節(jié)機構(gòu)進行更新，將鋪底料厚度控制標準由30～50 mm提高為40～80 mm。從而徹底消除了因鋪底料粒級過小和厚度較薄引起的爐條糊堵問題。

2.3 返礦配加方式優(yōu)化

安鋼燒結(jié)機內(nèi)循環(huán)返礦配加一直沿用“內(nèi)配”模式，在調(diào)整返礦配比時需要人工加減鐵料配比，使得熔劑和燃料的實際配比發(fā)生變化。為此，技術(shù)人員借鑒討論后，對燒結(jié)機配料計算程序進行了優(yōu)化。將內(nèi)循環(huán)返礦修改為“外配”模式后，需要加減返礦配比時，配料程序會對其他物料按配比自動進行調(diào)整，避免了熔劑和燃料比例被動變化的問題，提高了燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2.4 建立燒結(jié)機換料操作標準化模型

為了最大限度地減少鐵料配比調(diào)整過程中燒結(jié)趨勢和燒結(jié)礦質(zhì)量的波動，技術(shù)人員對各機組燒結(jié)機工藝設(shè)備配置、原燃料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、配比計算以及儀表量程等進行了認真研究，建立了安鋼燒結(jié)機鐵料換料操作模型，在每次配比調(diào)整之前均會下達《換料標準化作業(yè)指導(dǎo)書》，分別對鐵料倉的配置、燃料、熔劑和加水量的調(diào)整，以及燒結(jié)礦成分的調(diào)整原則做出詳細規(guī)定，全程指導(dǎo)換料操作，具體模型如圖1所示。

圖1 燒結(jié)機鐵料換料操作標準化操作模型

鐵料換料操作標準化模型建立后，規(guī)范了換料操作和管理，實現(xiàn)了換料 過程的科學計算、預(yù)知預(yù)判和回調(diào)評價。通過一年來的實踐和優(yōu)化，各燒結(jié)機換料過程穩(wěn)定性得到了保證，燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定率穩(wěn)步提高。

2.5 燒結(jié)機布料工藝優(yōu)化

為了提高燒結(jié)機布料的穩(wěn)定性，圍繞布料操作，從加強篦網(wǎng)管理，減少混勻礦中雜物開始，相繼對布料滾筒、活頁門、壓料輥、擋料板等進行了多處改造，完善了布料檢查和考核制度，提高了布料操作水平，保證臺車長度和寬度方向上的均勻性，為穩(wěn)定燒結(jié)趨勢創(chuàng)造條件。自主發(fā)明的燒結(jié)機圓輥兩側(cè)粘料清理裝置以及圓輥兩側(cè)壓料、擋料裝置分別如圖2和圖3所示。

圖2 燒結(jié)機圓輥兩側(cè)粘料清理裝置

圖3 燒結(jié)機圓輥兩側(cè)壓料、擋料裝置

3 取得的技術(shù)經(jīng)濟效果

近年來，對燒結(jié)系統(tǒng)的設(shè)備、工藝和技術(shù)進行的優(yōu)化改造，取得了明顯效果，2018年主要技術(shù)經(jīng)濟指標達到一個新的水平，燒結(jié)機布料厚度達到850 mm以上，燒結(jié)機最大利用系數(shù)達到1.30 t/m2·h，噸礦固體燃料消耗降低到50 kg/t以下，燒結(jié)機運行穩(wěn)定性和標準化程度得到了較大提高。在2017年和2018年連續(xù)兩屆“全國重點大型耗能鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能降耗對標競賽”中獲得4臺套“優(yōu)勝爐”榮譽稱號。

4 結(jié)論

（1）安鋼燒結(jié)系統(tǒng)通過工藝路線對比和優(yōu)化設(shè)計，利用大修或年修機會，對落后工藝設(shè)備進行了淘汰，采用了大量新工藝新技術(shù)，取得了較好的應(yīng)用效果。

（2）在原燃料條件不穩(wěn)定的情況下，技術(shù)人員通過優(yōu)化返礦配加模式、優(yōu)化鋪底料粒級組成、建立燒結(jié)機換料操作標準化模型等技術(shù)革新，提高了燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性，為高爐穩(wěn)定順行提供了原料保障。

（3）通過優(yōu)化改造，2018年安鋼燒結(jié)機主要技術(shù)經(jīng)濟指標達到一個新的水平，最高布料厚度達到850 mm，最大利用系數(shù)達到1.30 t/m2·h，噸礦固體燃料消耗降低到50 kg/t以下，燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性和運行標準化水平均得到了較大提高。